Численное моделирование процессов плавления и кристаллизации в селенидах кадмия и цинка при воздействии наносекундного излучения эксимерного лазера

Abstract

The paper presents numerical simulation of melting and crystallization processes in cadmium and zinc selenides initiated by KrF radiation of an excimer laser (λ = 248 nm, τ = 20 ns) with consideration given to the component evaporation and diffusion in the melt. Due to evaporation and diffusion of the components in the melt, the surface layer with a nonstoichiometric composition is formed, enrichment with selenium of cadmium selenide being the greatest on the surface, whereas that of zinc selenide – within the semiconductor bulk. Evaporation of the components results in a nonmonotonic profile of the temperature field with a maximum within the bulk. At the energy densities exceeding the melting threshold of CdSe formed under the surface the melt is spreading both to the surface and into the bulk of semiconductor. = Выполнено численное моделирование процессов плавления и кристаллизации, инициируемых в селенидах кадмия и цинка излучением KrF эксимерного лазера (λ = 248 нм, τ = 20 нс), с учетом испарения компонент с поверхности и их диффузии в расплаве. В результате испарения и диффузии компонентов в расплаве формируется поверхностный слой с нестехиометрическим составом, причем обогащение селеном селенида кадмия достигает максимального значения на поверхности, а селеном селенида цинка – внутри объема полупроводника. Испарение компонентов приводит к формированию немонотонного профиля температурного поля с максимумом в объеме полупроводника. При плотностях энергии излучения, превышающих порог плавления CdSe, образовавшийся под поверхностью расплав распространяется как к поверхности, так и в объем полупроводника.