Формирование центров свечения в слоях нитрида кремния методом имплантации ионов азота для светоизлучающих структур : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель И. Н. Пархоменко

Abstract

Объектом исследования являются пленки стехиометрического и обогащенного азотом нитрида кремния, а также пленки нитрида кремния, имплантированные высокими дозами ионов азота. Цель НИР - разработка процесса создания слоев нитрида кремния с высокими светоизлучающими свойствами с помощью имплантации ионов азота в структуры SiNx/Si, полученные методом газофазного химического осаждения. Методами химического осаждения из газовой фазы изготовлен набор пластин SiNx/Si с нитридными пленками различного стехиометрического состава толщиной ~300 нм. Проведены отжиги изготовленных образцов в диапазоне температур (800 – 1200) °С в среде азота, а также имплантация ионов азота с энергией 70 кэВ и дозами 1×1015 и 5×1015 см-2. Изучено влияние режимов осаждения, термообработок и имплантации ионов азота на светоизлучающие характеристики нитридных пленок. Определено, что исходные пленки нитрида кремния стехиометрического состава характеризуются заметной фотолюминесценцией в красно-зеленой области при возбуждении в ближней УФ области. Показано, что увеличение концентрации избыточных атомов азота в пленке до 3 % приводит к смещению спектра фотолюминесценции в синюю область. Отжиг при 800 °C приводит к незначительному ослаблению сигнала ФЛ как для пленки стехиометрического состава, так и для пленки, обогащенной азотом. Отжиг при 1200 °C приводит к заметному тушению люминесценции для образца с избытком азота и, напротив, к увеличению интенсивности и смещению спектра ФЛ в синюю область для стехиометрической пленки нитрида кремния. Показано, что методом ионной имплантации азота дозой 1×1016 см-2с последующим отжигом при 1200 °C в течение30 минут можно увеличить интенсивность люминесценции и сместить спектр ФЛ в коротковолновую область.