Катодолюминесценция слоев анодно-окисленного Si1–xGex-сплава

Abstract

In this work, a new approach has been proposed and developed to enhance luminescence efficiency using an anodic oxidation procedure of Si1–xGex alloy layers. The cathodoluminescence (CL) spectra consist of two principal strong bands whose peak energies are in red region (~ 1,9 eV) and in a blue-violet region (~ 2,9 eV), respectively. The following possible reasons for intensive CL are discussed: a) the Ge clusters incorporated in the oxide layer; b) defect-related luminescence. = Методами катодолюминесценции, резерфордовского обратного рассеяния и просвечивающей электронной микроскопии исследованы слои Si1–xGex-сплавов после анодного окисления, высокотемпературной обработки и облучения ионами He+ (2 МэВ, 1015 – 1016 см–2). Показано, что при термическом распаде анодно-окисленных SiGe-слоев происходит формирование нанокластеров Ge со средним размером 3÷5 нм и плотностью (4÷6)·1011см–2. Спектры катодолюминесценции содержат две основные полосы, находящиеся в красном (~640÷700 нм) и фиолетовом (~400÷480 нм) диапазоне спектра. Относительная интенсивность полос зависит от режимов имплантации He+, а также от содержания Ge в окисленных слоях. Полученные результаты обсуждаются в рамках механизма кислородно-обедненных центров с учетом влияния имплантационных дефектов и Ge-кластеров.