Структурные изменения и глубинное перераспределение имплантированных примесей In и As в Si при стационарной и импульсной термообработке
Баталов Р.И.1, Базаров В.В.1, Бегишев Е.М.1, Валеев В.Ф.1, Нуждин В.И.1, Комаров Ф.Ф.2, Чуприс И.К.2
1Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского --- обособленное структурное подразделение Федерального исследовательского центра "Казанский научный центр РАН", Казань, Россия
2Институт прикладных физических проблем им. А.Н. Севченко Белорусского государственного университета, Минск, Беларусь
Email: batalov@kfti.knc.ru
Поступила в редакцию: 21 ноября 2025 г.
В окончательной редакции: 10 декабря 2025 г.
Принята к печати: 15 декабря 2025 г.
Выставление онлайн: 5 марта 2026 г.
Формирование в приповерхностной области монокристаллического кремния (Si) наночастиц узкозонного арсенида индия (InAs) является одним из подходов к расширению оптического поглощения и фотоотклика Si на ближнюю и среднюю ИК область (λ = 1.1-3.5 μm). Синтез наночастиц InAs в Si может быть проведен методом высокодозной ионной имплантации с последующим стационарным или импульсным отжигом. Методом резерфордовского обратного рассеяния ионов гелия исследовано распределение концентрации внедренной примеси по глубине и местоположение в кристаллической решетке Si последовательно имплантированных ионов In+ (30 keV, 2· 1016 cm-2) и As+ (25 keV, 2· 1016 cm-2) до и после различных термических воздействий в твердофазном и жидкофазном режимах. Установлены режимы термических воздействий, при которых происходит наилучшее восстановление нарушенной кристаллической структуры Si и создаются условия для синтеза фазы InAs при наибольшем перекрытии профилей концентрации примесных атомов. Ключевые слова: кремний, арсенид индия, плавление, кристаллизация, диффузия, сегрегация, резерфордовское обратное рассеяние.
- С. Зи. Физика полупроводниковых приборов: в 2-х кн. (Мир, М., 1984), кн. 1
- A. Luque, A. Marti, C. Stanley. Nat. Phot., 6, 146 (2012). DOI: 10.1038/nphoton.2012.1
- Электронный ресурс. NSM Archive --- Physical Properties of Semiconductors. Режим доступа: http://www.matprop.ru/
- Z. Mamiyev, N.O. Balayeva. Mater. Today Sustain., 21, 100305 (2023). DOI: 10.1016/j.mtsust.2022.100305
- A. Rogalski. Rep. Progress Phys., 68, 2267 (2005). DOI: 10.1088/0034-4885/68/10/R01
- F. Komarov, L. Vlasukova, W. Wesch, A. Kamarou, O. Milchanin, S. Grechnyi, A. Mudryi, A. Ivaniukovich. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B, 266, 3557 (2008). DOI: 10.1016/j.nimb.2008.06.010
- L. Rebohle, R. Wutzler, S. Prucnal, R. Hubner, Y.M. Georgiev, A. Erbe, R. Bottger, M. Glaser, A. Lugstein, M. Helm, W. Skorupa. Phys. Stat. Sol. C, 14, 1700188 (2017). DOI: 10.1002/pssc.201700188
- I.E. Tyschenko, V.A. Volodin, A.G. Cherkov, M. Stoffel, H. Rinnert, M. Vergnat, V.P. Popov. J. Luminescence, 204, 656 (2018). DOI: 10.1016/j.jlumin.2018.08.057
- F. Komarov, L. Vlasukova, O. Milchanin, W. Wesch, E. Wendler, J. Zuk, I. Parkhomenko. Mater. Sci. Engin.: B, 178, 1169 (2013). DOI: /10.1016/j.mseb.2013.07.011
- А.В. Двуреченский, Г.А. Качурин, Е.В. Нидаев, Л.С. Смирнов. Импульсный отжиг полупроводниковых материалов (Наука, М., 1982)
- Ф.Ф. Комаров, О.В. Мильчанин, И.Н. Пархоменко, П.В. Кучинский, А.Е. Альжанова, М.А. Моховиков, E. Wendler. Инж. физ. журн., 97 (3), 758 (2024). [F.F. Komarov, O.V. Mil'chanin, I.N. Parchomenko, P.V. Kuchinskii, A.E. Al'zhanova, M.A. Mokhovikov, E. Wendler. J. Engin. Phys. Thermophys., 97, 745 (2024). DOI: 10.1007/s10891-024-02946-7]
- Р.И. Баталов, В.В. Базаров, В.И. Нуждин, В.Ф. Валеев, Г.А. Новиков, В.А. Шустов, К.Н. Галкин, И.Б. Чистохин, Ф.Ф. Комаров, О.В. Мильчанин, И.Н. Пархоменко. Журн. прикл. спектр., 91, 804 (2024). [R.I. Batalov, V.V. Bazarov, V.I. Nuzhdin, V.F. Valeev, H.A. Novikov, V.A. Shustov, K.N. Galkin, I.B. Chistokhin, F.F. Komarov, O.V. Milchanin, I.N. Parkhomenko. J. Appl. Spectr., 91, 1225 (2025). DOI: 10.1007/s10812-025-01841-0]
- M. Mayer. SIMNRA user's guide, Max-Planck-Institut fur Plasmaphysik, 1997
- Электронный ресурс. The Stopping and Range of Ions in Matter. Режим доступа: http://www.srim.org/
- Р.И. Баталов, Е.А. Марфин, Д.Д. Зайцев. Инж. физ. журн., 3 (в печати) (2026)
- В.М. Глазов, В.С. Земсков. Физико-химические основы легирования полупроводников (Наука, М., 1967)