"Физика и техника полупроводников"
Вышедшие номера
Инженерия дефектов в имплантационной технологии кремниевых светоизлучающих структур с дислокационной люминесценцией О б з о р
Соболев Н.А.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Поступила в редакцию: 9 апреля 2009 г.
Выставление онлайн: 20 декабря 2009 г.

Обобщаются результаты по развитию физических основ технологии, основанной на ионной имплантации, для разработки кремниевых светоизлучающих структур с дислокационной люминесценцией на область длин волн вблизи ~1.6 мкм. Развитие концепции инженерии дефектов в технологии полупроводниковых приборов позволило установить закономерности процесса образования дефектов и выявить особенности, возникающие в спектрах излучения при изменении условий имплантации ионов Er, Dy, Ho, O, Si и последующего отжига, и создавать светоизлучающие структуры с желательным спектром люминесцентных центров и протяженных структурных дефектов. Найдены технологические условия, при которых в светоизлучающем слое вводится только один тип протяженных структурных дефектов (петли Франка, совершенные призматические петли или чисто краевые дислокации), что позволило исследовать корреляцию между концентрацией протяженных дефектов определенного типа и интенсивностью линий дислокационной люминесценции. Выявлена определяющая роль собственных точечных решеточных дефектов в зарождении и трансформации протяженных структурных дефектов и люминесцентных центров, ответственных за дислокационную люминесценцию. Установлено, что эффективность возбуждения люминесценции представляющих наибольший интерес для практического применения так называемых центров D1 изменяется более чем на 2 порядка в структурах, приготовленных разными технологическими методами. Изготовлены высокоэффективные кремниевые светодиоды с дислокационной люминесценцией при комнатной температуре. PACS: 61.72.Ji, 61.72.Lk, 61.72.Tt, 71.55.Cn, 78.55.Ap, 78.60.Fi, 85.60.Jb
  1. L. Pavesi. J. Phys.: Condens. Matter, 15, R1169 (2003)
  2. H. Ennen, G. Pomrenke, A. Axmann, K. Eisele, W. Haydl, J. Schneider. Appl. Phys. Lett., 46, 381 (1985)
  3. J. Michel, J.L. Benton, R.F. Ferrante, D.C. Jacobson, D.J. Eaglesham, E.A. Fitzgerald, Y.H. Xie, J.M. Poate, L.C. Kimerling. J. Appl. Phys., 70, 2672 (1991)
  4. B. Zheng, J. Michel, F.Y.G. Ren, L.C. Kimerling, D.C. Jacobson, J.M. Poate. Appl. Phys. Lett., 64, 2842 (1994)
  5. G. Franzo, F. Priolo, S. Coffa, A. Polman, A. Carnera. Appl. Phys. Lett., 64, 2235 (1994)
  6. J. Stimmer, A. Reittinger, J.F. Nutzel, G. Abstreiter, H. Holzbrecher, Ch. Buchal. Appl. Phys. Lett., 68, 3290 (1996)
  7. N.A. Sobolev, O.B. Gusev, E.I. Shek, V.I. Vdovin, T.G. Yugova, A.M. Emel'yanov. Appl. Phys. Lett., 72, 3326 (1998)
  8. Н.А. Соболев. ФТП, 29, 1153 (1995)
  9. A. Polman. J. Appl. Phys., 82, 1 (1997)
  10. J. Michel, L.V. Assali, M.T. Morse, L.C. Kimerling. Semicond. Semimet., v. 49, ed. by D.J. Lockwood (1998) p. 111
  11. S. Coffa, G. Franzo, F. Priolo. MRS Bulletin, 23, 25 (1998)
  12. A.J. Kenyon. Semicond. Sci. Technol., 20, R65 (2005)
  13. M.A. Green, J. Zhao, A. Wang, P.J. Reece, M. Gal. Nature, 412, 805 (2001)
  14. N.A. Sobolev. In: Advances in Light Emitting Materials, ed. by H.G. Grimmeiss, B. Monemar, M. Kittler (Trans. Tech. Publications, Switzerland, 2008) ch. 5 [Mater. Sci. Forum, 590, 79 (2008)]
  15. Н.А. Дроздов, А.А. Патрин, В.Д. Ткачев. Письма ЖЭТФ, 23, 651 (1976)
  16. V.V. Kveder, E.A. Steinman, S.A. Shevchenko, H.G. Grimmeiss. Phys. Rev. B, 51, 10 520 (1995)
  17. E.O. Sveinbjornsson, J. Weber. Appl. Phys. Lett., 69, 2686 (1996)
  18. V. Kveder, V. Badylevich, E. Steinman, A. Izotov, M. Zeibt, W. Schreter. Appl. Phys. Lett., 84, 2106 (2004)
  19. R. Sauer, J. Weber, J. Stolz, E.R. Weber, K.H. Kurster, H. Alexander. Appl. Phys. A, 36, 1 (1985)
  20. S. Pizzini, M. Guzzi, E. Grilli, G. Borionetti. J. Phys.: Condens. Matter, 12, 10 131 (2000)
  21. M. Acciarri, S. Binetti, O.V. Feklisova, E.A. Steinman, E.B. Yakimov. Sol. St. Phenomena, 95--96, 453 (2004)
  22. N.A. Sobolev, A.M. Emel'yanov, E.I. Shek, O.V. Feklisova, E.B. Yakimov, T.V. Kotereva. Phys. Status Solidi C, 2, 1842 (2005)
  23. V.V. Kveder, E.A. Steiman, H.G. Grimmeiss. J. Appl. Phys., 78, 446 (1995)
  24. S. Fukatsu, Y. Mera, M. Inoue, K. Maeda, H. Akiyama, H. Sakaki. Appl. Phys. Lett., 68, 1889 (1996)
  25. S. Binetti, M. Donghi, S. Pizzini, A. Castaldini, A. Cavallini, F. Fraboni, N.A. Sobolev. Sol. St. Phenomena, 57--58, 197 (1997)
  26. S. Pizzini, E. Leonti, S. Binetti, M. Acciarri, A. Le Donne, B. Pichaud. Sol. St. Phenomena, 95--96, 273 (2004)
  27. А.А. Каплянский. Опт. и спектр., 16, 329 (1964)
  28. N.A. Drozdov, A.A. Patrin, V.D. Tkachev. Phys. Status Solidi B, 83, K137 (1977)
  29. M. Suesawa, Y. Sasaki, Y. Nishino, K. Sumino. Jpn. J. Appl. Phys., 20, 537 (1981)
  30. M. Suesawa, K. Sumino, Y. Nishina. Jpn. J. Appl. Phys., 21, L518 (1982)
  31. A.E. Huges, W.A. Runciman. Proc. Phys. Soc., 90, 827 (1967)
  32. R. Sauer, Ch. Kisielowski-Kemmerich, H. Alexander. Phys. Rev. Lett., 57, 1472 (1986)
  33. M. Suezawa, K. Sumino. Phys. Status Solidi A, 78, 639 (1983)
  34. G.P. Watson, J.L. Benton, Y.-H. Hie, E.A. Fitzgerald. J. Appl. Phys., 83, 3773 (1998)
  35. V. Higgs, E.C. Lightowlers, S. Tajbakhsh. Appl. Phys. Lett., 61, 1087 (1992)
  36. T. Sekiguchi, K. Sumino. Mater. Sci. Forum, 196-- 201, 1201 (1995)
  37. M. Suezawa, Y. Sasaki, K. Sumino. Phys. Status Solidi A, 79, 173 (1983)
  38. E.A. Steiman, V.V. Kveder, H.G. Grimmeiss. Sol. St. Phenomena, 47-- 48, 217 (1996)
  39. V. Kveder, M. Badylevich, W. Schroter, M. Seibt, E. Steinman, A. Izotov. Phys. Status Solidi A, 202, 901 (2005)
  40. L.C. Kimerling. J.R. Patel. Appl. Phys. Lett., 34, 73 (1979)
  41. V.V. Kveder, Yu.A. Ossipyan, W. Schroeter, G. Zoth. Phys. Status Solidi A, 72, 701 (1982)
  42. P. Omling, L. Samuelson, H.G. Grimmeis. J. Appl. Phys., 54, 5117 (1983)
  43. D. Cavalcoli, A. Cavallini, E. Gombia. Phys. Rev. B, 56, 10 208 (1997)
  44. Электронные свойства дислокаций в полупроводниках, под ред. Ю.А. Осипьяна (М., Эдиториал УРСС, 2000)
  45. V. Kveder, M. Kittler. In: Advances in Light Emitting Materials, ed. by H.G. Grimmeiss, B. Monemar, M. Kittler (Trans. Tech. Publications, Switzerland, 2008) ch. 3 [Mater. Sci. Forum, 590, 29 (2008)]
  46. G. Davies. Phys. Rep., 176, 83 (1989)
  47. S. Coffa, S. Libertino, C. Spinella. Appl. Phys. Lett., 76, 321 (2000)
  48. V. Raineri, S. Coffa, E. Szilagyi, J. Gyulai, E. Rimini. Phys. Rev. B, 61, 937 (2000)
  49. Н.А. Соболев, М.С. Бреслер, О.Б. Гусев, М.И. Маковийчук, Е.О. Паршин, Е.И. Шек. ФТП, 28, 1995 (1994)
  50. N.A. Sobolev, O.V. Alexandrov, M.S. Bresler, O.B. Gusev, E.I. Shek, M.I. Makoviichuk, E.O. Parshin. Mater. Sci. Forum, 196-- 201, 597 (1995)
  51. T. Gregorkiewicz, I. Tsimperidis, C.A.J. Ammerlaan, F.P. Widdershoven, N.A. Sobolev. MRS Symp. Proc., 422, 207 (1996)
  52. Р.Н. Кютт, Н.А. Соболев. ФТТ, 39, 853 (1997)
  53. N.A. Sobolev, O.B. Gusev, E.I. Shek, V.I. Vdovin, T.G. Yugova, A.M. Emel'yanov. Appl. Phys. Lett., 72, 3326 (1998)
  54. М.Г. Мильвидский, В.Б. Освенский. Структурные дефекты в монокристаллах полупроводников (М., Металлургия, 1984)
  55. К. Рейви. Дефекты и примеси в полупроводниковом кремнии, пер. с англ. под ред. С.Н. Горина (М., Мир, 1984)
  56. W. Frank, U. Gosele, H. Mehrer, A. Seeger. In: Diffusion in crystalline solids, ed. by G.E. Murch, A.S. Nowick (Academic Press, 1984) p. 63
  57. P.M. Fahey, P.B. Griffin, J.D. Plummer. Rev. Mod. Phys., 61, 289 (1989)
  58. N.A. Sobolev. In: Semiconductor Technology: Processing and Novel Fabrication Techniques, ed. by M. Levinshtein, M. Shur (Wiley-Interscience, N.Y., 1997) p. 131
  59. V. Higgs, F. Chin, X. Wang, J. Mosalski, R. Beanland. J. Phys.: Condens. Matter, 12, 10 105 (2000)
  60. N.A. Sobolev. Physica B, 401-- 402, 10 (2007)
  61. N.A. Sobolev, O.B. Gusev, E.I. Shek, V.I. Vdovin, T.G. Yugova, A.M. Emel'yanov. J. Luminesc., 80, 357 (1999)
  62. P.B. Klein, G.S. Pomrenke. Electron. Lett., 24, 1503 (1988)
  63. О.В. Александров, Ю.А. Николаев, Н.А. Соболев, В.И. Сахаров, И.Т. Серенков, Ю.А. Кудрявцев. ФТП, 33, 652 (1999)
  64. R.N. Kyutt, P.V. Petrashen, L.M. Sorokin. Phys. Status Solidi A, 60, 381 (1980)
  65. P. Zaumseil, U. Winter, F. Cembali, M. Servidori, Z. Sourek. Phys. Status Solidi A, 100, 95 (1982)
  66. В.А. Бушуев, А.П. Петраков. Кристаллография, 40, 11 (1995)
  67. О.В. Александров, Р.Н. Кютт, Т.Г. Алкснис. ФТТ, 22 (10), 2892 (1980)
  68. C.J. Tsai, A. Dommann, M.A. Nicolet, T. Vreeland. J. Appl. Phys., 69, 2067 (1991)
  69. G. Bai, M.-A. Nicolet. J. Appl. Phys., 70, 649 (1991)
  70. S. Mader, A.F. Michel. Phys. Status Solidi A, 33, 793 (1976)
  71. T. Sekiguchi, K. Sumino, Z.J. Radzimski, G.A. Rozgonyi. Mater. Sci. Eng. B, 42, 141 (1996)
  72. V. Higgs, E.C. Lightowlers, C.E. Norman, P. Keighley. Mater. Sci. Forum, 83-- 87, 1309 (1992)
  73. V.I. Vdovin, T.G. Yugova, N.A. Sobolev, E.I. Shek, M.I. Makovijchuk, E.O. Parshin. Nucl. Instrum. Meth. B, 147, 116 (1999)
  74. Н.А. Соболев, Е.И. Шек, А.М. Емельянов, В.И. Вдовин, Т.Г. Югова. ФТП, 33, 656 (1999)
  75. V.I. Vdovin, N.A. Sobolev, E.M. Emel'yanov, O.B. Gusev, E.I. Shek, T.G. Yugova. Mater. Sci. Forum, 258-- 263, 1521 (1997)
  76. N.A. Sobolev, A.M. Emel'yanov, E.I. Shek, V.I. Sakharov, I.T. Serenkov, Yu.A. Nikolaev, V.I. Vdovin, T.G. Yugova, M.I. Makovijchuk, E.O. Parshin, S. Pizzini. Mater. Sci. Eng. B, 91--92, 167 (2002)
  77. N.A. Sobolev, A.M. Emel'yanov, E.I. Shek, V.I. Vdovin, T.G. Yugova, S. Pizzini. J. Phys.: Condens. Matter, 14, 13 241 (2002)
  78. Н.А. Соболев, В.И. Вдовин, Т.Г. Югова, Е.И. Шек, А.М. Емельянов, А.К. Гутаковский. Тезисы докл. V Росс. конф. по физике полупроводников (Н. Новгород, Россия, 2001) с. 363
  79. A. Polman, J.S. Guster, E. Snoeks, G.N. van den Hoven. Appl. Phys. Lett., 62, 507 (1993)
  80. Н.А. Соболев, А.М. Емельянов, Е.И. Шек, О.В. Феклисова, Е.Б. Якимов. ФТП, 39, 1271 (2005)
  81. Н.А. Соболев, А.М. Емельянов, Е.И. Шек, М.И. Маковийчук, Е.О. Паршин. Тр. XIII Межд. совещ. "Радиационная физика твердого тела" (Севастополь, Украина, 2003) с. 131
  82. Н.А. Соболев, А.М. Емельянов, В.В. Забродский, Н.В. Забродская, В.Л. Суханов, Е.И. Шек. ФТП, 41, 635 (2007)
  83. N.A. Sobolev. Physica B, 308-- 310, 333 (2001)
  84. N.A. Sobolev, A.M. Emel'yanov, R.N. Kyutt, Yu.A. Nikolaev. Sol. St. Phenomena, 69-- 70, 371 (1999)
  85. А.М. Емельянов, Е.И. Шек. ФТТ, 46, 175 (2004)
  86. W.L. Ng, M.A. Lourenco, R.M. Gwilliam, S. Ledain, G. Shao, K.P. Homewood. Nature, 410, 192 (2001)
  87. D.J. Stowe, S.A. Galloway, S. Senkader, K. Mallik, R.J. Falster, P.R. Wilshaw. Physica B, 340-- 342, 710 (2003)
  88. T. Hoang, P. LeMinh, J. Holleman, J. Schmitz. IEEE Electron. Dev. Lett., 27, 105 (2006)
  89. Н.А. Соболев, Б.Я. Бер, А.М. Емельянов, А.П. Коварский, Е.И. Шек. ФТП, 41, 295 (2007)
  90. Н.А. Соболев, А.М. Емельянов, В.И. Сахаров, И.Т. Серенков, Е.И. Шек, Д.И. Тетельбаум. ФТП, 41, 555 (2007)
  91. Н.А. Соболев, Р.Н. Кютт, В.И. Сахаров, И.Т. Серенков, Е.И. Шек, В.И. Вдовин. Матер. XI Межд. симп. "Нанофизика и наноэлектроника" (Н. Новгород, Россия, 2007) с. 428
  92. N.A. Sobolev, V.I. Sakharov, I.T. Serenkov, V.I. Vdovin. Superlatt. Microstruct., 45, 177 (2009)
  93. Н.А. Соболев, А.Е. Калядин, Е.И. Шек. Тр. XVIII Межд. совещ. "Радиационная физика твердого тела" (Севастополь, Украина, 2003) с. 11
  94. A.T. Blumenau, R. Jones, S. Oberg, P.R. Briddon, T. Frauenheim. Phys. Rev. Lett., 87, 187 404 (2001).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.