Введение
Глава I. Ионно-лучевой синтез нитрида кремния в кремнии 24
1.1. Особенности взаимодействия химически активных ионов с кремниевой матрицей в условиях ионно-лучевого синтеза диэлектрической фазы
1.2. Пространственное распределение азота в кремнии при имплантации 36 достехиометрических доз ионов N
1.2.1. Пространственное распределение атомов азота в кремнии в 36
процессе высокотемпературной ионной имплантации
1.2.2. Пространственное распределение атомов азота в слоях кремния, содержащих внутренние стоки, сформированные имплантацией ионов Аг+ 42
1.2.3. Численное моделирование пространственного распределения атомов азота в результате их взаимодействия с конкурирующими стоками в кремнии 46
1.3. Начальная стадия зарождения Si3N4 в Si при ионном синтезе 54
1.3.1. Формирование парамагнитныхрекомбинационных центров в кремнии на начальных стадиях ионно-лучевом синтеза нитрида кремния в кремнии 56
1.3.2. Формирование донорных центров в кремнии, имплантированном ионами азота в условиях ионно-лучевого синтеза фазы S13N4 62
1.4. Кристаллизация нитрида кремния в условиях ионно-лучевого синтеза КНИ структур 74
Заключение к главе I 87
Глава 2. Ионно-лучевой синтез тонких пленок нанокристаллического кремния иимплантацией больших доз ионов водорода 90
2.1. Физические свойства водорода в кремнии 91
2.2. Кристаллизация тонких пленок кремния, имплантированных большими дозами ионов водорода, под действием импульсных отжигов 102
2.2.1. Формирование пленок нанокристаллического кремния имплантацией больших доз ионов Н+ в слои КНИ и последующим быстрым термическим отжигом 103
2.2.2. Кристаллизация пленок КНИ, имплантированных большими дозами ионов водорода, под действием термических миллисекундных импульсов 115
2.2.3. Квантово-размерный эффект в пленках КНИ, имплантированных большими дозами ионов водорода 130
2.3. Свойства пленок кремния-на-изоляторе, имплантированных большими дозами ионов водорода и отожженных при высоком давлении 140
2.3.1. Стабилизация микропор и резонансное усиление фотолюминесценции в структурах кремний-на-изоляторе, имплантированных большими дозами ионов водорода и отожженных в условиях гидростатического сжатия
2.3.2. Кристаллизация пленок кремния на изоляторе, имплантированных большими дозами ионов водорода, в условиях отжига при гидростатическом сжатии 153
Заключение к главе 2 162
Глава 3. Ионно-лучевой синтез полупроводниковых нанокластеров и нанокристаллов в аморфной диэлектрической матрице 164
3.1. Низкотемпературная стадия преципитации атомов кремния и германия, имплантированных в термически выращенные пленки БіОг 167
3.1.1. Кремний в S1O2 167
3.1.2. Германий в S1O2 175
3.1.3. Природа коротковолновой ФЛ в пленках S1O2, содержащих молекулярно-подобные кластеры 180
а) Природа центров возбуждения фиолетовой (-400-450 нм) фотолюминесценции 180
б) Природа центров возбуждения оранжевой (-600 нм) фотолюминесценции 184
3.2. Высокотемпературная стадия преципитации атомов кремния и германия в диэлектрических пленках, имплантированных ионами Si и Ge 188
3.2.1. Нанокристаллы Si uGe в S1O2 188
3.2.2. Ge в нитриде кремния 193
3.3. Формирование нанокластеров и нанокристаллов кремния и германия в диэлектрических матрицах при ионно-лучевом синтезе в условиях 202
гидростатического сжатия
3.3.1. Начальная стадия преципитации атомов кремния и германия, имплантированных в пленки S1O2 и SiOxNy, при отжиге под давлением 202
3.3.1.1. Кремний в S1O2 203
3.2.1.1. Германий в SiOxNy 206
3.3.2. Формирование нанокристаллов кремния и германия в пленках S1O2,
в условиях высокотемпературного отжига под давлением 213
3.4. Электрические и электрооптические свойства нанокластеров и нанокристаллов в диэлектриках 233
Заключение к главе 3 244
Глава 4. Ионно-лучевой синтез полупроводниковых нанокристаллов вблизи и на границе раздела полупроводник-диэлектрик 247
4.1. Ионный синтез германия на границе раздела Si/SiC 2 249
4.1.1. Эпитаксиальный рост германия на границе раздела Si/Si02 из имплантированного слоя S1O2 250
4.1.2. Положение атомов германия на границе раздела Si/Si02 и в пленках кремния при ионном синтезе слоев кремний-германий нанометровой толщины 258
4.1.3. Электрофизические свойства ионно-синтезированных структур Si-Ge-на изоляторе нанометровой толщины 263
4.1.4. Аккумуляция зарядов в структурах кремний-на-изоляторе со встроенным диэлектриком, содержащим нанокристаллы кремния и германия 270
4.2. Рост нанокристаллов InSb вблизи и на границе сращивания КНИ структуры 277
4.2.1. Диффузия и сегрегация атомов Sb и In в пленках S1O2 и вблизи границы раздела Si/SiO2 280
4.2.2. Ионный синтез нанокластеров InSb в пленках захороненного слоя S1O2 вблизи границы раздела Si/Si02 КИИ структуры 286
4.2.3. Ионный синтез нанокластеров InSb на границе сращивания КИИ структуры 296
Заключение к главе 4 307
Основные результаты и выводы 309
Литература
