Вплив дози імплантованих іонів дейтерію на мікроструктуру і наномеханічні властивості кремнію
| Автори | О.С. Купрін1 , С.М. Дуб2 , А.С. Ніколенко3, В.В. Стрельчук3 , O. Морозов2, Г.М. Толмачова1, О.O. Пудов1 |
| Афіліація |
1Національний науковий центр Харківський фізико-технічний інститут, Харків, Україна 2Інститут надтвердих матеріалів імені В.М. Бакуля НАН України, Київ, Україна 3Інститут фізики напівпровідників, Київ, Україна |
| Е-mail | kuprin@kipt.kharkov.ua |
| Випуск | Том 14, Рік 2022, Номер 1 |
| Дати | Одержано 12 квітня 2021; у відредагованій формі 22 лютого 2022; опубліковано online 28 лютого 2022 |
| Цитування | О.С. Купрін, С.М. Дуб, А.С. Ніколенко, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 14 № 1, 01001 (2022) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.14(1).01001 |
| PACS Number(s) | 61.80.Jh, 61.82.Rx, 81.07.Bc, 61.05.cp, 61.46.Hk, 62.25. – g |
| Ключові слова | Кремній (92) , Імплантація (9) , Дейтерій, Раманівська спектроскопія (12) , Термічна десорбція, Наноіндентування (4) . |
| Анотація |
Імплантація водню в кремній з подальшим відпалом (технологія Smart-Cut) застосовується для виготовлення мікроелектронних пристроїв. Покращені характеристики отриманих структур були досягнуті шляхом імплантації дейтерію замість водню. Метод наноіндентування широко використовується при вимірюванні твердості H та модуля пружності E матеріалів у нанорозмірному масштабі. Метою даної роботи є дослідження впливу дози імплантації іонів дейтерію на структуру та механічні властивості монокристалічного кремнію в нанорозмірному масштабі. Досліджено вплив доз імплантації іонів дейтерію в діапазоні від 2×1015 до 1×1018 D/см2 на структуру та механічні властивості монокристалу кремнію в наномасштабі. Зразки полірованого кремнію (111) імплантували при 293 К пучком іонів дейтерію з енергією 24 кеВ. Методом Раманівської спектроскопії було показано, що в залежності від дози імплантації в кремнії утворюються три структурні стани: дейтерій знаходиться у твердому розчині, суміш аморфної фази кремнію і твердого розчину, і тільки аморфний стан (a-Si:D). Термічна десорбційна спектроскопія показує, що при низьких дозах імплантації в спектрах термодесорбциї дейтерію спостерігається один пік з максимумом при Tmax ~ 575 К, а при дозах вище 5×1017 D/см2 з’являється низькотемпературний пік з максимумом при 500 К, що свідчить про утворення аморфного гідрогенізованого кремнію a-Si:D. Наноіндентування показало, що в режимі повної пластичності в контакті (> 100 нм), утворення твердого розчину дейтерію в кремнії спричиняє збільшення твердості поверхні зразка до 14,1 ГПа. Твердість поверхні різко зменшується до 3,6 ГПа з утворенням шару a-Si:D. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Супрамолекулярний клатрат GaSe(β-CD(J2)) ієрархічної архітектури: властивості та застосування [01002-1-01002-5]2) Дослідження структурних та електронних властивостей фази вюрциту з використанням теорії функціоналу щільності [01003-1-01003-5]
3) Турбідиметричний моніторинг розділення фаз у водних розчинах термореактивних полімерів [01004-1-01004-4]
4) Застосування гармонічного аналізу та методу головних компонент до розрізнення адсорбатів за допомогою газочутливої гетероструктури ITO/наноструктурований TiO2 [01005-1-01005-5]
5) Компактна конструкція несиметричної UWB антени з двома режекторними смугами для додатків WiMAX [01006-1-01006-5]
6) Майже ідеальний метаматеріальний поглинач з TE поляризацією, що заряджається трикутними розрізними кільцевими резонаторами для додатків і операцій X-діапазону [01007-1-01007-5]
7) Оцінка продуктивності модифікованого безперехідного багатозатворного транзистора із вбудованим каналом [01008-1-01008-5]
8) Структурна, механічна та корозійна поведінка композитних покриттів: вплив густини струму [01009-1-01009-5]
9) Результати перерахунку ефективної рентгенівської характеристичної температури в її дійсне значення [01010-1-01010-5]
10) Розмірні ефекти в магніторезистивних властивостях у тришарових плівках [01011-1-01011-5]
11) Визначення показника заломлення та безмаркерне детектування з використанням структурованого плазмонного датчика з овальним резонатором [01012-1-01012-5]
12) Випробування твердості за Віккерсом сталевих труб, зварених високочастотною індукцією [01013-1-01013-4]
13) Взаємодія важких дірок з власними акцепторними дефектами в CdTe: ab initio розрахунок [01014-1-01014-5]
14) Проектування та аналіз нової фрактальної компактної антени для надширокосмугових застосувань [01015-1-01015-5]
15) Мікрохвильові електродинамічні характеристики керамічних матеріалів [01016-1-01016-4]
16) Кристалічна структура нанокристалів ZnxCd1-xS, отриманих шляхом саморозповсюджуваного високотемпературного синтезу [01017-1-01017-5]
17) Розширене дослідження позиційно-залежного багатоканального GAA MOSFET та його впливу на характеристики пристрою [01018-1-01018-4]
18) Мікросмужкова антена з трьома режекторними смугами з використанням планарного масиву послідовних елементів 2x2 для системи зв'язку 5G [01019-1-01019-5]
19) Електрохімічні властивості гібридних суперконденсаторів, сформованих на основі вуглецю та перовскітних матеріалів типу ABO3 [01020-1-01020-6]
20) Осадження наночастинок платини на поверхню кремнію гальванічним заміщенням в середовищі DMSO [01021-1-01021-5]
21) Поширення ультракоротких оптичних імпульсів в анізотропному оптичному середовищі з вуглецевими нанотрубками за наявності змінного електричного поля [01022-1-01022-4]
22) p-i-n фотодіод на довжині хвилі 1064 нм із низьким рівнем впливу периферії на темнові струми [01023-1-01023-4]
23) Електричні та температурні характеристики транзисторів з каналом у вигляді вуглецевої нанотрубки [01024-1-01024-5]
24) Експерименти із молекулярним механізмом та структурою інтерфейсу чистих і легованих полімерних нанокомпозитів, що використовуються в мікроелектроніці [01025-1-01025-5]
25) Порівняльний -дифракційний аналіз напруженого стану вольфрамової тонкої стрічки та магнетронно напилених вольфрамових покриттів [01026-1-01026-5]
26) Покращений діод Ганна мікронних розмірів на основі варізонного GaPAs – GaInAs [01027-1-01027-5]
27) Структурні, оптичні та електричні властивості нанопорошку rGO@SnO2,отриманого методом хімічного співосадження [01028-1-01028-4]
28) Особливості генерації шуму в діодах на основі нітридних сполук з варізонним шаром [01029-1-01029-5]
29) Механічно активований політетрафторетилен: морфологія та супрамолекулярна структура [01030-1-01030-5]
30) Застосування ефекту Комптона для вирішення задач фізики конденсованого стану [01031-1-01031-7]
31) Використання ортогональних поліномів Лежандра для фільтрації зашумлених сигналів на обмеженому інтервалі в просторі координат [01032-1-01032-5]
32) Порівняння впливу ZnO та TiO2 на характеристики перовскітних сонячних елементів за допомогою програмного пакету SCAPS-1D [01033-1-01033-5]
33) Ab Initio дослідження електронних та оптичних властивостей ZnO та BeO: розрахунки з перших принципів [01034-1-01034-4]
34) Метод часткових областей в задачі прийому звуку резонатором Гельмгольця [01035-1-01035-7]
