Взрывная кристаллизация тонких пленок полупроводников при облучении y-квантами
Выявлены ранее не описанные структурные микродефекты, возникающие в пленках полупроводника при гамма-облучении. Показано, что причиной изменения оптических свойств таких пленок являются микронеоднородности и упругие поля вокруг них. Проведенными экспериментальными исследованиями процессов радиационн...
Gespeichert in:
| Datum: | 2003 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2003
|
| Schriftenreihe: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70618 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Взрывная кристаллизация тонких пленок полупроводников при облучении y-квантами м/ Е.Ф. Храмов, Г.В. Прохоров, Н.М. Пелихатый, А.К. Гнап // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2003. — № 2. — С. 58-60. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-70618 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-706182014-11-10T03:01:44Z Взрывная кристаллизация тонких пленок полупроводников при облучении y-квантами Храмов, Е.Ф. Прохоров, Г.В. Пелихатый, Н.М. Гнап, А.К. Материалы электроники Выявлены ранее не описанные структурные микродефекты, возникающие в пленках полупроводника при гамма-облучении. Показано, что причиной изменения оптических свойств таких пленок являются микронеоднородности и упругие поля вокруг них. Проведенными экспериментальными исследованиями процессов радиационного дефектообразования выявлена одна из возможных причин искажения электрического сигнала в слоистых структурах изделий твердотельной электроники. This paper deals with finding out the causes of appearing nonlinearities of the integral circuits components. It has been shown that in the interaction with γ - quantum's recrystallization tares place in semiconductors. The recrystallized areas are among the causes which produce the signal deformation. 2003 Article Взрывная кристаллизация тонких пленок полупроводников при облучении y-квантами м/ Е.Ф. Храмов, Г.В. Прохоров, Н.М. Пелихатый, А.К. Гнап // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2003. — № 2. — С. 58-60. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 2225-5818 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70618 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Материалы электроники Материалы электроники |
| spellingShingle |
Материалы электроники Материалы электроники Храмов, Е.Ф. Прохоров, Г.В. Пелихатый, Н.М. Гнап, А.К. Взрывная кристаллизация тонких пленок полупроводников при облучении y-квантами Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description |
Выявлены ранее не описанные структурные микродефекты, возникающие в пленках полупроводника при гамма-облучении. Показано, что причиной изменения оптических свойств таких пленок являются микронеоднородности и упругие поля вокруг них. Проведенными экспериментальными исследованиями процессов радиационного дефектообразования выявлена одна из возможных причин искажения электрического сигнала в слоистых структурах изделий твердотельной электроники. |
| format |
Article |
| author |
Храмов, Е.Ф. Прохоров, Г.В. Пелихатый, Н.М. Гнап, А.К. |
| author_facet |
Храмов, Е.Ф. Прохоров, Г.В. Пелихатый, Н.М. Гнап, А.К. |
| author_sort |
Храмов, Е.Ф. |
| title |
Взрывная кристаллизация тонких пленок полупроводников при облучении y-квантами |
| title_short |
Взрывная кристаллизация тонких пленок полупроводников при облучении y-квантами |
| title_full |
Взрывная кристаллизация тонких пленок полупроводников при облучении y-квантами |
| title_fullStr |
Взрывная кристаллизация тонких пленок полупроводников при облучении y-квантами |
| title_full_unstemmed |
Взрывная кристаллизация тонких пленок полупроводников при облучении y-квантами |
| title_sort |
взрывная кристаллизация тонких пленок полупроводников при облучении y-квантами |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| publishDate |
2003 |
| topic_facet |
Материалы электроники |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70618 |
| citation_txt |
Взрывная кристаллизация тонких пленок полупроводников при облучении y-квантами м/ Е.Ф. Храмов, Г.В. Прохоров, Н.М. Пелихатый, А.К. Гнап // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2003. — № 2. — С. 58-60. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| series |
Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| work_keys_str_mv |
AT hramovef vzryvnaâkristallizaciâtonkihplenokpoluprovodnikovprioblučeniiykvantami AT prohorovgv vzryvnaâkristallizaciâtonkihplenokpoluprovodnikovprioblučeniiykvantami AT pelihatyjnm vzryvnaâkristallizaciâtonkihplenokpoluprovodnikovprioblučeniiykvantami AT gnapak vzryvnaâkristallizaciâtonkihplenokpoluprovodnikovprioblučeniiykvantami |
| first_indexed |
2025-07-05T19:47:38Z |
| last_indexed |
2025-07-05T19:47:38Z |
| _version_ |
1836837617014931456 |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2003, ¹ 2
58
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
Ïåðåêðèñòàëëèçîâàííûå îáëàñòè ïîëó-
ïðîâîäíèêîâ ÿâëÿþòñÿ îäíîé èç ïðè÷èí
èñêàæåíèÿ ñèãíàëà â ýëåêòðîííûõ òâåð-
äîòåëüíûõ ïðèáîðàõ, ñîçäàííûõ íà èõ
îñíîâå.
Îäíîé èç âàæíûõ ïðîáëåì â òåõíîëîãèè ïðîèç-
âîäñòâà è ýêñïëóàòàöèè ìèêðîñõåì ÿâëÿåòñÿ ñòîé-
êîñòü ìîíîêðèñòàëëè÷åñêèõ, ïîëèêðèñòàëëè÷åñêèõ,
êâàçèàìîðôíûõ è àìîðôíûõ ïëåíîê è ñëîåâ ïîëó-
ïðîâîäíèêîâ ê âîçäåéñòâèþ âíåøíèõ ôàêòîðîâ, â
ò. ÷. ê ðàäèàöèîííîìó îáëó÷åíèþ. Ïðîáëåìà èìååò
ïðÿìîå îòíîøåíèå ê çàäà÷àì íåëèíåéíîé íåèçîòåð-
ìè÷åñêîé ìèêðîêèíåòèêè.
Åñëè â îáðàçöàõ ïîëóïðîâîäíèêîâ, èçãîòîâëåííûõ
â âèäå òîíêèõ ïëåíîê, â êâàçèàìîðôíîì ñîñòîÿíèè
ïîÿâëÿþòñÿ îáëàñòè, õàðàêòåðèçóþùèåñÿ äàëüíèì
ïîðÿäêîì è ïîÿâëåíèåì ôàçîâûõ ãðàíèö, òî â ýòîì
ñëó÷àå èìååò ìåñòî ïðîöåññ ãåòåðîãåííîé ðåëàêñà-
öèè, êîòîðàÿ ïðîèñõîäèò ïóòåì çàðîæäåíèÿ è ðîñòà
ðàâíîâåñíîé èëè ìåòàñòàáèëüíîé êðèñòàëëè÷åñêîé
ôàçû. Ïðè ýòîì ìîæåò âûäåëÿòüñÿ ñêðûòàÿ ýíåðãèÿ â
âèäå òåïëîòû ôàçîâîãî ïðåâðàùåíèÿ, ïðè÷åì ñêîðîñòü
ýëåìåíòàðíûõ ïðîöåññîâ ãåíåðàöèè ôîðìèðóþùåé-
ñÿ ôàçû óâåëè÷èâàåòñÿ ñ ïîÿâëåíèåì íîâîé ôàçû.
Èíòåíñèâíîå âûäåëåíèå ñêðûòîé ýíåðãèè íà ãðà-
íèöå ðàñïðåäåëåíèÿ ôàç ìîæåò ïðèâåñòè ê çíà÷èòåëü-
íîìó ñàìîðàçîãðåâó ôðîíòà êðèñòàëëèçàöèè, êîòî-
ðûé ðåàëèçóåòñÿ â âèäå òåïëîâîãî äîìåíà, ðàñïðîñò-
ðàíÿþùåãîñÿ â ìàòåðèàëå ñî ñêîðîñòüþ, â íåñêîëüêî
ðàç ïðåâûøàþùåé ñêîðîñòü ñòàíäàðòíîãî ïðîöåññà
êðèñòàëëèçàöèè. Ýòó îñîáåííîñòü êðèñòàëëèçàöèè
àìîðôíûõ ñòðóêòóð îïðåäåëÿþò êàê òåïëîâóþ áèñòà-
áèëüíîñòü ïðîöåññà ðîñòà íîâîé ôàçû [1].
Èçâåñòíû äîñòàòî÷íî îáøèðíûå íàó÷íî-òåõíè÷åñ-
êèå îáçîðû, êîòîðûå êàñàþòñÿ âçðûâíîé êðèñòàëëè-
çàöèè ïîëóïðîâîäíèêîâ [1�3], à òàêæå ðÿäà àìîðô-
íûõ ìåòàëëè÷åñêèõ ñïëàâîâ [4], àìîðôíûõ ìåòàëëîâ
[5] è äèýëåêòðèêîâ [6]. Õîòÿ èçìåíåíèÿ è àíàëèç êðè-
ñòàëëè÷åñêîé ñòðóêòóðû àìîðôíûõ âåùåñòâ â ýòèõ
îáçîðàõ ðàññìîòðåíû äîñòàòî÷íî ïîäðîáíî, ôèçè÷åñ-
êàÿ ïðèðîäà àìîðôíîãî ñîñòîÿíèÿ âåùåñòâà, íà íàø
âçãëÿä, íå âûÿñíåíà (íè òåîðåòè÷åñêè, íè ýêñïåðè-
ìåíòàëüíî). Äåëî â òîì, ÷òî àìîðôíûì âåùåñòâàì
ïðèñóù òîëüêî áëèæíèé ïîðÿäîê, ïîýòîìó ïîëîæå-
íèå àòîìîâ è àòîìíàÿ ïëîòíîñòü èññëåäóåìîé ñèñòå-
ìû ìîãóò áûòü îõàðàêòåðèçîâàíû ðàäèàëüíîé ôóíê-
öèåé ðàñïðåäåëåíèÿ, êîòîðóþ ìîæíî îïðåäåëèòü ýêñ-
ïåðèìåíòàëüíî ïî äèôðàêöèè ðåíòãåíîâñêèõ ëó÷åé èëè
ýëåêòðîíîâ: ïî ïîëîæåíèþ ïèêîâ íà êðèâûõ ðàäè-
àëüíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ àòîìíîé ïëîòíîñòè è ïëîùà-
äåé ïîä íèìè ñóäÿò î âåëè÷èíå ñðåäíåãî ðàäèóñà è
ñðåäíåãî ÷èñëà àòîìîâ ñîîòâåòñòâóþùåé êîîðäèíàò-
íîé ñôåðû.
Èçâåñòíî [7], ÷òî ôëóêòóàöèè ïëîòíîñòè àìîðô-
íûõ ïëåíîê ñîñòàâëÿþò 1�2%, ò. å. â íèõ íàáëþäà-
þòñÿ îáëàñòè ñâîáîäíîãî è �àíòèñâîáîäíîãî� îáúå-
ìà. Âîçìîæíî, ýòè ôëóêòóàöèè îáóñëàâëèâàþò íàëè-
÷èå â àìîðôíûõ ïëåíêàõ �çàìîðîæåííûõ� öåíòðîâ
êðèñòàëëèçàöèè, çàíèìàþùèõ íè÷òîæíî ìàëûå îáúå-
ìû è ðàñïðåäåëåííûõ íåðàâíîìåðíî ïî òîëùèíå ñëîÿ.
Êðîìå òîãî, íå îáëàäàÿ ïðàâèëüíîé ñòðóêòóðîé, îíè
ìîãóò ñòàòü ýôôåêòèâíûìè öåíòðàìè êðèñòàëëèçàöèè
ëèøü âñëåäñòâèå íåêîòîðîé ïåðåñòðîéêè. Ïðè ýòîì
ïëîòíîñòü �çàìîðîæåííûõ� öåíòðîâ íà ïîâåðõíîñòè
àìîðôíûõ ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïëåíîê, ïîëó÷åííûõ
â ðåçóëüòàòå êîíäåíñàöèè íà ïîäëîæêó èç ãàçîâîé
ñðåäû â âàêóóìå, âûøå ïëîòíîñòè ýòèõ öåíòðîâ, ðàñ-
ïîëîæåííûõ íà ïîâåðõíîñòè ïëåíêè, êîíòàêòèðóþùåé
ñ ïîäëîæêîé. Êîñâåííî ñóäèòü î íàëè÷èè òàêèõ öåíò-
ðîâ ìîæíî ïî ðåçóëüòàòàì èçìåðåíèÿ êîýôôèöèåíòà
Õîëëà ýòèõ ïëåíîê.
Èñïîëüçîâàíèå â ïîëóïðîâîäíèêîâîì (è, îñîáåí-
íî, ñåíñîðíîì) ïðèáîðîñòðîåíèè ïëåíîê íà îñíîâå
ëåãèðîâàííîãî ãåðìàíèÿ, ïîëó÷åííûõ òåðìè÷åñêèì
íàïûëåíèåì íà ïðîçðà÷íûå ïîäëîæêè, ïðèâåëî ê íå-
îáõîäèìîñòè èññëåäîâàíèÿ îïòè÷åñêèõ ñâîéñòâ ýòèõ
ïëåíîê è ñòîéêîñòè èõ ýëåêòðè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ê
îáëó÷åíèþ âûñîêîýíåðãåòè÷íûìè ÷àñòèöàìè.
Íèæå ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû òàêèõ ýêñïåðèìåíòàëü-
íûõ èññëåäîâàíèé.
Îáúåêòàìè èññëåäîâàíèÿ ñëóæèëè ïëåíêè ãåðìàíèÿ, ëåãèðî-
âàííîãî ïðèìåñÿìè ôîñôîðà è ñåðû (ðèñ. 1, À), êîòîðûå íàïûëÿ-
ëèñü â âàêóóìå (Ð=5·10�5 Ïà) íà êâàðöåâûå ïëàñòèíû òîëùèíîé
0,3�0,5 ìì. Òîëùèíà ïëåíîê ñîñòàâëÿëà 120�600 íì (èçìåðå-
íèå îñóùåñòâëÿëîñü ñ ïîìîùüþ ìèêðîèíòåðôåðîìåòðà ÌÈÈ-4).
Èññëåäîâàíèå îïòè÷åñêèõ ñâîéñòâ ïëåíîê ïðîâåäåíî íà ñïåêò-
ðîìåòðå �Specord-Ì40�, à ìèêðîôîòîãðàôèðîâàíèå � íà óñòà-
íîâêå �Neophot� (ïðè îñâåùåíèè îáðàçöîâ óëüòðàôèîëåòîâûì è
âèäèìûì ñâåòîì) ñ èñïîëüçîâàíèåì ôîòîïëåíîê Içîîðòî-90 è
Iíôðà-780 (ïðè óâåëè÷åíèÿõ ×400 è ×600).
Îáëó÷åíèå γ-êâàíòàìè ïðîâîäèëîñü íà óñòàíîâêå Co60. Èí-
òåíñèâíîñòü ïîòîêà � 50 Ã/ñ ïðè äîçàõ 1,0·107�1,16·108 Ã è
ýíåðãèè êâàíòîâ 1,8 ÌýÂ.
Ïðè îïòè÷åñêèõ èññëåäîâàíèÿõ ïëåíîê, îáëó÷åí-
íûõ äîçàìè 1,16·108 Ã, âûÿâëåíà çàâèñèìîñòü ôîð-
Å. Ô. ÕÐÀÌÎÂ, Ã. Â. ÏÐÎÕÎÐÎÂ,
ê. ô.-ì. í. Í. Ì. ÏÅËÈÕÀÒÛÉ, ä. ô.-ì. í. À. Ê. ÃÍÀÏ
Óêðàèíà, Îäåññêàÿ íàöèîíàëüíàÿ àêàäåìèÿ ñâÿçè èì. À. Ñ. Ïîïîâà,
Õàðüêîâñêèé íàöèîíàëüíûé óíèâåðñèòåò èì. Â. Í. Êàðàçèíà
E-mail:crr.prokhorov@paco.net
ÂÇÐÛÂÍÀß ÊÐÈÑÒÀËËÈÇÀÖÈß ÒÎÍÊÈÕ ÏËÅÍÎÊ
ÏÎËÓÏÐÎÂÎÄÍÈÊΠÏÐÈ ÎÁËÓ×ÅÍÈÈ γ-ÊÂÀÍÒÀÌÈ
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
20.05�27.11 2002 ã.
Îïïîíåíò ä. ò. í. Â. À. ÌÎÊÐÈÖÊÈÉ
(ÎÍÏÓ, ã. Îäåññà)
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2003, ¹ 2
59
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
ìèðîâàíèÿ ìèêðîíåîäíîðîäíîñòåé îò òîëùèíû ïëåí-
êè, åå ñîñòàâà è äîçû γ-êâàíòîâ.
 ïëåíêàõ òîëùèíîé 120 íì íà îäíîðîäíîì çåëå-
íîì ïîëå èçîáðàæåíèÿ âûÿâëåíû ìèêðîíåîäíîðîä-
íîñòè ðàçìåðîì äî 5 ìêì, êîòîðûå îòëè÷àëèñü îê-
ðàñêîé îò îäíîðîäíîãî çåëåíîãî ôîíà (ðèñ.1, Á�È).
 öåíòðå òàêèõ îáðàçîâàíèé ðàñïîëîæåí áóãîðîê ðàç-
ìåðîì 0,02�0,05 ìêì ÿðêî-æåëòîé îêðàñêè, à âîê-
ðóã íåãî � îáðàçîâàíèå êðàñíîãî öâåòà, ïîñòåïåííî
ïåðåõîäÿùåå â ïîëå ñâîåîáðàçíîé ôîðìû ñèðåíåâî-
ãî öâåòà, êîòîðîå ñ óäàëåíèåì îò öåíòðà ïåðåõîäèò â
ñèíå-ãîëóáîå (çåëåíîâàòîå) ïîëå ïëåíî÷íîãî ïîëó-
ïðîâîäíèêà. (Ê ñîæàëåíèþ, ÷åðíî-áåëûé âàðèàíò ïî-
ëó÷åííûõ ñíèìêîâ íå ïîçâîëÿåò â íàñòîÿùåé ñòàòüå
ïîêàçàòü öâåòîâóþ èíôîðìàöèþ.)
Îïòè÷åñêîå èçîáðàæåíèå â ìèêðîñêîïå çàâèñèò îò
ìåñòîïîëîæåíèÿ ìèêðîíåîäíîðîäíîñòåé (â ñåðåäè-
íå, íà ïîâåðõíîñòè èëè â ïðèïîâåðõíîñòíîì ñëîå
èññëåäóåìîé ïëåíêè), à ôîðìèðîâàíèå öâåòîâîé êàð-
òèíû � êàê îò îïòè÷åñêèõ ñâîéñòâ ñàìîé ïëåíêè,
òàê è îò ìèêðîíàïðÿæåíèé â èññëåäóåìûõ ñëîÿõ.
Îïòè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ ïîçâîëèëè îáíàðóæèòü
òàêæå çàâèñèìîñòü âåëè÷èíû è ôîðìû ìèêðîíåîä-
íîðîäíîñòåé, êîòîðûå îáðàçóþòñÿ ïîñëå îáëó÷åíèÿ,
îò òîëùèíû ïëåíêè è åå ñîñòàâà. Èññëåäîâàíèå �íà
ïðîñâåò� è �íà îòðàæåíèå�, à òàêæå ïðè îñâåùåíèè
îáðàçöîâ ïîä ñêîëüçÿùèìè óãëàìè (10�40°) ïîçâî-
ëèëè âûÿâèòü îáúåìíîñòü ìèêðîíåîäíîðîäíîñòåé,
ðàñïîëîæåííûõ êàê âíóòðè ïëåíêè, òàê è â ïðèïî-
âåðõíîñòíîì ñëîå ïëåíêè (ðèñ. 2, À, Â).
Ó÷èòûâàÿ, ÷òî îñíîâíîé âêëàä â ïðîöåññ ðàäèà-
öèîííîãî äåôåêòîîáðàçîâàíèÿ âíîñèò ïåðâûé ñìå-
ùåííûé àòîì ìàòðè÷íîãî ïîëóïðîâîäíèêà, êîòîðûé
ñîçäàåò êàñêàä ðàäèàöèîííûõ äåôåêòîâ â îáúåìå
(ðèñ. 3, À), à òàêæå èäåíòè÷íîñòü ïîâåäåíèÿ ãåðìà-
íèÿ è êðåìíèÿ â ýòèõ óñëîâèÿõ, äëÿ îáúÿñíåíèÿ ïðî-
öåññà ôîðìèðîâàíèÿ �âîçâûøåííîñòè� (áóãîðêà) â
öåíòðå òàêîãî îáðàçîâàíèÿ íàìè ïðîâåäåíû èññëåäî-
âàíèÿ äåôåêòîâ è äåôåêòíûõ îáëàñòåé ïîñëå áîìáàð-
äèðîâêè êðåìíèÿ èîíàìè êðåìíèÿ â óñëîâèÿõ ìàëûõ
äîç (1011�1012 èîí·ñì�2) è ýíåðãèé 30�100 êýÂ.
Äëÿ ýòîãî ïîñëå áîìáàðäèðîâêè êðåìíèÿ èîíà-
ìè êðåìíèÿ ïîâåðõíîñòíûå ñëîè òîëùèíîé 0,1, 0,2,
0,3 ìêì ïîäâåðãàëèñü õèìè÷åñêîé ïîëèðîâêå â òðà-
âèòåëå íà îñíîâå ðàñòâîðà ïëàâèêîâîé, àçîòíîé è
óêñóñíîé ëåäÿíîé êèñëîò. Çàòåì ïîâåðõíîñòü êðåì-
íèÿ õèìè÷åñêè îêðàøèâàëàñü èîíàìè ìåäè äëÿ âû-
ÿâëåíèÿ ýëåêòðè÷åñêè àêòèâíûõ çîí è òî÷åê, ïîñëå
÷åãî ñ ýòèõ ïîâåðõíîñòåé ñíèìàëèñü óãîëüíûå ðåï-
ëèêè äëÿ ïîñëåäóþùåãî èõ ýëåêòðîííî-ìèêðîñêî-
ïè÷åñêîãî èññëåäîâàíèÿ.
Ïðè äâèæåíèè èîíà êðåìíèÿ, âûáèòîãî èç ñâîåãî
ðàâíîâåñíîãî ïîëîæåíèÿ â êðèñòàëëå, âäîëü åãî òðà-
åêòîðèè ôîðìèðóåòñÿ ðÿä îáëàñòåé, îòëè÷àþùèõñÿ
ýëåêòðè÷åñêèìè õàðàêòåðèñòèêàìè îò ìàòðè÷íîãî
(ò. å. íåáîìáàðäèðîâàííîãî) ïîëóïðîâîäíèêà. Ðàçìåð
òàêèõ îáëàñòåé ìîæåò èçìåíÿòüñÿ îò 10 äî 150 íì â
äèàìåòðå, ïðè ýòîì èõ ïîëîæåíèå, êàê ïðàâèëî, çà-
âèñèò îò êðèñòàëëîãðàôè÷åñêîé îðèåíòàöèè ìàòðè÷-
íîãî ïîëóïðîâîäíèêà. Öåïî÷êè ðàçóïîðÿäî÷åííûõ
Ðèñ. 1. Ìèêðîíåîäíîðîäíîñòè â ïëåíêàõ ãåðìàíèÿ, êîòîðûå âîçíèêëè è
ñôîðìèðîâàëèñü ïðè áîìáàðäèðîâêå ãàììà-êâàíòàìè:
À � íåáîìáàðäèðîâàííàÿ ïëåíêà; Á � îáëàñòè îïòè÷åñêîãî êîíòðàñòà;  � ðàçëè÷íûå
ðàçìåðû ìèêðîíåîäíîðîäíîñòåé â çàâèñèìîñòè îò òîëùèíû ïëåíêè; Ã�È � ïîëÿ óïðó-
ãèõ äåôîðìàöèé âîêðóã ìèêðîíåîäíîðîäíîñòåé; Æ � âçðûâíîé ïðîöåññ êðèñòàëëèçà-
öèè â ãëóáèííîì ñëîå ïëåíêè; Ç � âçðûâíîé ïðîöåññ êðèñòàëëèçàöèè áëèç ïîâåðõíîñòè
Ðèñ. 2. Ïëåíêè ãåðìàíèÿ, îáëó÷åí-
íûå ãàììà-êâàíòàìè, ïðè îñâåùå-
íèè ïîä ìàëûì óãëîì:
À � îáúåìíîñòü ôîðìû; Â � ìèêðîíå-
îäíîðîäíîñòè; Ñ � êðèâûå ïðîïóñêàíèÿ
äî (1) è ïîñëå (1') îáëó÷åíèÿ, õàðàêòåðè-
çóþùèå èçìåíåíèå îïòè÷åñêèõ ñâîéñòâ
ïëåíîê (λ � äëèíà âîëíû)
1
1′
50
40
30
20
10
Ï
ðî
ïó
ñê
àí
èå
,
%
400 500 600 700 λ, íì
C
Â
À
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2003, ¹ 2
60
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
îáëàñòåé ôîðìèðóþòñÿ â ðåçóëüòàòå îáðàçîâàíèÿ �òåð-
ìè÷åñêèõ ïèêîâ� â ìåñòàõ èíòåíñèâíîãî òîðìîæåíèÿ
ñìåùåííûõ àòîìîâ â ìàòðèöå ìîíîêðèñòàëëà.
Åñëè èíòåíñèâíîñòü ïîòîêà èîíîâ êðåìíèÿ, ñìåùåí-
íûõ èç ðàâíîâåñíîãî ñîñòîÿíèÿ, óâåëè÷èâàåòñÿ, òî
ðàçóïîðÿäî÷åííûå îáëàñòè ïåðåêðûâàþòñÿ, è â òàêèõ
ìåñòàõ îáðàçóþòñÿ àìîðôèçîâàííûå çîíû, ïåòëè äèñ-
ëîêàöèé è âûäåëåíèÿ ñëîæíîé ãåîìåòðè÷åñêîé ôîðìû
(ðèñ. 3, Á, Â). Ñòåïåíü àìîðôèçàöèè õîðîøî âèäíà íà
ýëåêòðîíîãðàììàõ, ïðèâåäåííûõ íà òåõ æå ðèñóíêàõ.
Ïðè ýòîì ñ èçìåíåíèåì êîíöåíòðàöèè ýëåêòðè÷åñ-
êè àêòèâíîé ïðèìåñè (íàïðèìåð, ñóðüìû â ãåðìàíèè
èëè ôîñôîðà â êðåìíèè) è ýëåêòðè÷åñêè àêòèâíûõ
öåíòðîâ, êîòîðûå ôîðìèðóþòñÿ ïðè âçàèìîäåéñòâèè
áûñòðûõ ÷àñòèö ñ êðèñòàëëîì ïîëóïðîâîäíèêà, â åãî
îáúåìå ìîãóò âîçíèêàòü íå òîëüêî îáëàñòè ñ èçìå-
íåííûì óäåëüíûì ñîïðîòèâëåíèåì, íî è îáëàñòè ñ
ïðîòèâîïîëîæíûì òèïîì ïðîâîäèìîñòè.
Ïðîöåññû ôîðìèðîâàíèÿ ìèêðîíåîäíîðîäíîñòåé,
íàáëþäàåìûõ â ïëåíêàõ ãåðìàíèÿ ñ ïðèìåñÿìè ôîñ-
ôîðà è ñåðû, îáëó÷åííûõ âûñîêîýíåðãåòè÷íûìè ãàì-
ìà-êâàíòàìè, à òàêæå ÿâëåíèÿ, íàáëþäàâøèåñÿ â êðåì-
íèè ïðè åãî áîìáàðäèðîâêå èîíàìè êðåìíèÿ, íå ïðåä-
ñòàâëÿåòñÿ âîçìîæíûì îáúÿñíèòü òîëüêî òåðìè÷åñ-
êèìè ïèêàìè èëè êàñêàäíîé òåîðèåé. Âåðîÿòíåå âñå-
ãî, ýòî îáóñëîâëåíî áîëüøèì îáúåìîì âåùåñòâà, êî-
òîðîå ïîäâåðãàåòñÿ ýíåðãåòè÷åñêîìó ïðåâðàùåíèþ â
ïðîöåññå âçàèìîäåéñòâèÿ ïîëóïðîâîäíèêà ñ âûñî-
êîýíåðãåòè÷íûìè γ-êâàíòàìè. Äåéñòâèòåëüíî, â ñðàâ-
íåíèè ñ îáúåìîì òåðìè÷åñêîãî ïèêà âåëè÷èíà íîâî-
ãî îáðàçîâàíèÿ íà îäèí-äâà ïîðÿäêà áîëüøå.
 ïëåíêàõ ãåðìàíèÿ, ëåãèðîâàííîãî ôîñôîðîì,
âûÿâëåíû äâà òèïà ìèêðîíåîäíîðîäíîñòåé: áîëüøèå
äðåâîâèäíûå ñòðóêòóðû ðàçìåðîì äî 5 ìêì â ïëîñ-
Ðèñ. 3. Ìèêðîíåîäíîðîäíîñòè â êðåìíèè ïðè áîìáàð-
äèðîâêå âûñîêîýíåðãåòè÷íûìè èîíàìè:
À � ñõåìàòè÷åñêîå èçîáðàæåíèå êàñêàäà ðàäèàöèîííûõ äåôåê-
òîâ, âûçâàííîãî ïåðâûì (ïîêàçàíî ñòðåëêîé) ñìåùåííûì àòîìîì
ìàòðèöû; Á � ðàñïðåäåëåíèå ïî ïëîùàäè íà ìàëîé ãëóáèíå (ìî-
íîêðèñòàëëè÷íîñòü ñîõðàíÿåòñÿ, èìååò ìåñòî ìàëàÿ ñòåïåíü àìîð-
ôèçàöèè); Â � ïî÷òè ïîëíàÿ àìîðôèçàöèÿ íà ãëóáèíå ìàêñèìóìà
ïðîáåãà âûñîêîýíåðãåòè÷íûõ èîíîâ. Ôîòîãðàôèè Á è  ñîîòâåò-
ñòâóþò ñðåçàì, ïîêàçàííûì íà ñõåìå À; ìàñøòàáíûå îòðåçêè íà Á
è Â � 0,1 ìêì
êîñòè òîíêîé ïëåíêè è ïî÷òè òî÷å÷íûå îáðàçîâàíèÿ
ìåíåå 0,02 ìêì â äèàìåòðå.
Äëÿ âûÿñíåíèÿ âëèÿíèÿ òîëùèíû ïëåíêè è ýôôåê-
òèâíîñòè òåïëîîòâîäà íà âåëè÷èíó è ôîðìó ýòèõ íåîä-
íîðîäíîñòåé ñ ïîìîùüþ ôîòîëèòîãðàôèè è ýëåêòðî-
õèìè÷åñêîãî òðàâëåíèÿ áûëè èçãîòîâëåíû îáðàçöû
ïëåíîê ñ ðåçêèì èçìåíåíèåì òîëùèíû ñëîÿ â âèäå
ñòóïåíüêè îò 120 äî 510 íì. Îáëó÷åíèå âûçâàëî â
òîíêîì ñëîå ôîðìèðîâàíèå ìèêðîäåôåêòîâ, àíàëî-
ãè÷íûõ ïîêàçàííûì íà ðèñ. 1.  áîëåå òîëñòîì ñëîå
ãåîìåòðèÿ ìèêðîíåîäíîðîäíîñòåé áûëà äðóãàÿ, à ðàç-
ìåðû èõ � â íåñêîëüêî ðàç ìåíüøå (ðèñ.1, Â), ÷òî
ñâèäåòåëüñòâóåò î çíà÷èòåëüíîé ðîëè òåïëîîòâîäà â
ýòîì ïðîöåññå äåôåêòîîáðàçîâàíèÿ.
Èçó÷åíèå ýòèõ ìèêðîíåîäíîðîäíîñòåé â òåìíîì
ïîëå ìèêðîñêîïà ïîêàçàëî íàëè÷èå âîêðóã íèõ ÷åòêî
ðàçëè÷àåìûõ ñâåòëûõ ïîëåé (ðèñ. 1, Ä�È), ÷òî ìî-
æåò ñâèäåòåëüñòâîâàòü, ïî íàøåìó ìíåíèþ, î íàëè-
÷èè òàì ïîëåé óïðóãèõ äåôîðìàöèé.
Ìèêðîíåîäíîðîäíîñòè ôîðìèðóþòñÿ òàêæå â âèäå
ïðîòÿæåííûõ ðÿäîâ è ëèíèé (ðèñ. 1, Ã, Ä). Ïðè ìèê-
ðîôîòîãðàôèðîâàíèè òàêèõ îáðàçöîâ â óñëîâèÿõ îñ-
âåùåíèÿ ðòóòíîé ëàìïîé ìèêðîíåîäíîðîäíîñòè ïðî-
ÿâëÿþòñÿ áîëåå ÷åòêî â âèäå ñòðóêòóð ñ ïîëÿìè óï-
ðóãèõ äåôîðìàöèé ïî ïåðèìåòðó (ðèñ. 1, 3, È).
Èññëåäîâàíèÿ, âûïîëíåííûå íà �Specord-M40�, ñâè-
äåòåëüñòâóþò î òîì, ÷òî îáëó÷åíèå γ-êâàíòàìè âûçû-
âàåò èçìåíåíèå îïòè÷åñêîãî ñïåêòðà ïðîïóñêàíèÿ òîí-
êèõ ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïëåíîê è ñìåùåíèå åãî ìàê-
ñèìóìîâ â ñòîðîíó áîëåå êîðîòêèõ âîëí (ðèñ. 2, Ñ).
Ýòîò ýôôåêò, ïî-âèäèìîìó, ìîæíî îáúÿñíèòü íàëè÷è-
åì óïðóãèõ ïîëåé, êîòîðûå ôîðìèðóþòñÿ íà ïåðèôå-
ðèè ìîíîêðèñòàëëè÷åñêèõ è ïåðåêðèñòàëëèçîâàííûõ
îáëàñòåé, à òàêæå èçìåíåíèåì ïðîçðà÷íîñòè ýòèõ ïëå-
íîê â ðàçëè÷íûõ ó÷àñòêàõ îïòè÷åñêîãî ñïåêòðà.
***
Òàêèì îáðàçîì, â ðåçóëüòàòå ïðîâåäåííîãî êîìï-
ëåêñíîãî èññëåäîâàíèÿ âûÿâëåíû ìèêðîíåîäíîðîä-
íîñòè, âîçíèêàþùèå â ïëåíêàõ ïîëóïðîâîäíèêà ïîñ-
ëå ãàììà-îáëó÷åíèÿ. Óñòàíîâëåíî, ÷òî ïðè÷èíîé èç-
ìåíåíèÿ îïòè÷åñêèõ ñâîéñòâ òàêèõ ïëåíîê ÿâëÿþòñÿ
ñòðóêòóðíûå íîâîîáðàçîâàíèÿ è óïðóãèå ïîëÿ âîê-
ðóã íèõ. Àíàëèç ïîëó÷åííûõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàí-
íûõ ïîçâîëèë óñòàíîâèòü îäíó èç âîçìîæíûõ ïðè-
÷èí èñêàæåíèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî ñèãíàëà â ñëîèñòûõ
ñòðóêòóðàõ èçäåëèé òâåðäîòåëüíîé ýëåêòðîíèêè.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Øêëîâñêèé Â. À., Êóçüìåíêî Â. Ì. Âçðûâíàÿ êðèñòàëëèçà-
öèÿ // ÓÔÍ.� 1989.� Ò. 157.� Ñ. 311�317.
2. Àëåêñàíäðîâ Ë. Í. Êèíåòèêà êðèñòàëëèçàöèè è ïåðåêðèñòàë-
ëèçàöèè ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïëåíîê.� Íîâîñèáèðñê: Íàóêà, 1985.
3. Bensahel D., Auvert G. Laser-solid interaction and transinient
thermal // Materials. Proceeding of Symposium.� Boston, Mass.�
Nov. 1�4, 1982.� P. 165.
4. ×åáîòíèêîâ Â. Í., Ìîëîêàíîâ Â. Â., Êîâíåðèñòûé Þ. Ê. è
äð. Ôèçèêî-õèìèÿ àìîðôíûõ (ñòåêëîîáðàçíûõ) ìåòàëëè÷åñêèõ
ñïëàâîâ.� Ãîðüêèé: Íàóêà, 1987.
5. Bostanjoglo O., Liedtke R. Amorphyzation in thin films of
metals // Phys. Stat. Sol. Ser. A.� 1980.� Vol. 60.� P. 451�456.
6. Ñêðèïîâ Â. Ï., Êîâåðäóà Â. Ï. Ñïîíòàííàÿ êðèñòàëëèçàöèÿ
ïåðåîõëàæäåííûõ æèäêîñòåé.� Ì.: Íàóêà, 1984.
7. Êîìíèê Þ. Ô. Íåðàâíîâåñíûå ïðîöåññû ïðè êðèñòàëëèçà-
öèè ïîëóïðîâîäíèêîâ // ÔÍÒ.� 1982.� Ò. 8.� Ñ. 3�8.
Â
Á
x, ìêì
À
|