ОБРАЗОВАНИЕ СЛОИСТЫХ СТРУКТУР В КРЕМНИИ, ОБЛУЧЕННОМ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ИОНАМИ ГЕЛИЯ

Abstract

Показана возможность периодического структурообразования в кремнии в условиях высокоэнергетической и высокодозовой имплантации ионами гелия. Представлены результаты исследования структурных и оптических свойств монокристаллического кремния, облученного ионами гелия с энергией 27.2 МэВ при варьировании тока пучка. При флюенсах Ф≥ 1016 см-2 наблюдается образование слоев перпендикулярно направлению пучка ионов. При токах ~ 0.25- 0.45 мкА линейные структуры наблюдались как в пробежной для ионов части Si, так и в запробежной. С ростом тока пучка до ~ 1 мкА линейные структуры, состоящие из пустот, наблюдались только в области пробега ионов. Для объяснения наблюдаемого распространения упорядоченных структур в запробежную для ионов гелия части кремния привлекается понятие мобильных солитонов. Образование периодических структур из пустот связывается с движением фронта рекристаллизации от аморфных слоев, образовавшихся вследствие высокоэнергетического и высокодозового облучения кремния ионами гелия. Полученные результаты имеют фундаментальное значение для более углубленного понимания природы взаимодействия облучения с веществом в условиях большой концентрации дефектов.