Электронная структура, оптические и люминесцентные свойства слоев пористого кремния тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Ян, Дмитрий Тхякбонович

• Ян, Дмитрий Тхякбонович
• кандидат физико-математических наук
• 2002

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Ян, Дмитрий Тхякбонович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ВЗАИМОСВЯЗЬ МОРФОЛОГИИ, СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПОРИСТОГО КРЕМНИЯ.

1.1. Механизм формирования пористого кремния.

1.2. Морфология и кристаллическая структура пористого кремния.

1.3. Оптические свойства и электронная структура пористого кремния.

1.4. Механизмы фотолюминесценции пористого кремния: эксперимент и теория.

Выводы.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, АППАРАТУРА И МЕТОДИКИ.

2.1. Методы исследования.

2.1.1. Оптическая спектроскопия на просвет и отражение.

2.1.2. Сканирующая электронная микроскопия.

2.1.3. Фотолюминесцентная спектроскопия.

2.2. Экспериментальная аппаратура.

2.2.1. Ячейка для анодного травления и окисления монокристаллического кремния.

2.2.2. Фурье ИК-спектрометр фирмы "Bruker".

2.2.3. Спектрофотометры SPECORD 71IR, SPECORD UV-VIS и МДР-3 спектрофотометр.

2.2.4. Установка для регистрации спектров фотолюминесценции пористого кремния.

2.3. Методы получения пористого кремния и расчета его оптических функций.

2.3.1 Методы получения и окисления пористого кремния.

2.3.2 Расчет оптических функций тонких пленок пористого кремния в рамках двухслойной модели.

2.3.3 Расчет оптических функций пористого кремния из соотношения Крамерса-Кронига.

ГЛАВА 3. МОРФОЛОГИЯ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТОНКИХ СЛОЕВ

ПОРИСТОГО КРЕМНИЯ.

3.1. Морфология и толщина слоев пористого кремния.

3.2. Оптические функции и параметры зонной структуры тонких слоев ПК в диапазоне энергий 0.1-6.2 эВ.

3.3. Расчет толщины окисла на тонких слоях пористого кремния из данных спектров пропускания.

Выводы по главе.

ГЛАВА 4. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА ТОНКИХ И ТОЛСТЫХ СЛОЕВ

ПОРИСТОГО КРЕМНИЯ.

4.1. Люминесцентные свойства тонких окисленных слоев пористого кремнияЮЭ

4.2. Влияние лазерного возбуждения на фотолюминесценцию пористого кремния после анодирования.

4.3. Фотостимулированное анодирование и люминесцентные свойства толстых слоев пористого кремния.

4.4. Модель фотолюминесценции в окисленных слоях пористого кремния.

4.5. Выводы по главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электронная структура, оптические и люминесцентные свойства слоев пористого кремния»

В настоящее время ведутся интенсивные исследования по совершенствованию полупроводниковых приборов, по применению для них новых материалов. Этот процесс происходит по двум основным направлениям.

Первое из них относится к поиску и исследованию материалов и структур с очень малыми размерами - наноструктур (с размерами от единиц до десятков нанометров). Наука, изучающая такие структуры - наноэлектроника - изучает фундаментальные закономерности, определяет физико-химические особенности формирования наноструктур, их электронные и оптические свойства. Исследования в этой области актуальны в настоящее время для разработки принципов создания систем получения и обработки информации нового поколения, обладающих малыми размерами и большим быстродействием.

Второе направление исследования связано с излучательными свойствами новых полупроводниковых материалов. Разработка устройств на их основе открывает перспективу создания оптоэлектронных структур и систем.

В связи с этим большое внимание в последнее время уделяется исследованию пористого кремния (ПК) - материала, получаемого в результате анодного травления монокристаллического кремния в растворе плавиковой кислоты (HF). Слои ПК представляют собой массив кристаллитов нанометрового размера, разделенных порами. Пористый кремний как материал значительно отличается от исходного кристаллического кремния и характеризуется высоким значением удельного сопротивления, а также высокой химической активностью и большой удельной поверхностью [ 1 ].

Особое внимание посвящено исследованию тонких слоев пористого кремния вследствие обнаруженного в 1990 г. явления сильной фотолюминесценции (ФЛ) в видимой области спектра при комнатной температуре[2]. В настоящее время во многих лабораториях мира проводится исследование излучающих свойств структур, полученных на основе ПК.

Исследования, связанные с поиском материала, являющегося основой технологии электрооптических и волновых устройств и одновременно обладающего свойством фотолюминесценции (ФЛ) и электролюминесценции (ЭЛ) проводились с давнего времени и многими исследователями. В качестве подобных материалов были выбраны полупроводники Ащ - Bv или Ац - Byi, LiNbC>3 или другие материалы.

Однако устройства, изготовленные из этих материалов, не обладают высокими излучательными свойствами по сравнению с аналогичными на основе пористого кремния. Эффективность квантового выхода ФЛ и ЭЛ устройств на основе ПК повышается в 2-4 раза при комнатной температуре [3,4]. К одному из главных преимуществ создания оптических устройств на основе ПК в настоящее время, несомненно, относится высокая степень развития кремниевой технологии в настоящее время в электронной промышленности развитых стран мира. Процесс анодного травления (AT) кремния в растворах плавиковой кислоты[5-8] в достаточной степени технологичен и может быть легко включен в технологию производства микросхем, оптических устройств и т.д. Таким образом, сочетание свойств интенсивной ФЛ и высокой поглощательной способности ПК открывают путь к созданию оптических устройств на основе кремниевой технологии [9-14].

Структура и излучающие свойства ПК, получаемого анодным травлением, зависят от большого числа технологических параметров: типа проводимости, удельного сопротивления и кристаллографической ориентации исходной кремниевой пластины; концентрации кремниевой кислоты, типа растворителя и температуры травящего раствора и режимов травления (плотности тока, длительности процесса, освещенности поверхности пластины) [15,16]. Фактором, влияющим на интенсивность ФЛ ПК, является состояние (степень) окисления поверхности, т.к. это влияет на химическую активность поверхности ПК. Высокие механические свойства слоев ПК и высокое качество окисла, покрывающего внутреннюю поверхность ПК, достигается путем анодного окисления [17]. С помощью процесса последующего анодного окисления (АО) достигается свойство фотолюминесценции (ФЛ) ПК [18-20]. Процедура AT контролируется путем изменения параметров электрохимического процесса: плотности анодного тока, анодного потенциала и времени проведения анодного процесса. В анодно окисленном ПК (АОПК), полученном из пластин кремния n-типа, обнаружен фотоиндуцированный рост люминесценции [21]. В [22] зарегистрирован 18% рост интегральной интенсивности ФЛ и сдвиг максимума спектральной интенсивности ФЛ в коротковолновую область спектра в течение 20 минут облучения образца. Насыщение роста интегральной интенсивности ФЛ наблюдается при более длительной экспозиции. В [23] установлено, что линейный рост интегральной интенсивности ФЛ сопровождается уменьшением концентрации оборванных связей. Таким образом, основным фактором повышения интенсивности ФЛ ПК является воздействие на параметры ФЛ возбуждающего излучения.

В работах [24-26] было исследовано влияние длительного воздействия стационарного возбуждения низкой мощности (в основном, лазерного излучения видимого и ультрафиолетового диапазонов спектра) на интенсивность ФЛ свежеприготовленных образцов ПК, полученных из пластин монокристаллического кремния р-типа. В [27] обнаружено, что ультрафиолетовая засветка образца, люминесцирующего в красной области спектра, вызывает уменьшение ФЛ на 10-20% за 12 часов и сдвиг максимума спектральной интенсивности ФЛ в коротковолновую область спектра. В образце, люминесцирующем в зеленой области спектра, интенсивность ФЛ падает более чем на порядок и также наблюдается сдвиг максимума ФЛ в коротковолновую область спектра. Темп деградации ФЛ увеличивается, если энергия кванта возбуждения превосходит 3.0 эВ. Сделаем некоторые выводы.

К настоящему времени существует необходимость создания квантоворазмерных структур на основе монокристаллического кремния, обладающих высокой интенсивностью излучения в видимой области.

Таким образом, целью работы явилось экспериментальное исследование особенностей электронной структуры, оптических и люминесцентных свойств слоев пористого кремния в зависимости от условий его получения, лазерного воздействия и хранения.

Для достижения этой цели необходимо было решение ряда научных задач, которые и составили содержание данной работы:

1. Исследование морфологии и толщины слоев нанопористого кремния.

2. Исследование оптических функций и электронной структуры слоев нанопористого кремния в зависимости от его толщины

3. Исследование влияния условий анодного окисления на толщину окисла и фотолюминесценцию в тонких слоях нанопористого кремния.

4. Исследование лазерной стимуляции и продолжительности хранения на излучающие свойства слоев нанопористого кремния.

5. Исследование фотостимуляции слоев меза-порисгого кремния в процессе их получения и окисления на излучающие свойства слоев мезапористого кремния.

Научная новизна результатов, полученных автором, заключается в следующем: 1. Исследована морфология и определена толщина слоев ПК, полученной продолжительности травления. Определена зависимость толщины слоев ПК от времени травления, которая отклоняется от линейности.

2. В области прозрачности монокристаллического кремния были рассчитаны оптические функции слоев пористого кремния из данных оптической спектроскопии на отражение и пропускание структуры "пористый кремний -кремний". Скорректирована спектральная зависимость коэффициента отражения пористого кремния в области прозрачности монокристаллического кремния (0.1-1.6 эВ).

3. Проведены расчеты оптических функций пористого кремния ( £i, ег, к, п, а) из данных оптической спектроскопии на отражение с использованием интегральных соотношений Крамерса-Кронига. Определены функции потерь энергии Im(si)"1 и 2 плотности состоянии S2S0® 5 которые отражают сложную энергетическую структуру пористого кремния.

4. Из спектральной зависимости коэффициента преломления от энергий рассчитаны величина бездисперсионного коэффициента преломления ПК п0=2.2 и 4 высокочастотной диэлектрической проницаемости £„=4.84.

5. Определена величина первого межзонного перехода в пористом кремнии. Переход является прямым и имеет величину 1.85-2.0 эВ. Показано, что максимальное поглощение в слоях Г1К с различной толщиной соответствует области энергий 3.23.5 эВ.

6. Из расчета оптических функций слоев пористого кремния с продолжительностью травления 2, 6 и 12 мин. установлено, что с увеличением толщины слоя происходит рост плотности состояний в пористом кремнии.

7. На основании данных оптической спектроскопии на пропускание предложена модель окисления кристаллитов ПК и рассчитана эффективная толщина слоя окисла на их поверхности, которая составила около 1.1 нм.

8. Показано, что увеличение времени анодного травления кристаллического кремния приводит к изменению структуры квантово-размерных объектов от столбов к кластерам с ростом толщины слоя пористого кремния (ПК) от 0.8 до 2.1 мкм. Слои ПК без дополнительной процедуры анодного окисления не обладают люминесценцией в видимой области спектра.

9. Установлено, что образцы анодно окисленного пористого кремния (АОПК) независимо от толщины слоя ПК обладают люминесценцией в видимой области спектра. Структура слоев АОПК, размеры кластеров и поверхностные состояния на границе раздела с окислом определяют люминесцентные свойства анодно окисленных слоев пористого кремния.

10. Предложена модель, объясняющая фотолюминесценцию в анодно окисленном пористом кремнии на основе теории квантового ограничения и учета влияния поверхностных состояний на границе раздела Si02-Si на спектральный состав и интенсивность фотолюминесценции.

11. Показано, что процесс анодного окисления определяется значением поверхностного потенциала. При значении поверхностного потенциала U=1.3 В анодное окисление слоев ПК приводит к существенно большему, по сравнению с соответствующим процессом при U=1.5 В, количеству связей Si-H на границе раздела Si02-Si и расширению спектра ФЛ до 900-950 нм.

12. Обнаружена экстремальная зависимость интенсивности ФЛ от толщины слоя АОПК. Показано, что максимальной фотолюминесценцией обладают слои АОПК (толщина около 1.1 мкм), состоящие из двумерных кремниевых столбов. В слоях АОПК толщиной 1.9 мкм фотолюминесценция имеет меньшую интенсивность и определяется наноразмерными кластерами с большим эффективным размером кристаллитов и количеством и составом связей на границе раздела с окислом.

13. Показано, что кинетика лазерно-стимулированной модификации тонких слоев ПК зависит от условий анодного окисления и определяется количеством Si-H связей на границе раздела Si02-Si, которые имеют низкую энергию разрыва. Увеличение интенсивности ФЛ при длительном лазерном возбуждении определяется плотностью формирующихся связей Si-OH и O-Si-H.

14. Установлено, что длительное хранение образцов АОПК-1.3 В с повышенной плотностью Si-H связей приводит к их разрыву, накоплению оборванных связей на границе раздела Si02~Si и сильному снижению интенсивности ФЛ.

На защиту выносятся следующие научные положения:

1. Апробирована методика получения тонких слоев (0.8 - 2.1 мкм) высокопористого (70-72%) кремния с наноразмерными (3.5-4 нм) кремниевыми столбами, в которых при толщине более 1.5 мкм происходит переход к нанокластерной структуре.

2. Электронная структура и оптические функции тонких слоев высокопористого кремния определяются первым прямым межзонным переходом 1.9-2.0 эВ, максимумом плотности состояний в диапазоне энергий 3.2-3.5 эВ, бездисперсионным коэффициентом преломления по=2.2±0.02 и высокочастотной диэлектрической проницаемости Soo=4.84.

3. Процесс анодного окисления высокопористого кремния с наноразмерными столбами зависит от поверхностного потенциала, величина которого (1.0-1.5 В) определяет состав и плотность поверхностных состояний на границе раздела ПК -Si02.

4. Анодно окисленный высокопористый кремний обладает экстремальной зависимостью интенсивности фотолюминесценции от толщины с максимумом интенсивности для образцов, состоящих из двумерных кремниевых столбов.

5. Кинетика лазерно-стимулированной модификации тонких слоев анодно окисленного пористого кремния зависит от условий анодного окисления и определяется плотностью сформированных Si-H связей, скоростью их разрыва и плотностью формирующихся гидроксильных и кислородосодержащих связей на границе раздела ПК - S1O2.

6. Коротковолновый сдвиг максимума интенсивности фотолюминесценции анодно окисленного высокопористого кремния при хранении связан с уменьшением эффективных размеров столбов (кристаллитов) в результате роста толщины слоя окисла, а кинетика изменения интенсивности фотолюминесценции при хранении зависит от соотношения плотностей и скорости генерации водородных, гидроксильных и кислородсодержащих связей на границе раздела пористы кремний - Si02.

Практическая ценность результатов диссертационной работы:

1. Рассчитаны основные оптические функции тонких слоев пористого кремния на Si(100) и определены параметры их зонной энергетической структуры.

2. Разработана, изготовлена и апробирована ячейка для анодного травления и окисления кристаллического кремния.

3. Разработана установка для регистрации спектров фотолюминесценции в диапазоне 400-1600 нм.

4. Свойство ФЛ ПК при комнатной температуре, обнаруженное для слоев пористого кремния в результате анодного окисления может быть использованы при создании новых оптоэлектронных приборов.

Апробация работы. Основные результаты, вошедшие в диссертацию, докладывались на 2-й Российской конференции по физике полупроводников (Нижний Новгород, Россия, 1996), конференции EMRS (Страсбург, Франция, 1995), 1st Int .Conf. Materials for Optoelectronics (Sheffield, England, 1995), IV и VI Региональных конференциях по физике полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалов (Владивосток, Россия, 2000 и 2002), 2-й Азиатско-Тихоокеанской конференции по фундаментальным проблемам опто - и микроэлектроники (Владивосток, Россия, 2001), 3-й Региональной научной конференции (Благовещенск,

Россия, 2002), 4-й Всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой оптоэлектронике, Санкт-Петербург, 2002.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 11 печатных работ: 2 статьи в цитируемых российских и международных журналах, 2 статьи в сборниках трудов международных конференций, 7 тезисов докладов.

Личный вклад соискателя. При подготовке и написании всех работ автор лично подготовил и выполнял эксперименты, или принимал участие на всех стадиях получения данных и интерпретации результатов, выполнял теоретические расчеты, участвовал в обсуждении результатов и написании статей.

Достоверность результатов обеспечивалась использованием точной измерительной аппаратуры, стабилизированных источников питания, проверенных экспериментальных методик, повторяемостью результатов с малыми разбросами измеряемых величин, а также согласованностью полученных результатов с известными литературными данными.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и списка цитируемой литературы. Общий объем диссертации составляет 146 страниц, включая 103 рисунка, 10 таблиц и список литературы из 122 наименований.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Ян, Дмитрий Тхякбонович

Выводы по диссертации

1. Исследована морфология тонких (0.8-2.1 мкм) слоев высокопористого (70-72%) кремния (ПК), полученных в одинаковых режимах анодного травления в зависимости от времени травления. Определены средние размеры двумерных столбов (3.5-4 нм) в слоях ПК толщиной до 1.1 мкм и показано, что при толщине выше 1.9 мкм слои ПК подвержены отслаиванию от кристаллического кремния, что коррелирует от структуры ПК в виде двумерных столбов к нанокластерной структуре.

2. Впервые проведены расчеты оптических функций тонких слоев ПК из данных оптической отражательной спектроскопии с использованием интегральных соотношений Крамерса-Кронига и коррекции спектра отражения ПК в ИК-области из данных пропускания и отражения системы ПК - кристаллический кремний. Из спектральной зависимости коэффициента преломления определены величины бездисперсионного коэффициента преломления по=2.2±0.02 и высокочастотной диэлектрической проницаемости 8да=4.84.

3. Из данных функции потерь Im(si)"1 и оптической проводимости (аопт) рассчитана функция плотности состояний в диапазоне энергий 3.2 - 3.5 эВ в слоях с различной толщиной. Установлено, что с ростом толщины слоя ПК происходит уменьшение плотности состояний при заданной энергии.

4. Предложена методика анодного окисления ПК. Показано, что процесс анодного окисления определяется поверхностным потенциалом, от величины которого зависят состав и плотность состояний на границе раздела ПК - Si02. Из данных оптической спектроскопии и предложенной модели окисления рассчитана толщина слоя окисла (1.1 нм), покрывающего двумерные столбы в структуре пористого кремния.

5. Установлено, что образцы анодно окисленного пористого кремния (АОПК) независимо от толщины слоя ПК обладают люминесценцией в видимой области спектра. Структура слоев АОПК, размеры двумерных столбов (кластеров) и состав поверхностных состояний на границе раздела ПК - Si02 определяют спектральный состав и интенсивность фотолюминесценции. Показано, что максимальной фотолюминесценцией обладают слои АОПК (толщина 1.1 мкм), состоящие из двумерных кремниевых столбов с размерами менее 4 нм в диаметре.

6. Установлено, что кинетика лазерно-стимулированной модификации тонких слоев АОПК зависит от условий анодного окисления и определяется количеством Si-H связей на границе раздела ПК - Si02, обладающих низкой энергией разрыва. Увеличение

135 интенсивности ФЛ при длительном лазерном возбуждении определяется плотностью формирующихся Si-OH O-Si-H связей.

7. Длительное хранение тонких слоев АОПК с повышенной плотностью Si-H связей приводит к их разрыву, накоплению оборванных связей на границе раздела ПК - Si02 и сильному снижению интенсивности ФЛ. Длительное хранение тонких слоев АОПК с низкой плотностью Si-H связей и высокой плотностью гидроксильных и кислородсодержащих групп приводит к уменьшению числа оборванных связей на границе раздела ПК - Si02 и увеличению интенсивности ФЛ. Коротковолновый сдвиг интенсивности ФЛ образцов АОПК при хранении связан с уменьшением эффективных размеров столбов (кристаллитов) в результате роста толщины окисла.

8. Освещение при анодном окислении меза-пористого кремния приводит к повышению интенсивности фотолюминесценции в зависимости от длины волны падающего света и его мощности, что связано с увеличением пористости слоев и изменением состава поверхностных состояний. Фотолюминесценция в видимой области спектра образцов мезо-пористого кремния со средним размером кристаллитов 4 мкм может быть объяснена только в предположении существования внутри макрокристаллов нанокристаллитов, разделенных окислом и нанопорами. Уменьшение размеров нанокристаллитов при окислении под воздействием ультрафиолетового излучения приводит к коротковолновому сдвигу максимума интенсивности ФЛ в слоях анодно окисленного меза-пористого кремния. Снижение интенсивности ФЛ высокопористых слоев меза-пористого кремния связано с разрушением его макроструктуры и возникновением плотности оборванных связей на поверхности расколов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Ян, Дмитрий Тхякбонович, 2002 год

1. W. TheiB. Optical properties of porous silicon // Surf. Sci. Rep. 1997. - Y.29. - P.92-192.

2. L.T. Canham. Visible photoluminescence in porous Si // Appl. Phys. Lett. 1990-V.57. P.1046-1049.

3. C. S. Chang and J. T. Lue. Photoluminescence and Raman studies of porous silicon under various temperatures and light illuminations // Thin Solid Films. 1995. -V.259. P.275-280.

4. S. Billat, F. Gaspard, R. Herino, M. Ligeon, F. Muller, F. Romestain and J. C. Vial. Electroluminescence of heavily doped p-type porous silicon under electrochemical oxidation in the potentiostatic regime // Thin Solid Films. 1995. У.263. -P.238-242.

5. Th. Dittrich, S. Rauscher, I. Sieber and J. Rappich. Preparation of thin nanoporous silicon layers on n- and p-Si H Thin Solid Films. 1996. V.276. -P.200-203.

6. D.Dimova-Malinovska, M. Sendova-Vassileva, N. Tzenov and M. Kamenova. Preparation of thin porous silicon layers by stain etching // Thin Solid Films. 1997. -V.297. -P.9-12.

7. R. Laiho and A. Pavlov. Preparation of porous silicon films by laser ablation // Thin Solid Films. 1995.-V.255.-P.9-11.

8. A. Loni, L. T. Canham, M. G. Berger, R. Arens-Fischer, H. Munder, H. Luth, H. F. Arrand and Т. M. Benson. Porous silicon multilayer optical waveguides // Thin Solid Films. 1996. -V.276. P.143-146.

9. J. Linnros and N. Lalic.A porous silicon light-emitting diode with a high quantum efficiency during pulsed operation // Thin Solid Films. 1996. V.276. - P.155-158.

10. P. Steiner and W. Lang. Micromachining applications of porous silicon // Thin Solid Films. 1995. V.255. - P.52-58.

11. V. Raiko, D.Therich and J.Engelmann. Application of porous siliconin diamond coated silicon emitters // Int. Conf. Nanomeeting-97.Abstracts.Minsk.1997.- P.329-332.

12. Y.E.Babanov, E.Buchin, A.V.Prokaznikov and V.B.Svetovoy. Laser fabrication of light emitting structures based on porous silicon // Int. Conf. Nanomeeting-97.Abstracts.Minsk.1997.- P.238-241.

13. L.Pavesi. Porous silicon based microcavities and light emitting diodes // Int. Conf. Nanomeeting-99.Abstracts.Minsk.1999.- P.337-355.

14. M. Thonissen, M. G. Berger, R. Arens-Fischer, O. Gluck, M. Krtiger and H. Liith. Illumination-assisted formation of porous silicon // Thin Solid Films. 1996. У.276. -P.21-24.

15. S. Hilbrich, W. TheiB, R. Arens-Fischer, O. Gluck and M. G. Berger. The influence of the doping level on the optical properties of porous silicon // Thin Solid Films. 1996. V.276. - P. 231 -234 .

16. B.B. Филиппов, В.П. Бондаренко, П.П. Першукевич. Спектры фотолюминесценции и фотовозбуждения пористого кремния, подвергнутого анодному окислению и травлению // Физ. и техн. полупроводн. 1997. Т.31. -С. 1135-1141.

17. F. Kozlowski, A. Wiedenhofer, W. Wagenseil, P. Steiner and W. Lang. Stability of electroluminescence and photoluminescence of porous silicon // Thin Solid Films. 1996,-V.276. P.284-286.

18. Th. Dittrich, H. Flietner, V. Yu. Timoshenko and P. K. Kashkarov. Influence of the oxidation process on the luminescence of HF-treated porous silicon // Thin Solid Films. 1995. V.255. - P.149-151.

19. C. Delerue, M. Lannoo, G. Allan and E. Martin. Theoretical descriptions of porous silicon // Thin Solid Films. 1995. V.255. - P. 27-34.

20. J. L. Gavartin, С. C. Matthai and I. Morrison. The influence of the spatial structure on the electronic properties of porous silicon: quantum chemical study // Thin Solid Films. 1995. V.255. - P.39-42.

21. L.Pavesi, M.Ceschini and H. E.Roman. Recombination dynamics in porous silicon // Thin Solid Films. 1995. V.255. - P.67-69.

22. Е. Шатковский, Я.Верцинский. Фотолюминесценция в пористом кремнии при интенсивном лазерном возбуждении // Физ. и техн. полупроводн. 1997. Т.31. - С.593-596.

23. V. Grivickas and J. Linnros. Free-carrier absorption and luminescence decay of poroussilicon//Thin Solid Films. 1995. V.255. - P. 70-73.

24. M. Schoisswohl, H. J. von Bardeleben, V. Bratus and H. Miinder. Defects in luminescent and non-luminescent porous Si //Thin Solid Films. 1995. V.255. -P.163-166.

25. V. Petrova-Koch and T. Muschik. The relation between the visible and the infrared luminescence bands in porous silicon. Comparison with amorphous Si alloys // Thin Solid Films. 1995. V.255. - P.246-249. 27

26. A.Uhlir, Formation of porous silicon //Bell Syst.Tech. 1956. -V.35. -P.333-336.

27. A. Bsiesy, J.C. Vial, F.Gaspard, R.Herino, M.Ligeon, F.Muller and R.Romestain. Mechanism of formation of porous silicon on Si(100) // Surf.Sci. 1991. V. 195.-P.254-258.

28. Д.Н. Горячев, Л.В.Беляков, О.М.Сресели. О механизме образования пористого кремния// Физ. и техн. полупроводн. 2000. -Т.34. -С.1130-1134.

29. V. Lehmann. The physics of macroporous silicon formation // Thin Solid Films.1995.-V.255.-P. 1-4.

30. H. W. Lau, G. J. Parker and R. Greef. High aspect ratio silicon pillars fabricated by electrochemical etching and oxidation of macroporous silicon // Thin Solid Films. 1996.-V.276. -P.29-31.

31. R. Schwarz, F. Wang, M. Ben-Chorin, S. Grebner, A. Nikolov and F. Koch. Photocarrier grating technique in mesoporous silicon // Thin Solid Films. 1995. -V.255.-P.23-26.

32. J.-S. Lee, N.-H. Cho. Nanosructural and photoluminescence features of nanoporous silicon preparing by anodic etching // Appl. Surf. Sci. 2002. V. 171-175.

33. G. Hashiguchi, H.Mimura. Investigation of porous silicon by scanning electron microscopy// Jpn. J. Appl. Phys. 1994. -V. 33. -P.1544-1549.

34. M. Schoisswohl, H. J. von Bardeleben, V. Morazzani, A. Grosman, C. Ortega, St. Frohnhoff, M. G. Berger and H. Miinder. Analysis of the surfaces structure in porous Si// Thin Solid Films. 1995. V.255. - P. 123-127.

35. G. Amato, V. Bullara, N. Brunetto and L. Boarino. Drying of porous silicon: A Raman, electron microscopy, and pliotoluminescence study // Thin Solid Films. 1996.-Y.276.-P. 204-207.

36. А.Н.Зайдель, Г.В. Островская, Ю.И.Островский. Техника и практика спектроскопии // М.: Наука. 1972. С. 31.

37. V.Grivickas and P.Basmaji. Optical absorption in porous silicon of high porosity // Thin Solid Films. 1993. V.235. - P.234-238.

38. S.Guha, P.Steiner, F. Kozlowski and W. Lang. Investigation of porous Si grains by optical spectroscopy // Thin Solid Films. 1995. Y.255. - P. 119-122.

39. W. TheiB. The dielectric function of porous silicon How to obtain it and how to use it //Thin Solid Films. 1996. - Y.276. - P.7-12.

40. D.J.Bergman. Phys.Rep. 1978. -V.43.

41. D.J.Bergman and D.Stroud. Solid St. Phys. 1992. V.46.

42. W.Theis. Advanced in Solid State Physics. 1994. V.46.

43. J.C. Maxwell-Garnett. Philos. Trans.R. Soc. 1994. V.203.

44. D.A.G. Bruggeman. Ann.Phys. 1995. V.24.

45. H.Looyenga, Phisica. 1965. V.31.

46. J. Sturm. Doctoral Thesis. RWTH, Aachen. 1993.

47. Ч.Уэрт, Р.Томсон. Физика твердого тела // M.: Мир. 1969. С. 408.

48. Л.Д.Ландау, Е.М.Лифщиц. Квантовая механика // Физматгиз.1963.

49. Л.А.Балагуров, В.Ф.Павлов, Е.А.Петрова, Е.П. Воронина. Исследование пористого кремния и его старения методами полного внешнего отражения рентгеновских лучей и инфракрасной спектроскопии // Физ. и техн. полупроводн. 1997. -Т.31. С.957-960.

50. Копылов А.А., Холодилов А.Н. Инфракрасное поглощение в пористом кремнии, полученном в электролитах, содержащих этанол //Физ. и техн. полупроводн. 1997. -Т.31. С.556-558.

51. J. Zi, Н. Bucher, C.Falter, W.Ludwig, К. Zhang and X.Xie. Raman shifts in Si nanocrystals // Appl. Phys. Lett. 1996. Y. 69. -N.2. - P. 200-202.

52. X.L.Wu, G.G.Siu, S.Tong, X.N.Liu, F.Yan, S.S.Jiang, X.K.Zhang ahd D.Feng. Raman scattering of alternating nanocrystalline silicon/amorphous silicon multilayers // Appl. Phys. Lett. 1996. V. 69. - N.4. - P. 523-525.

53. J.Zuk, M.Kulik, G.T.Andrews, H.Kiefte, M.J.Clouter, R.Gouding, N.H.Rich and E.Nossarewska-Orlowska. Characterization of porous silicon by Raman scattering and photoluminescence // Thin Solid Films. 1997. V.297. - P. 106-109.

54. M.E. Kompan, У.В. Kulik, I.I.Novak, J.Salonen and A.V.Subashiev. Raman light scattering in system of oriented wires in porous silicon // J. Por.Mater. 2000. V.7.-P. 275-278.

55. O. Bisi, L. Dorigoni, F. Bernardini and S. Ossicini. The luminescence transition in porous silicon: The nature of the electronic states // Thin Solid Films. 1996. -V.276. P.261-264.

56. Z. J. He, Y. P. Huang and R. Kwor. A modified computer model for the formation of porous silicon // Thin Solid Films. 1995. Y.265. -P.96-100.

57. М.С.Соминский. Полупроводники // M.: Наука. 1967.-С. 192.

58. Е. У. Astrova, S. У. Belov, A. A. Lebedev, A. D. Remenjuk and Yu. V. Rud. Optical and electrical properties of porous silicon and stain-etched films II Thin Solid Films.1995.-V.255. P.196-199.

59. J. Diener, M. Ben-Chorin, F. Koch, D. I. Kovalev and S. D. Ganichev. Excitation of the porous silicon photoluminescence by a multiphoton vibronic process // Thin Solid Films.1996. -V.276. -P.l 16-119.

60. Th. Dittrich, P. K. Kashkarov, E. A. Konstantinova and V. Yu. Timoshenko. Relaxation mechanisms of electronic excitation in nanostructures of porous silicon // Thin Solid Films. 1995. V.255. -P.74-76.

61. K.B. Шалимова. Физика полупроводников // ML: Энергия. 1971. С.325.

62. S.Sawada, N.Hamada and N.Ookubo. Mechanisms of visible photoluminescence in porous silicon // Phys. Rev. B. 1994. V. 49. - N.8. - P. 5236-5245.

63. M.Cruz, M.R. Beltran, C.Wang and J. Taguena-Martinez. Quasi-confirement, localization and optical properties of porous silicon // Thin Solid Films. 1997. -V.297. -P.261-264.

64. D. Dimova-Malinovska, M. Sendova-Vassileva, Ts. Marinova, V. Krastev, M. Kamenova and N. Tzenov. Correlation between the photoluminescence and chemical bonding in porous silicon// Thin Solid Films. 1995. V.255. - P.191-195.

65. P. Deak, Z. Hajnal and J. Miro. Recombination with larger than bandgap energy at centres on the surface of silicon microstructures // Thin Solid Films. 1996. V.276. -P.290-292.

66. C.Delerue, G.Allan and M.Tannoo. Optical band gap of Si nanoclusters // J. Turn. 1999.-Y.80.-P.65-71.

67. V.Ranjan, Y.A.Singh and G.C.John. Effective component for the size dependance of luminescence in semiconductor nanocrystallites // Phys. Rev. B. 1998. V.58. -N.3.-P. 1158-1161.

68. M.Cruz, M.R. Beltran, C.Wang and J. Taguena-Martinez. Efficient non-vertical interband transitions in porous silicon// Physica A. 1997. Y. 241,- P. 382-385.

69. J. Zeman, M. Zigone, G. Martinez, G. L. J. A. Rikken, P. Bordet and J. Chenavas On the origin of the porous silicon luminescence // Thin Solid Films. 1995. V.255. -P.35-38.

70. Я.С.Уманский, Ю.А.Скаков, А.Н.Иванов, Л.Н.Расторгуев. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия // М.: Металлургия. 1982. С.549-562.

71. J. J. Mare, J. Kritofik and P. Hubik.On electric contacts to porous silicon // Thin Solid Films. 1997. V.295. -P.305-309.

72. A. Bsiesy, F. Gaspard, R. Herino, M. Tigeon, F. Muller, R. Romestain and J. C. Vial. Voltage-induced modifications of porous silicon luminescence // Thin Solid Films. 1995. V.255. -P.80-86.

73. Р.В.Смирнов. Проблемы и перспективы развития приборов на МДП-структурах // Микроэлектроника и полупроводниковые приборы.М.: Радио и связь. 1978.

74. А.Милне, Д.Фойхт. Гетеропереходы и переходы металл-полупроводник // М.:Мир. 1975.

75. А.Н.Зайдель. Основы спектрального анализа//М.: Физматгиз. 1965.

76. М.Д.Аксененко, М.Л.Бараночников. Приемники оптического излучения // М.: Радио и связь. 1987. С.61.

77. С.А. Гаврилов, А.И Белогорохов, Л.И.Белогорохова. Механизм кислородной пассивации пористого кремния в растворах HF : НС1 : С2Н5ОН // Физ. и техн. полупроводн. 2002. Т.36. - С. 104-108.

78. Ю.А. Уханов. Оптические свойства полупроводников // М.: Наука. 1997. С. 252.

79. Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц. Квантовая механика // М.:Физматгиз.1963.

80. В.В.Соболев, С.А.Алексеева, В.И. Донецких. Расчеты оптических функций полупроводников по ссотношениям Крамерса-Кронига // Кишинев : Штиница. 1976.-С.42.

81. О. Belmont, С. Faivre, D. Bellet and Y. Brechet. About the origin and the mechanisms involved in the cracking of highly porous silicon layers under capillary stresses // Thin Solid Films. 1996. V.276. -P.219-222.

82. H. W. Lau, G. J. Parker and R. Greef. High aspect ratio silicon pillars fabricated by electrochemical etching and oxidation of macroporous silicon // Thin Solid Films. 1996.- V.276.-P.29-31.

83. L. M. Peter, D. J. Riley and R. I. Wielgosz. An in-situ method of monitoring the surface area of porous silicon // Thin Solid Films. 1996. V.276. - P. 61 -64.

84. Д.Т.Ян, Н.Г.Галкин. Оптическая спектроскопия и оптические свойства неокисленного и окисленного пористого кремния // III Региональная научная конференция. Тезисы. Благовещенск.2002. С. 152-154.

85. Г. Хасс, Р.Э. Тун. Физика тонких пленок // М.: Мир. 1970. Т.4.- С.34.

86. L.N.Dinh, L.L.Chase, M.Balooch and F. Wooten. Optical properties of passivated Sinanocrystals and SiOx nanoclusters // Phys. Rev.B. 1996. V.54. -N.7.- P. 50295037.

87. Handbook of Optical Constants of Solids // Ed. by D.E.Palik. New York. 1985.

88. T.S.Moss, G.I.Burrel, B.Ellis. Semiconductor Opto-electronics // Butterworth Publisher. 1973. -P.328.

89. Г. Хасс, Р.Э. Тун. Физика тонких пленок // М.: Мир. 1970. Т.8.- С.62.

90. Р. Смит. Полупроводники // М.: Мир. 1982. С. 558.

91. Н.Г Галкин, Д.Т.Ян. Электронная структура и процессы люминесценции в анодно окисленных слоях пористого кремния // YI Региональная конференция по физике полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалов. Тезисы. 2002. Владивосток. С.45.

92. V. Ranjian, V.A. Singh, G.C.John. Effective exponent for the size dependance of luminescence in semiconductor nanocrystallites // Phys. Rev. B. 1998. V. 58. -N.3.-P. 1158-1161.

93. J. Zeman, M. Zigone, G. Martinez, G. L. J. A. Rikken, P. Bordet and J. Chenavas On the origin of the porous silicon luminescence // Thin Solid Films. 1995. V.255.- P.35-38.

94. G. Amato, L. Boarino, N. Brunetto, A. M. Rossi and A. Parisini. Investigation of the non-radiative processes in porous silicon // Thin Solid Films. 1996. V.276. -P. 51-54.

95. L. M. Peter, D. J. Riley, R. I. Wielgosz, P. A. Snow, R. V. Penty, I. H. White and E. A. Meulenkamp. Mechanisms of luminescence tuning and quenching in porous silicon // Thin Solid Films. 1996. Y.276. - P.123-129.

96. H.Tamura, M.Riickschloss, T.Wirschem and S.Vepek On the possible origin of the photoluminescence from oxidized nanocrystalline silicon // Thin Solid Films. 1995. -V.255.-P. 92-95.

97. P. Deak, Z. Hajnal and J. Miro. Recombination with larger than bandgap energy at centres on the surface of silicon micro structures // Thin Solid Films. 1996. V.276. -P.290-292.

98. S. С. Bayliss, D. A. Hutt, Q. Zhang, P. Harris, N. J. Phillips and A. Smith. Structural study of porous silicon // Thin Solid Films. 1995. Y.255. - P.128-131.

99. С.Г Дмитриев, Ю.В. Маркин. Проявление процесса денейгрализации подвижного заряда в SiC>2 при спектроскопии границы раздела кремний-окисел // Физ. и техн. полупроводн. 1998. Т.32. - С. 1445-1449.

100. А.Н. Образцов, В.Ю. Тимошенко, X. Окуши, Х.Ватанабе. Сравнительное исследование оптических свойств пористого кремния и оксидов SiO и Si02 // Физ. и техн. полупроводн. 1999. Т.ЗЗ. - С.322-326.

101. Д.Т. Ян и Н.Г. Галкин, Электронная структура и процессы люминесценции в анодно окисленных слоях пористого кремния, Тезисы VI конференции по физике полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалов, Владивосток, 2002, С. 45-50.

102. А.Н. Образцов, В.А. Караванский, X. Окуши, Х.Ватанабе. Поглощение света и фотолюминесценция пористого кремния // Физ. и техн. полупроводн. 1998. -Т.32. С.1001-1005.

103. С.Н. Кузнецов, В.Б. Пикулев, А.А. Сарен, Ю.Е. Гардин, В.А. Гуртов. Возбуждение люминесценции пористого кремния при адсорбции молекул озона // Физ. и техн. полупроводн. 2001. Т.35. - С.604-608.

104. Hiroyuki Mizuno, Hideki Koyama and Nobuyoshi Koshida. Photo-assisted continuous tuning of photoluminescence spectra of porous silicon // Thin Solid Films. 1997. V.297. - P.61-63.145

105. М. Fried, H. Wormester, E. Zoethoul. T.Lohner, O.Polgar, I.Batsony. In situ spectroscopic investigation of vacuum annealed and oxidized porous silicon layers // Thin Solid Films. 1998. V.313-314. - P. 459-463.

106. L. M. Peter, D. J. Riley and R. I. Wielgosz. An in-situ method of monitoring the surface area of porous silicon // Thin Solid Films. 1996. N216. - P. 61-64.

107. M. Schoisswohl, H. J. von Bardeleben, V. Bratus and H. Miinder. Defects in luminescent and non-luminescent porous Si //Thin Solid Films. 1995. V.255. -P.163-166.

108. K.C. Журавлев, А.Ю. Кобицкий. Рекомбинация автолокализованных экситонов в нанокристаллах кремния, сформированных в оксиде кремния // Физ. и техн. полупроводн. 2001. Т.З5. - С. 1254-1257.

109. R.Ferraro, K.Krishnan. Practical Fourier Transform Infrared Spectroscopy // San Diego. Academic Press. 1990.

110. J. Wang, B. Zou and M.A. El-Sayed. Comparison beetwen Fourier-transform infrared spectra of aged porous silicon and amorfous silicon dioxide films on Si(100) surface // J. Mol. Struct. 1999. V.508. - P.87-96.