Реферат диссертации доктора философии (PhD) по физико-математике ташкент 2023 удк

На рис. 4 представлены электронно-микроскопические изображения поверхности чистого кремния (а) и поверхности Fe+, легированной ионами (б) .
Как видно из рис.4, в случае чистого кремния электронное изображение однородное и гладкое, так как образцы полировались и полировались
(рис.4а).После ионного легирования в зависимости от дозы облучения и вида ионы Сразу же внешний вид электронной фотографии существенно меняется. Внешний вид фотографии меняется с гладкой поверхности на неровную (рис. 4б).
800 ⁰ С элементный анализ некоторых сфер с каймой, типичных для монокристаллов, показал, что они состоят в основном из атомов Si и Fe и частично из кислорода. Положение амплитуд пиков Одже кремния и железа позволяет подтвердить принадлежность этих сфер к силицидам типа FeSi _{2 .} Аналогичные явления наблюдаются с ионами Fe в присутствии Fe при дозе облучения 10 ¹⁶ ион/см ^{2 , обрамленные участки} появляются при температуре 800 ^{0 С и выше (рис. 5).}

Рисунок 5. Электронно-микроскопическая картина облученной поверхности с ионами Fe в количестве 10 ¹⁶ ионов/см ^{2 после термообработки при 800 0 С.}
Сложные поверхностные процессы зависят от вида, температуры и дозировки легирующих добавок. Совершенно иные результаты получаются при сплавлении образцов кремния в больших количествах. На рис. 6 представлены электронные изображения после нагрева поверхности кремния, легированного ионами Fe в количестве 10 ¹⁷ ионов/см ^{2 , при температуре 800 0 С.}

Рисунок 6. Электронно-микроскопическое изображение поверхности, легированной ионами Fe с концентрацией 10 ¹⁷ ионов/см ^{2 , после термического нагрева при 800 0 C.}
Анализируя полученные результаты, как и на поверхности образца , максимальное распределение железа в процессе ионной имплантации изменяется в основном за счет изменения количества и концентрации кислорода. Поглощение ионов железа кремнием в основном вытесняет кислород. Ионное легирование оказывает сильное влияние на структуру поверхности в зависимости от дозы и энергии ионов. После легирования поверхность становится шероховатой. На эту структуру сильно влияет температурный нагрев . При температуре выше 800 ^{0 С} формируются характерные для монокристалла участки каймы .
Структурные изменения зависят от количества излучения и температуры нагрева. Например, для железа с освещенностью 10 ¹⁷ ион/см ^{2 при температуре 800 0} С на поверхности образуется монокристаллический слой с множественными дефектами. Повышение температуры до 1100 ⁰ С приводит к образованию на поверхности аморфного слоя.
В четвертой главе «Металлографические и электрофизические свойства ионно-имплантированных тонких слоев с атомами кобальта на поверхности кремния» по определению рассеянных концентрационных распределений атомов Со, имплантированных в кремний, при изменении количества излучения в диапазоне 10 ¹⁵ -10 ¹⁷ см ^-2 представлены результаты экспериментальных исследований. Исследования проводились методами ИИМС, РТС и ОЭС в сочетании с ионной очисткой. Ионная имплантация в зависимости от количества и энергии излучения приводит к значительным изменениям состава, структуры и свойств полупроводниковых материалов. Монокристалл кремния, легированный ионами Co с энергией 20-50 кэВ, представляет особый интерес, поскольку при низких уровнях излучения (D≤10 ¹⁵ см ^-2 ) возможно создание высококонцентрированных электроактивных центров, которые не могут быть созданы тепловым излучением. диффузионный метод; при больших дозах ионов образуется силицид металла с новыми физическими свойствами. Профили Одже образца показаны на рисунке 7, а режимы роста силицида и результаты анализа показаны в таблице 1. Результаты ОЭС-анализа режима роста, стехиометрии и морфологии поверхностного сопротивления слоев CoSi ₂ /Si (100) .

Таблица 1

Образец №

Базовый тип

А

Тип эпитафии­