Фотолюминесценция аморфного SiO2, подвергнутого имплантации ионов Ar+
Щербаков И.П.1, Чмель А.Е.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: chmel@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 15 ноября 2018 г.
В окончательной редакции: 15 ноября 2018 г.
Принята к печати: 11 декабря 2018 г.
Выставление онлайн: 20 марта 2019 г.
Имплантация ионов в аморфный диоксид кремния (a-SiO2) широко применяется в микроэлектронике (преимущественно ионов Si) и производстве световедущих компонентов световодов (ионы Ge, P, B). Все перечисленные элементы взаимодействуют с кислородом матрицы, поэтому точечные дефекты, возникающие при имплантации, являются не только результатом смещения атомов кремний-кислородного каркаса из равновесных положений, но также отражают специфику химического взаимодействия в материале. В настоящем исследовании в пластины диоксиды кремния имплантировались ионы инертного Ar, что исключало химические реакции. Методом фотолюминесценции (ФЛ) показано, что наиболее высокая концентрация точечных дефектов в поврежденной силикатной сетке принадлежит вакансиям нейтрального кислорода (NOV). Концентрация этих и ряда других наведенных дефектов росла при увеличении флюенса до 5·1015 Ar^+/cm2, а при дальнейшем увеличении дозы концентрация падала вследствие отжига дефектов в нагретом внедрением ионов слое. Дефекты NOV проявились в спектре ФЛ в виде дублетов, то есть пар полос, принадлежащих к одному и тому же оптическому переходу. Возникновение дублетов объяснено зависимостью энергии оптического перехода от локализации одинаковых точечных дефектов в зонах различных искажений строения матрицы.
- V. Chinellato, V. Gottardi, S. Lo Russo, P. Mazzoldi, F. Nicoletti, P. Pollato. Rad. Eff. 65, 1-4, 31 (1982)
- P. Mazzoldi, G. Mattei. 28, 7, 1 (2005)
- А.В. Боряков, Д.Е. Николичев, Д.И. Тетельбаум, А.И. Белов, А.В. Ершов, А.Н. Михайлов. ФТТ 54, 370 (2012)
- G.W. Arnold. Rad. Eff. 65, 17 (1982)
- Ch.-X. Liu, B. Peng, W. Wei, W.-N. Li, H.-T. Guo, Sh. Cheng. Phys. Int. 4, 1, 1 (2013)
- Ch.-X. Liu, L.-L. Fu, R.-L. Zheng, H.-T. Guo, Zh.-G. Zhou, W.-N. Li, Sh.-B. Lin, W. Wei. Opt. Eng. 55, 2, ID 027105 (2016)
- A. Belaidi, S. Hiadsi, I. Benaissa. Res. J. Phys. 1, 49 (2007)
- R. Salh. J. At. Mol. Opt. Phys. 2011, ID 326368
- M. Fujimaki, Y. Nishihara, Y. Ohki, J.L. Brebner, S. Roorda. J. Appl. Phys. 88, 5534 (2000)
- K. Fukumi, A. Chayahara, M. Satou, J. Hayakawa, M. Hangyo, Sh. Nakashima. Jpn. J. Appl. Phys. 29, 905 (1990)
- H. Matzke. Phys. Status Solidi 18, 1, 285 (1966)
- I. Simon. J. Am. Ceram. Soc. 40, 150 (1957)
- M. Zhu, Y. Han. J. Appl. Phys. 83, 5386 (1998)
- F. Flores M. Aceves, C. Domi nguez C. Falcony. Superfic. Vaci o 18, 2, 7 (2005)
- J.-Y. Zhang, X.-M. Bao, N.-Sh. Li, H.-Z. Song. J. Appl. Phys. 83, 3609 (1998)
- J.C. Cheang-Wong, A. Oliver, J. Roiz, J.M. Hernandez, L. Rodri guez-Fernandez, J.G. Morales, A. Crespo-Sosa. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B 175-177, 490 (2001)
- Y. Zhao, Sh. Hou, X.J. Liang, L.G. Fang, G.H. Sheng, F. Xu. Adv. Mater. Res. 160-162, 1450 (2011)
- S. Munekuni, T. Yamanaka, Y. Shimogaichi, R. Tohmon, Y. Ohki, K. Nagasawa, Y. Hama. J. Appl. Phys. 68, 1212 (1990)
- A. Mervic, M. Guzzi, G. Lucchini, G. Spinolo. Phys. Status Solidi A 134, 547 (1992)
- L. Vaccaro, M. Cannas, V. Radzig. J. Non-Cryst. Solidi 355, 1020 (2009)
- D.I. Tetelbaum, O.N. Gorshkov, A.V. Ershov, P. Kasatkin, V.A. Kamin, A.N. Mikhaylov, A.I. Belov, D.M. Gaponova, L. Pavesi, L. Ferraioli, T.G. Finstad, S. Foss. Thin Solidi Films 515, 333 (2006)
- Э.В. Козлов, А.И. Рябчиков, Ю.П. Шаркеев, И.А. Курзина, И.Б. Степанов, С.В. Фортуна, Д.О. Сивин, Т.С. Прокопова, И.А. Мельник. Формирование нанофазных поверхностных слоев в процессе высокоинтенсивной ионной имплантации. 5-й международный уральский семинар "Радиационная физика металлов и сплавов". Снежинск (2003) 28 с
- E. Szilagyi, I. Banyasz, E. Kotai, A. Nemeth, C. Major, M. Fried, B. Gabor. Rad. Eff. Defects Solidi 170, 3, 229 (2015)
- А.Ф. Зацепин, В.С. Кортов, Н.В. Гаврилов, Д.Ю. Бирюков. Поверхность 6, 31 (2008)
- А.Ф. Зацепин, В.С. Кортов, Е.А. Бунтов, В.А. Пустоваров. H.-J. Fitting Patent RU 2584205C2 (2016)
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.