Исследование процессов модификации тонкоплёночного германия под действием наносекундного лазерного излучения : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель Г. Д. Ивлев

Abstract

Объектами исследования являлись преимущественно тонкие плёнки аморфного германия c примесью сурьмы (a-Ge:Sb) и гидрогенизированного (a-Ge:H), сформированные на полупроводниковых (в основном Si) и диэлектрических подложках (сапфир, кварц, стекло). Цель работы – развитие физических представлений о процессах модификации тонкоплёночного германия под действием наносекундных импульсов лазерного излучения. Методы исследования: оптико-пирометрическая диагностика лазерно-индуцированных теплофизических процессов в исследуемых объектах, тестирование фотолюминесценции, фото- и лазерно-индуцированной проводимости исходных и модифицированных плёнок, растровая электронная микроскопия, атомно-силовая микроскопия, спектроскопия комбинационного рассеяния света. В результате получена совокупность данных о динамике отражательной способности R(t) ряда образцов на длинах волн зондирующего излучения λ = 0,53 и/или 1,06 мкм в заданных энергетических режимах модификации тонких (0,2 – 0,3 мкм) плёнок германия наносекундным (70 – 80 нс) воздействием излучения рубинового лазера; определены временные параметры лазерно-индуцированных процессов плавление → отвердевание/кристаллизация, происходящих в тестируемых объектах при заданных плотностях энергии облучения W; выяснены влияние величины W и кратности воздействия лазерного импульса на длительность фазовых превращений и достигаемую яркостную температуру зоны импульсной лазерной обработки, влияние энергетического режима ИЛО гетероструктуры GexSi1-x/Si на спектры её фотолюминесценции при криогенных температурах; получены данные о динамике лазерно-индуцированной наносекундным возбуждением проводимости модифицированных плёнок Ge:Sb, об изменении в зависимости от W морфологии и микроразмерного рельефа поверхности кристаллизованных плёнок Ge:Sb и Ge:H; установлены особенности изменения кристаллического состояния Ge - среднего размера зерна от величины W, определяющей длительность и термодинамику фазовых превращений. Области применения: материаловедение полупроводников, лазерные технологии обработки материалов, опто- микро- и наноэлектроника.