Эллипсометрические исследования поверхности кремния, облученного 6.8 МэВ протонами и 27.2 МэВ а-частицами

Abstract

В работе приведены результаты изучения влияния 6.8 МэВ протонов и 27.2 МэВ а-частиц на оптические свойства поверхности механически и химически полированных монокристаллов Si. Методом многоугловой монохроматической эллипсометрии (Л = 632.8 нм) определены оптические параметры (показатель преломления п, коэффициент поглощения к и толщина d окисной пленки SiO2) на поверхности Si. Показано, что после облучения протонами потоками 10^15 и 10^17 см^-2 оптические константы приповерхностного слоя образцов, изначально дефектного из-за недостаточного химического травления после механической полировки, изменяются: п увеличивается, а к уменьшается. По мере облучения протонами толщина окисной пленки значительно уменьшается - реализуется "сухое травление" поверхности Si. Эти результаты свидетельствуют о модификации поверхности - происходит увеличение ее плотности и, соответственно, рост п. Если поверхность бездефектная, то после облучения наблюдается ее разрыхление, сопровождающееся уменьшением п с 3.80 до 2.85. При облучении а-частицами потоками 2.7*10^14 и 2.6*10^16 см^-2 отмеченные эффекты незначительны, что свидетельствует о неупругом взаимодействии а-частиц данной энергии с поверхностью монокристаллов Si.