Разработка физико-технологических методов формирования функциональных наноструктурированных материалов и нанокомпозитов на основе полупроводниковых монокристаллов и силикатных структур с прецизионно управляемыми оптическими, физико-механическими и электрофизическими свойствами : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель В. С. Просолович

Abstract

Объектом исследований являлись монокристаллы и эпитаксиальные структуры кремния и соединений А3В5. Целью работы являлась разработка физических основ создания и целенаправленной модификации эксплуатационных параметров функциональных материалов на основе кремния и соединений А3В5, легированных электрически пассивными примесями, а также полупроводниковых структур, используемых в микромеханических системах и приборах микро- и наноэлектроники. Основными методами исследований являются ИК поглощение, оптическая и электронная микроскопия, индентирование. В результате исследований установлено, что быстрый термический отжиг кремния, имплантированного ионами бора или фосфора с энергиями ~1000 кэВ, приводит к разупрочнению приповерхностной области монокристалла кремния на глубине до 1 мкм и увеличению трещиностойкости при малых нагрузках. Дефекты, ответственные за приповерхностное радиационное упрочнение кремния, являются электрически неактивными дефектами междоузельного типа. Установлено, что скорости движения дислокаций в кремнии после низкотемпературных термообработок выше, чем в образцах непосредственно после выращивания. После низкотемпературных термообработок обнаружена пространственная неоднородность в генерации и распространении дислокаций от отпечатков индентора при одинаковых значениях сдвиговых напряжений. Основной причиной этого является неоднородное (слоистое) распределение кислорода. Обнаружено, что добавление в раствор-расплав примеси РЗЭ при выра-щивании эпитаксиальных слоев GaP сложным образом влияет на прочностные характеристики ЭС. В образцах с нановключениями РЗЭ на случайном распределении значений микротвердости наблюдаются два максимума, один из которых ответственен за включения РЗЭ, а другой – за область монокристалла, не содержащую примеси лантаноида. Установлено, что процессы радиационного дефектообразования при ионной имплантации структур фотополимер – кремний протекают далеко за областью проециро-ванного пробега ионов Sb+. Полученные результаты являются основой для разработки методов управления дефектно-примесным составом полупроводниковых монокристаллов и структур, используемых в микромеханических системах и приборах микро- и наноэлектроники.