Особенности электронно-энергетической и атомной структуры и фотолюминесценции пленок SiOx имплантированных углеродом тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, кандидат наук Спирин, Дмитрий Евгеньевич

• Спирин, Дмитрий Евгеньевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Спирин, Дмитрий Евгеньевич

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1.Кремний как основной материал микро-, нано- и оптоэлектроники

1.2.Материалы на основе нанокристаллического кремния, их получение и свойства

1.2.1. Пористый кремний

1.2.2. Нанопорошки кремния

1.2.3. Нанокристаллы кремния в аморфной матрице

1.2.4. Многослойные структуры с нанокристаллическим кремнием

1.3. Ионное легирование слоев 8Ю2

1.4. Импульсно фотонный отжиг как альтернатива термического отжига при формировании нанокристаллов кремния

1.5. Особенности исследования плотности свободных состояний в зоне проводимости наностуктурированных систем

1.6. Выводы и постановка задач исследования

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ 8Ю2:МС-81/81 СТРУКТУР И МЕТОДЫ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Формирование нанокристаллов кремния из нестехиометрического оксида кремния

2.2. Ионная имплантация углерода в 8ЮХ

2.3. Термический и импульсно-фотонный отжиг пленок 8ЮХ

2.4. Методы исследования наноструктур

2.4.1. Рентгеновская эмиссионная спектроскопия

2.4.2. Рентгеновская дифракция

2.4.3. Спектроскопия рентгеновского поглощения

2.4.4. Просвечивающая электронная микроскопия и микродифракция

2.4.5. Фотолюминесценция

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИМПЛАНТАЦИИ УГЛЕРОДА НА ФАЗОВЫЙ СОСТАВ, ЭЛЕКТРОННУЮ СТРУКТУРУ И ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЮ СИСТЕМ 8Ю2:Ж>81/81 ПОСЛЕ ПРОВЕДЕНИЯ ТЕРМИЧЕСКОГО ОТЖИГА

3.1. Рентгенодифракционные исследования роста нанокристаллов кремния в матрице БЮг после термического отжига

3..2.Влияние имплантации на структурно-морфологические особенности пленок 8ЮХ

3.3.Исследования электронно-энергетического спектра валентной зоны и зоны проводимости в слоях 8ЮХ на 81(111) и 81(100), имплантированных углеродом, с последующим термическим отжигом

3.4.Влияние имплантации углерода на фотолюминесценцию пленок 8Ю2:пс-8Щ111)

ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОКРИСТАЛЛОВ КРЕМНИЯ И КАРБИДА КРЕМНИЯ ПОСЛЕ ИМПЛУЛЬСНО-ФОТОННОГО ОТЖИГА ПЛЕНОК 8ЮХ, ИМПЛАНТИРОВАННЫХ УГЛЕРОДОМ

4.1. Влияние ИФО отжига на структурно-морфологические особенности пленок 8ЮХ, имплантированных углеродом

4.2. Исследования электронно-энергетического спектра валентной зоны и фотолюминесценция систем 8Юх/81 после ИФО отжига

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

a-Si аморфный кремний

c-Si кристаллический кремний

por-Si пористый кремний (ПК)

Si кремний

SÍO2 диоксид кремния

SiOx субоксид кремния

SiC карбид кремния

XANES рентгеновская спектроскопия вблизи края поглощения

XPS фотоэлектронная спектроскопия

ИК инфракрасный

ИФО импульсно-фотонный отжиг

КТ квантовая точка

КВ квантовый выход

МОП металл-оксид-полупроводник

НК нанокристалл

ОКР область когерентного рассеяния

ПЭМ просвечивающая электронная микроскопия (ТЕМ)

СИ синхротронное излучение

ТППЭМ темнопольная ПЭМ

УМРЭС Ультрамягкая рентгеновская электронная микроскопия (UXSES)

ФЛ фотолюминесценция (PL)

ЭФПЭМ ПЭМ с фильтрацией по энергии

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Особенности электронно-энергетической и атомной структуры и фотолюминесценции пленок SiOx имплантированных углеродом»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Актуальность данной работы в немалой степени связана с тем, что бурный рост производительности процессоров и систем на их основе в последнее время начал замедляться. Одна из основных причин этого замедления связана с тем, что уменьшение ширины подзатворного диэлектрика, отвечающего за скорость срабатывания транзистора, уперлось в свой технологический и физический предел, когда начинает превалировать эффект туннелирования электронов сквозь слой диэлектрика. Поэтому на сегодняшний день остро стоит задача поиска качественно новых подходов для дальнейшего наращивания производительности современных вычислительных устройств. Сейчас степень интеграции электронных устройств настолько высока, что роль задержек на металлических соединений начинает играть определяющую роль в скорости работы всего комплекса оборудования. Замена электрических соединений на оптические, где в одном монолитном устройстве будет реализованы функции генерации, передачи и приема оптических сигналов может дать качественный скачок в дальнейшем развитии полупроводниковой промышленности.

Самым дешевым способом решения данной задачи является создание приемников и генераторов излучения в рамках планарной кремниевой технологии. Но сдерживающим моментом в данном подходе является низкий выход люминесценции кремния как непрямозонного полупроводника. Уменьшение размеров кристаллов кремния до единиц нанометров и встраивание их в диэлектрическую матрицу превращает кремний в совершенно новый объект с высоким квантовым выходом люминесценции и сдвигом ее максимума в видимую и ближнюю ИК - область.

Один из способов получения нанокристаллов (НК) кремния в диэлектрической матрице является термический отжиг нестехиометрического оксида кремния 8ЮХ (где х<2). Данный метод выделяется на фоне других своей простотой и возможностью управлять структурно-морфологическими свойствами НК кремния. Минусом данной

ъ 4

технологии является неконтролируемый рост НК в процессе термического отжига.

Имплантация ионов углерода в пленки 8Юг может препятствовать разрастанию кластеров кремния путем сегрегации углерода на поверхности нанокристаллов с возможным образованием НК 8Ю, имеющих интенсивную люминесценцию в зеленой области. Таким образом, использование пленок 8Юг с НК кремния и карбида кремния может полностью перекрыть видимый диапазон излучения. Но пока убедительно доказать формирование карбида кремния и его влияние на рост НК 81 на сегодняшний день никому не удалось.

Неконтролируемый рост кластеров кремния в процессе достаточно длительного высокотемпературного отжига можно попробовать исключить путем замены термического отжига на импульсно фотонный отжиг (ИФО). Преимущество ИФО состоит в его скоротечности (время обработки ~ 1с) и хорошо себя зарекомендовало при восстановлении структур после ионного легирования.

Анализ состава и структуры нанообъектов представляет собой достаточно трудную задачу в силу малости размеров структурных элементов их составляющих. Поэтому, использование мягкой рентгеновской спектроскопии эмиссии (УМРЭС) и поглощения (ХАЫЕ8), чувствительных к локальному окружению излучающих и поглощающих атомов в сочетании с просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) и рентгеноструктурного анализа может позволить в значительной степени решить вопрос о составе и структуре нанообъектов.

Цель работы.

Изучить влияние имплантации С+ на фазовый состав, электронное строение и фотолюминесценцию пленок 8Юх/с-81 после термического или ИФО отжига.

Основные задачи работы:

1. Доказать формирование НК в аморфной матрице БЮг после имплантации углерода,оценить их средние размеры и выяснить возможность их преимущественной ориентации вдоль подложки 81(111) и 81(100).

2. Выяснить структурно-морфологические особенности формирования нанокристаллов кремния и возможность формирования НК карбида кремния внутри слоев 8Юх/81 после отжига.

3. Изучить влияние имплантации ионов углерода на электронно-энергетическое строение и фотолюминесцентные свойства пленок 8ЮХ.

4. Выяснить особенности формирования НК 81 и 8Ю и спектра фотолюминесценции при ИФО обработки слоев 8Юх/81, имплантированных углеродом.

Научная новизна работы:

1. Впервые показано, что ионная имплантация углерода и термический отжиг пленок 8Юх/81 приводит к перераспределению кремния вглубь пленки в сторону максимума распределения радиационных дефектов.

2. Показана преимущественная ориентация нанокристаллов кремния относительно плоскости подложки в диэлектрической матрице 8Ю2 на подложках кремния (111) и (100) после термического отжига.

3. Установлено, что после имплантации углерода и термического отжига в слоях 8Ю2 образуются два массива нанокристаллов кремния со средними размерами в единицы и десятки нанометров.

4. Обнаружено энергетическое смещение аномального эффекта взаимодействия электромагнитного излучения со структурой 8Юх:пс-81/с-81 после имплантация углерода и последующего отжига.

5. Впервые установлено, что импульсно фотонный отжиг слоев 8Юх/с-81, имплантированных углеродом, приводит к заметному образованию нанокристаллической фазы 8Ю и резкой перестройке спектра фотолюминесценции в видимую область.

Практическая значимость. Результаты, полученные в работе, могут быть использованы при оптимизации технологий формирования квантово -размерных структур на кремнии, обладающих люминесценцией с высоким квантовым выходом, а также при разработке методик контроля размеров нанокристаллов кремния в аморфной матрице.

Теоретическая значимость. Впервые показано, что формирование нанокристаллов кремния и карбида кремния в глубоких слоях матрицы ЭЮг может приводить к изменению плотности потока электромагнитного поля на ее поверхности при взаимодействии с рентгеновским излучением, длина волны которого сопоставима с размерами этих включений. Это явление создает дополнительные диагностические возможности для анализа структуры и морфологии подобных систем методом спектроскопии рентгеновского поглощения.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Отжиг при температуре 1100°С пленок 8Юх/81 после имплантации углерода приводит к формированию НК кремния, которые ориентируются вдоль подложки кремния (111) и (100).

2. Имплантация ионов углерода в пленки 8Юх/81 и последующий высокотемпературный отжиг приводят к перераспределению кремния, образующегося при разложении 8Ю, в область максимума залегания имплантированного углерода.

3. При ИФО обработке в пленках 8ЮХ, имплантированных углеродом, идет формирование нанокристаллов карбида кремния, что сопровождается яркой люминесценцией в видимом диапазоне от 460 до 800 нм.

4. Формирование нанокристаллов 81 и 81С в глубине пленки 8Ю2 может оказывать существенное влияние на интенсивность внешнего рентгеновского фотоэффекта, возникающего на поверхности пленки при воздействии

синхротронным излучением с энергией фотона близкой к энергии £2,з края поглощения кремния.

Апробация результатов работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: Международный молодежный научный форум «ЛОМОНОСОВ-ЗОЮ», «ЛОМОНОТОВ-2013» (Москва, 2010, 2013); Международная конференция "Кремний" (Н.Новгород, 2010, Москва, 2011); 12 Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике (С.Петербург 2010); Всероссийская школа-семинар студентов, аспирантов и молодых ученых по направлению "Диагностика наноматериалов и наноструктур" (Рязань, 2011); 12th international conference on electrón spectroscopy and structure (ICESS-12) (Saint-Malo, France, 2012); VI Всерос. Конф. «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах «ФАГРАН-2012» (Воронеж, 2012); XIII Международная научно-техническая конференция «Кибернетика и высокие технологии XXI века» (Воронеж 2012); 20-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика» (Зеленоград, 2013), XXI Всероссийская конференция «Рентгеновские и электронные спектры и химическая связь» (Новосибирск 2013).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 3 статьи в научных изданиях, рекомендованных ВАК для публикации результатов диссертационных работ, 2 статьи в сборниках трудов конференций и 7 тезисов докладов.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Объем диссертации составляет 108 страниц, включая 50 рисунков, 4 таблицы, список литературы, который содержит 116 наименований и список публикаций по теме диссертации.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Кремний как основной материал микро-, нано- и оптоэлектроники

Кремний является важнейшим элементом в современной микро и наноэлектроники. Свое особое положение кремний завоевал по ряду причин. В первую очередь это полупроводниковый материал. В чистом виде кремний имеет сравнительно низкую концентрацию свободных носителей 1,5-1010 см . Но введение в кристалл одного атома III или V группы привносит один носитель заряда, соответственно положительный (дырка) или отрицательный (электрон). Таким образом, концентрация свободных носителей может меняться в широких пределах от Ю10 до 1021 см"3. Благодаря хорошей диффузии легирующей примеси в кремнии можно создавать локальные области с дырочной (p-Si) или электронной проводимостью (я-Si), что является основой любого полупроводникового транзистора.

Кремний является вторым по распространенности элементом в земной коре, его содержание по разным данным составляет 27,6—29,5 % по массе. С технологической точки зрения он очень удобен, так как выдерживает высокие температуры, что важно при изготовлении микросхем. Кремний инертен в обычных условиях. Это связано с тем, что элементарный кремний на воздухе сразу реагируют с кислородом, и происходит пассивация наноразмерного слоя. Тогда нет необходимости искать специальные материалы для создания диэлектрических слоев. Собственный окисел БЮг прекрасно справляется с функциями изолятора и закрывающего слоя. Для повышения быстродействия микросхем и снижении потребляемой мощности используется технология КНИ - кремний на изоляторе. В качестве изолятора может быть использован как оксид кремния, так и эпитаксиально выращенный слой сапфира. Последний материал является радиационно-стойким и может быть использован в производстве элементной базы космической техники.

Но у кремния есть и недостатки при использовании в полупроводниковых устройствах. Это относительно небольшая подвижность

О О

носителей заряда (1500 см /(В-с) для электронов) и 600 см /(В-с) для дырок). Например у германия подвижность электронов 3900 см2/(В-с). Другая очень важная особенность, которая отрицательно сказывается на быстродействии интегральных схем, это задержки на металлических соединений. С ростом степени интеграции микросхем они начинает играть определяющую роль в скорости работы всего комплекса оборудования. Эту проблему можно решить заменой электрических соединений на оптические. Тогда возникает проблема в рамках одного техпроцесса объединить функции генерации, передачи и обработки электрических и оптических сигналов. Но для кремния это является трудно решаемой задачей. Это связано с непрямозонностью его электронно энергетического строения. Потолок валентной зоны в пространстве квазиимпульса не совпадет с дном зоны проводимости [1]. В таком случае, рекомбинация носителей заряда может происходить только с участием одного или нескольких фононов (в соответствие с законом сохранения импульса). Вероятность такого события крайне мала, поэтому более вероятен процесс безызлучательной рекомбинации подвижных носителей, например, на дефектах или ловушках. В результате таких процессов вся энергия идет на образование фононов.

Эту проблему можно решить разными способами. Самый простой, но на деле очень дорогой способ, это убрать по возможности центры безызлучательной рекомбинации. Так в работах [2,3] был получен эффективный светодиод с люминесценцией на 1,15 мкм длине волны. Для этого поверхность кремния была профилирована, а область под электроды имела очень маленькую площадь для минимизации потерь свободных носителей. Такой светодиод показал квантовый выход при комнатной температуре порядка 1%. В [4] была показана возможность межзонной рекомбинации в непрямозонных полупроводниках. На кремнии формировались дислокационные петли, создающие энергетические барьеры

благодаря механическим напряжениям. Таким образом, удалось ограничить диффузию возбужденных носителей от захвата безызлучательными центрами, что дало интенсивную люминесценцию и даже вынужденное излучение.

Сегодня наиболее популярным способом радикально улучшить люминесцентные свойства в рамках кремневой технологии является его наностуктурирование. Дело в том, что с уменьшением размеров кристаллов кремния свободные носители начинают себя вести подобно квантовому осциллятору. В таком случае идет размерное квантование уровней, и рекомбинация может происходить без участия фононов [1].

Другим, очень важным применением, вытекающим из квантоворазмерного ограничения нанокристаллов кремния, является хранение в них заряда. На таких системах возможно создание быстродействующих устройств энергонезависимой памяти. В настоящее время в качестве области хранения заряда в твердотельных запоминающих устройствах используют полевые транзисторы. Их затвор состоит из поликристаллического кремния, окруженный оксидом кремния и слой нитрида кремния, имеющий глубокие уровни [5]. В таких устройствах происходит инжекция горячих носителей или туннелирование по Фаулеру-Нордгейму через тонкий подзатворный оксид из области канала для записи информации и обратного туннулировании для ее стирания. Несмотря на бурное развитее этой технологии, у нее есть ряд ограничений. Подзатворный диэлектрик с одной стороны должен быстро и качественно переносить заряд при небольших напряжений работы, а с другой обеспечивать изоляцию заряда и долговременное его хранение. При частой работе транзистора, оксид деградирует, начинают появляться объемные и межфазные ловушки заряда. Эти и другие факторы ограничивают надежность, долговечность и дальнейшую интеграцию такого рода запоминающих устройств.

В качестве альтернативного варианта решения этих задач могут выступать массивы на основе нанокристаллов кремния. Т.к. нанокристаллы

кремния в пределе квантового размерного ограничения представляют собой квантовые точки [6], то их можно использовать для хранения распределенного заряда. Для этого нанокристаллы формируются в диэлектрике Si02 обычного МОП-транзистора. Такой подход обеспечивает надежное хранение данных за счет использования распределенного хранения заряда с одной стороны, и позволяет применять тонкие подзатворные диэлектрики с другой. Устраняется проблема возникновения токов утечки и деградации диэлектриков, которое имеет место в сплошных нитридных или кремниевых слоях. Тем самым уменьшается рабочее напряжение и увеличивается быстродействие устройств [7,8]. Размерное ограничение нанокристаллов кремния приводит к появлению эффекта дискретного резонансного туннелирования [9,10], которое несет в себе новые подходы при создании архитектуры запоминающих устройств.

1.2. Материалы на основе нанокристаллического кремния, их

получение и свойства

1,2.1. Пористый кремний

Пористый кремния является один из самых изученных материалов, содержащих нанокристаллы кремния. Впервые этот материал был получен 1956 году путем электрополировки пластин монокристаллического кремния. Изначально он использовался в качестве этапа формирования толстого диэлектрика в силовой электронике [11]. И только в 1990 годах после обнаружения интенсивной люминесценции в видимой области пористый кремний привлек широкое внимание ученых.

В настоящее время существует много методов получения нано и микропористого кремния. Но все они сводятся к тому, что путем всевозможных воздействий на поверхности монокристаллического кремния создается огромное количество пустот, как правило, произвольно ориентированных. Толщина стенок между порами может варьироваться в широких пределах вплоть до единиц нанометров. Стенки в свою очередь

также могут иметь поры. Таким образом, создается кораллоподобная структура.

Рис.1 ПЭМ изображение рог-81 с размером пор от 1,5 до 4.5 нм [12].

Пористый кремний получают химическим, электрохимическим, лазерным, а также многими другими типами обработки пластин. Наиболее отработанным методом получения ПК является анодное электрохимическое травление пластин монокристаллического кремния в электролитах на основе плавиковой кислоты. В качестве исходного материала используют пластины как р так и п типа проводимости разной степени легирования.

В процессе травления имеет место растворение кремния. И изначально нейтральные атомы переходят в раствор в виде положительно заряженных ионов. Изменяя плотность тока можно влиять и контролировать характерные размеры пор, толщину пористого слоя и другие характеристики образца. В результате такой обработки на поверхности кремния образуется очень сложная структура с развитой поверхностью. Эта поверхность содержит водородные и кислородные комплексы и огромное количество оборванных связей.

В процессе формирования ПК кремния происходит образование квантовых нитей с диаметром от единиц до сотен нанометров в зависимости от времени и метода обработки. Считается, что их образование ответственно за яркую люминесценцию в видимой части спектра [13].

Варьируя время травления ПК, а стало быть и величину пор можно управлять выходом люминесценции и ее положением (рис. 1.2).

1.4 1.6 1.8 2.0

1/, шкш

Рис. 1.2. Фотолюминесценция ПК при комнатной температуре после травления в растворе Ш\ Время травления: 1 - 1ч., 2 - 2ч., 3 - 6ч.

В [14] было замечено, что увеличение времени травления приводит смещению спектра люминесценции в видимую область при одновременном росте интенсивности. Этот эффект был интерпретирован на основе квантово-размерного ограничения нанокристаллов кремния в ПК.

Согласно теоретической модели, с уменьшением размеров нанокристаллов кремния происходит смещение потолка валентной зоны и дна зоны проводимости в пространстве квазиимпульсов, спрямление зон с одновременным увеличением ширины запрещенной зоны (рис.1.3)[15]. Эта модель хорошо согласуется с экспериментальными данными [16-19]. В работе [20] была замечена линейная зависимость интенсивности люминесценции возбуждающего излучения и экспоненциальная от

температуры (рис. 1.4). Для свободных электронов и дырок закон возрастания ФЛ должен быть квадратичным.

1 -1-1-1-1-1- о

О 10 30 50 Ь, А

Рис. 1.3. Ширина запрещенной зоны ПК в зависимости от диаметра квантовой нити кремния в рамках изотропной модели валентной зоны.

3

О

4

10

100/Т, к

0 4 8 12 16 20

Рис. 1.4. Зависимость интегральной интенсивности ФЛ ПК от температуры. Энергия активации по высокотемпературному участку - 73 мэВ.

Авторами делается вывод, что экситоны локализуются в нанокристаллах кремния и являются причиной яркой люминесценции в видимой части спектра.

Перестроение зонной структуры ПК в сравнении с монокристаллическим кремнием подтверждается данными ЦХ8Е8 и ХАКЕБ. Так в работе [23] в зависимости от пористости образца имел место сдвиг потока валентной зоны в область низких энергий на 0,55-0,7 эВ. В свою очередь зона проводимости сдвигалась на 0,1-0,4 эВ в область высоких энергий [24].

Синий сдвиг ФЛ может происходить не всегда, так в работе [21] увеличение пористости не отразилось на положении максимума ФЛ, а данные микрофотолюминесценции и микродифракции в [19,22] указывают, что светящиеся области имеют аморфную структуру.

Существует другая модель люминесценции ПК. Она основана на том, что ПК имеет очень развитую поверхность, которая пассивирована водородом в силу наличия его в составе травителя. На поверхности пор кремний находится в аморфном состоянии. Наличие связей а-БьН дает глубокие связанные состояния в валентной зоне и интенсивную люминесценцию. Так в работе [25] методом ЦХ8Е8 в ПК обнаруживается фаза аморфного кремния на ряду с кристаллическим. В противовес данной модели, в ряде работ показано, что в образцах ПК, дающих интенсивную люминесценцию, фаза аморфного кремния найдена не была [26,27].

Как уже ранее было сказано ПК обладает большой площадью поверхности с высокой долей оборванных связей, которые могут замещаться кислородом при выдержке на воздухе либо специально в атмосфере кислорода. Так при высоких температурах окисления (900 - 1100°С) на поверхности пор образуется аморфный слой 8ЮХ. Окисление ПК при низких температурах менее 700°С сильно подавляет ФЛ по сравнению с неокисленным ПК. Это объясняется формированием дефектной границы раздела между нанокристаллами кремния и 8ЮХ, насыщенной

безызлучательными Pb центрами. Увеличение температуры кислородной пассивации до 1100°С приводит к восстановлению ФЛ. В таких условиях возбужденные носители заряда локализуются на границе раздела Si/SiO, а рекомбинация в результате локальных колебаний полярных связей O-Si-O. На резонансных спектрах ФЛ это проявляется на сдвиге реплик на 135-140 мэВ [28]. Наличие границы раздела Si/Si02 может быть источником заметной люминесценции. Теоретические расчеты показывают, что для случая малых размеров НК имеет место рекомбинация носителей заряда на состояниях, соответствующих связям Si02. В таком случае имеет места два конкурирующих механизма люминесценции, обусловленных квантово-размерным ограничением носителей заряда и наличием границы раздела Si/Si02 [29]. В работе [30] проведен большой сравнительный анализ зависимости спектров люминесценции от размеров НК в свежеприготовленном КП. Показано, что с уменьшением средних размеров нанокристаллов кремния от 5 до 1 нм пик ФЛ сдвигается в интервале от 800 до 400 нм (рис. 1.5).

Energy (eV) Energy (eV)

3 2.5 2 1.5 3 2.5 2 1.5

• гН

СЯ

с

В

с

N

• 1-й

Я

о 2

Рис. 1.5. Спектры ФЛ при Т=300 К. (а) - при хранении в атмосфере Аг, (Ь) - после воздействия воздуха.

111 1 blue

green

/V yellow

— orange

a 1 1 — red Г4— 1

400 600 800 1000 Wavelength (nm)

400 600 800 1000 Wavelength (nm)

Такой сдвиг ФЛ в голубую область соответствует квантово-размерному механизму рекомбинации носителей заряда. При уменьшении размеров НК до 2,5 нм, роль поверхности возрастает и преобладающим механизмом рекомбинации становится захват свободных носителей на границе 81/8102. Это проявляется в неизменности положения пика ФЛ с дальнейшим уменьшением размеров НК.

Несмотря на интенсивную люминесценцию ПК и простоту его получения, этот материал обладает очень нестабильными свойствами во времени. Из-за развитой поверхности ПК подвержен внешним воздействиям, что проявляется в деградации («старении») материала на атмосфере или в условиях освещения. В ряде работ было показано, что ПК, полученный электрохимическим травлением при различных условиях, обладает крайне нестабильными люминесцентными свойствами [31-34]. Со временем

Рис. 1.6. Спектры ФЛ образцов ПК, выдерженных на воздухе (а) и в вакууме (Ь), измеренные сразу после изготовления (1 и 2), через 7 дней (3 и 4) и через 10 дней (3* и 4*), при возбуждении лазером с длиной волны А,=490 нм (кривые 2, 4 и 4*) и X =337 нм (кривые 1, 3 и 3*) [32].

Авторы связывают деградацию спектров люминесценции с естественным окислением поверхности пор и уменьшением излучательных переходов в кремниевых наностолбиках, составляющих основу ПК.

1.2.2. Нанопорошки

Изучение свойств нанопоршков кремния является важным методическим аспектом в понимании механизмов люминесценции и структурно фазовых превращений материалов на основе НК.

Самый распространенный способ получения нанопорошков является метод газофазного осаждения с использованием силана 81Н4. Осаждение кремния происходит в процессе разложения силана на подложках с плохой адгезией. Нанопорошки представляют собой сферические ядра нанокристаллического кремния, покрытых аморфной оксидной оболочкой [36]. Иногда ядра могут быть частично аморфными [38].

Как и для случая ПК, нанопорошки имеют развитую поверхность с большим количеством оборванных связей. Окисление порошков приводит к «залечиванию» безызлучательных дефектов на поверхности НК и резкому росту люминесценции в красной области спектра [35]. В этой же работе была показана размернозависимая люминесценция нанопорошков кремния в красной области (рис. 1.6). ФЛ росла, в то время как ее максимум слабо менялся с размером. Авторами была замечена большая степень разупорядочения внутри объема НК. Вклад фононов решетки кремния на спектрах резонансной ФЛ практически не наблюдался. Авторы предположили, что рост ФЛ с уменьшением размера частиц связан с рекомбинацией экситонов, захваченных на энергетических уровнях в хвостах плотности состояний разупорядоченной поверхности [35,37] или дефектной оболочке 8ЮХ [36]. В работе [39] рекомбинация через состояния на границе 81/8Юх отождествляется с малостью размеров НК, где граница раздела играет большую роль. Для случая более крупных НК наибольший вклад авторы отдают квановоразмероному механизму рекомбинации.

PHOTON ENERGY (eV)

Рис. 1.6. Спектры ФЛ нанокристаллов полученные при Т=300 К лазером на длине волны 335 нм. Средний диаметр частиц: #1-7 нм, #2-10 нм, #3-13.3 нм.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Спирин, Дмитрий Евгеньевич, 2013 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Pavesi, L. Routes toward silicon-based lasers / Lorenzo Pavesi // Materials Today. - 2005. - January. - P. 18-25.

2. Zhao, J. High-efficiency optical emission, detection, and coupling using silicon diodes / J. Zhao, M. A. Green, A. Wang // J. Appl. Phys. - 2002. -Vol.92, №6. - P.2977-2979.

3. Efficient silicon light-emitting diodes / M.A. Green, J. Zhao, A. Wang, P.J. Reece, M. Gal // Nature. - 2001. - Vol.412. - P.805-808.

4. Trupke, T. Optical gain in materials with indirect transitions / T. Trupke, M.A. Green, P. Wurfel // J. Appl. Phys. - 2003. - Vol.93, №11. - P.9058-9061.

5. De Blauwe, J. Nanocrystal nonvolatile memory devices / Jan De Blauwe // IEEE Trans. Nanotechnology. - 2002. - Vol.1., №1. - P.72-77.

6. Volatile and nonvolatile memories in silicon with nano-crystal storage / S. Tiwari, F. Rana, K. Chan, H. Hanafi, C. Wei, D. Buchanan // IEEE Int. Electron Devices Meeting Tech. Dig. - 1995. -P.521-524.

7. Control of tunnel oxide thickness in Si-nanocrystal array memories obtained by ion implantation and its impact in writing speed and volatility / O. Gonzalez-Varona, B. Garrido, S. Cheylan, A. Perez-Rodriguez, A. Cuadras, J.R. Morante // Appl. Phys. Lett. - 2003. - Vol.82, №13 - P.2151- 2153.

8. Silicon nanocrystal memory devices obtained by ultra-low energy ion-beam synthesis / P. Dimitrakis [et al.] // Solid-State Electronics. - 2004. - Vol.48. -P.1511-1517.

9. Boeringer, D.W. Avalanche amplification of multiple resonant tunneling through parallel silicon microcrystallites / D.W. Boeringer, R. Tsu // Phys. Rev. В. - 1995.-Vol.51, №19. -P.13337- 13343.

10. Кулоновское блокирование проводимости плёнок SiOx при одноэлектрон-ной зарядке кремниевой квантовой точки в составе цепочки электронных состояний / М.Д. Ефремов, Г.Н. Камаев, В.А. Володин, С.А. Аржанникова, Г.А. Качурин, С.Г. Черкова, А.В.

Кретинин, В.В. Малютина-Бронская, Д.В. Марин // ФТП. - 2005. -Т.39, №8. - С.945-952.

11. A. Uhlir, // Bell Syst. Tech. J. - 1956. - Vol.35. - P.333.

12. High-efficiency visible photoluminescence from amorphous silicon nanoparticles embedded in silicon nitride / Y. Q. Wang, Y. G. Wang, L. Cao, and Z. X. Cao // Applied Physics Letters, Vol. 83, No. 17, pp. 3474-3476, 27 October 2003

13. Бреслер M.C. Физические свойства и фотолюминесценция пористого кремния / М.С. Бреслер, И.Н. Яссиевич // Физика и техника полупроводников. - 1993.- Т. 27, № 5. С. 871-883.

14. Canham L.T. Silicon quantum wire array fabrication by electrochemical and chemical dissolution of wafers / L.T. Canham // Appl. Phys. Lett. — 1990. -V.57, №10. - P. 1046-1048.

15. George C. John and Vijai A.Singh // Physical Review B. - i994. - V.50, №8. -P.5329 - 5334.

16. Андриянов A.B. Время-разрешенная фотолюминесценция пористого кремния/ A.B. Андриянов [и др.] // Физика и техника полупроводников.-1993.- Т.27, №.1 - С. 136-140.

17. Кашкаров П. К., Люминесценция пористого кремния / П. К. Кашкаров, В. Ю. Тимошенко // Журнал Природа, 1995, 12, с. 12-20.

18. George С. John. Theory of the Photoluminescence Spectra of Porous Silicon / George C. John , Vijai A.Singh // Physical Review B. - 1994. - V.50, №8. -P.5329 - 5334.

19. Hummel R.E., Chang S. // Appl. Phys. Lett. - 1992. - V.61, №16. - P. 1965 -1967.

20. Y. H. Xie, W. L. Wilson, F. M. Ross, I. A. Mucha, E. A. Fitzgerald, J. M. Mcaulay, and T. D. Harris, J. Appl. Phys. 71, 2403 (1992).

21. Андрианов A.B. Короткоживущая зеленая полоса и временная эволюция спектра фотолюминесценции пористого кремния./ А.В.Андрианов [и др.]// Письма в ЖЭТФ.- 1992.- Т.56, -С. 242.

22. Zangooie S. Microstructural control of porous silicon by electrochemical etching in mixed HC1 or HF solutions / S.Zangooie, RJansson, H.Arwin // Applied Surface Science - 1998. - V.136, - P. 123 - 130.

23. Qantum confinement effects in the soft X-Ray fluorescence spectra of porous silicon nanostructures / S. Eisebit, J. Liming, J.-E. Rubensson, T. van Buuren, S.N. Patitsas, T. Tiedje, M. Berger, R. Arens-Fischer, S. Frohnhoff and W. Eberhard // Solid State Communication. - 1996. - Vol.97, №7. - P.549-552.

24. Синхротронные исследования особенностей электронно-энергетического спектра кремниевых наноструктур / Э.П. Домашевская, В.А. Терехов, В.М. Кашкаров, Э.Ю. Мануковский, С.Ю. Турищев, С.Л. Молодцов, Д.В. Вялых, А.Ф. Хохлов, А.И. Машин, В.Г. Шенгуров, С.П. Светлов, В.Ю. Чалков // ФТТ. - 2004. - Т.46, №2. - С.335-340.

25. Determination of the phase composition of surface layers of porous silicon by ultrasoft X-ray spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy techniques / V.A. Terekhov, V.M. Kashkarov, E.Y. Manukovskii, A.V. Schukarev, E.P. Domashevskaya // J. Electron Spectr. and Rel. Phen. - 2001. - 114-116. -P.895-900.

26. Roy A., Chainani A., Sarma D.D. et al. // Appl. Phys. Lett. - 1992. - V.61, №14. -P. 1655-1657.

27. Образцов A.H. Сравнительное исследование оптических свойств пористого кремния и оксидов SiO и Si02 / A.H. Образцов, В.Ю. Тимошенко, X. Окуши, X. Ватанабе // ФТП. - 1999. - Т.ЗЗ, №3. - С. 322 -326.

28. Kanemitsu, Y. Resonantly excited photoluminescence from porous silicon: Effects of surface oxidation on resonant luminescence spectra / Y. Kanemitsu, S. Okamoto // Phys. Rev. B. - 1997. - Vol.56, №4. - P.R1696-R1699.

29. Two-peak photoluminescence and light-emitting mechanism of porous silicon / S.L. Zhang, F.M. Huang, K.S. Ho, L. Jia, C.L. Yang, J.J. Li, T. Zhu, Y. Chen, S.M. Cai, A. Fujishima, Z.F. Liu // Phys. Rev. B. - 1995. - Vol.51, №16. -P.l 1194-11197.

30. Electronic states and luminescence in porous silicon quantum dots: The role of oxygen / M.V. Wolkin, J. Jorne, P.M. Fauchet, G. Allan, C. Delerue // Phys. Rev. Lett. - 1999. - Vol.82, №1. - P. 197-200.

31. Peng L. Origin of the blue and red photoluminescence from aged porous silicon / Peng Li, Guanzhong Wang, Yurong Ma and Rongchuan Fang // Phys. Rev. B. - 1998. - V.58, №7. - P. 4057 - 4065.

32. Корсунская H.E. Два источника возбуждения фотолюминесценции пористого кремния / Н.Е. Корсунская, Т.В. Торчинская, Б.Р. Джумаев, Л.Ю. Хоменкова, Б.М. Булах // ФТП. - 1997. - Т.31, №.8. - С. 908 - 911.

33. Chang I.M. Study of the photoluminescence instability of porous silicon under light illumination / I.M. Chang, J.C. Fan, Y.F. Chen // Solid State Communication - 1996. - V.100, №3. - P. 157 - 162.

34. Fischer M. Long-time stability of photoluminescence in porous silicon / M. Fischer, B. Hillerich, F. Kozlowski // Thin Solid Films. - 2000. - 372. -P.209-211.

35. Visible photoluminescence from oxidized Si nanometer-sized spheres: Exciton confinement on a spherical shell / Y. Kanemitsu, T. Ogawa, K. Shiraishi, K. Takeda // Phys. Rev. B. - 1993. - Vol.48, №7. - P.4883-4886.

36. High-Yield Plasma Synthesis of Luminescent Silicon Nanocrystals / L. Mangolini, E. Thimsen, and U. Kortshagen // Nanoletters. - 2005. - Vol. 5, No.4. -P.655-659.

37. Kanemitsu, Y. Luminescence properties of nanometer-sized Si crystallites: Core and surface states / Yoshihiko. Kanemitsu // Phys. Rev. B. - 1994. -Vol.49, №23. - P.16845-16848.

38. Strong visible photoluminescence from hollow silica nanoparticles / Alban Colder, Friedrich Huisken, EnricoTrave, Gilles Ledoux, Olivier Guillois, С' ecile Reynaud, Herbert Hofmeister and Eckhard Pippel // Nanotechnology, Letter to the editor. - 2004. - Vol.15. - L.l-4.

39. Photoluminescence mechanism in surface-oxidized silicon nanocrystals / Y. Kanemitsu, S. Okamoto, M. Otobe, S. Oda // Phys. Rev. B. - 1997. -Vol.55, №12. - P.R7375-R7378.

40. Photoluminescence of size-separated silicon nanocrystals: Confirmation of quantum confinement / G. Ledoux, J. Gong, F. Huisken, O. Guillois, C. Reynaud // Appl. Phys. Lett. - 2002. -Vol.80, №25. - P.4834-4836.

41. Delerue, C. Theoretical aspects of the luminescence of porous silicon / C. Delerue, G. Allan, M. Lannoo // Phys. Rev. B. - 1993. - Vol.48, №15. -P.l 1024-11036.

42. Changes in the Electronic Properties of Si Nanocrystals as a Function of Particle Size / T. van Buuren, L. N. Dinh, L. L. Chase, W. J. Siekhaus and L. J. Terminello // Phys. Rev. Lett. - 1998. - Vol.80, №17. - P.3 803-3806.

43. Growth of Ge, Si, and SiGe nanocrystals in S02 matrices / J.G. Zhu, C.W. White, J.D. Budai, S.P. Withrow, Y. Chen // J. Appl. Phys. 1995. V. 78, № 7. P. 43864389.

44. Visible photoluminescence in Si+-implanted silica glass / T. Shimizu-lwayama, K. Fujita, S. Nakao, K. Saitoh, T. Fujita, N. ltoh // J. Appl. Phys. 1994. V. 75, № 12. P. 77797783.

45. Rinnert H., Vergnat M., Burneau A. Evidence of light-emitting amorphous silicon clusters confined in a silicon oxide matrix // J. Appl. Phys. 2001. V. 89, № l.P. 237243.

46. Optical properties of Si clusters and Si nanocrystallites in high-temperature annealed SiOx films / T. Inokuma, Y. Wakayama, T. Muramoto, R. Aoki, Y. Kurata, S. Hasegawa // J. Appl. Phys. 1998. V. 83, № 4. P. 22282234.

47. Philipp H.R. Optical and bonding model for non-crystalline SiOx and SiOxNy materials //J. Non-Cryst. Solids. 1972. V. 810. P. 627632.

48. Лейер А.Ф., Сафронов Л.Н., Качурин Г.А. Моделирование формирования нанопреци-питатов в Si02, содержащем избыточный кремний // ФТП. 1999. Т. 33, вып. 4. С. 389394.

49. Nucleation and growth of nanocrystalline silicon studied by ТЕМ, XPS and ESR / K. Sato, T. Izumi, M. Iwase, Y. Show, H. Morisaki, T. Yaguchi, T. Kamino // Appl. Surf. Sci. 2003. V. 216. P. 376381.

50. Formation, evolution and photoluminescence properties of Si nanoclusters / S. Boninelli, F. Iacona, G. Franzo, C. Bongiorno, C. Spinella, F. Priolo // J. Phys.: Condens. Matter. 2007. V. 19. P. 225003-(l-24).

51. Formation and evolution of luminescent Si nanoclusters produced by thermal annealing of SiOx films / F. Iacona, C. Bongiorno, C. Spinella, S. Boninelli, F. Priolo // J. Appl. Phys. 2004. V. 95, № 7. P. 37233732.

52. Разумов В.Ф. Курс лекций по синергетике. Часть 1. Черноголовка: ИПХФ РАН, 2002. 128 с. 22. Венгренович Р.Д., Гудыма Ю.В., Ярема С.В. Оствальдовское созревание наноструктур с квантовыми точками // ФТП. 2001. Т. 35, вып. 12. С. 14401444.

53. Венгренович Р.Д., Гудыма Ю.В., Ярема С.В. Оствальдовское созревание наноструктур с квантовыми точками // ФТП. 2001. Т. 35, вып. 12. С. 14401444.

54. Silicon Nanocrystals: Structural and Optical Properties and Device Applications / F. Iacona, G. Franzo, A. Irrera, S. Boninelli, M. Miritello, F. Priolo // В кн.: Silicon Nanophotonics. Basic Principles, Present Status and Perspectives / Ed. by L. Khriachtchev. Singapore, 2009. P. 149178.

55. Optical properties of passivated Si nanocrystals and SiOx nanostructures / L.N. Dinh, L.L. Chase, M. Balooch, W.J. Siekhaus, F. Wooten // Phys. Rev. B. 1996. V. 54, № 7. P. 50295037.

56. Electronic states and luminescence in porous silicon quantum dots: the role of oxygen / M.V. Wolkin, J. Jorne, P.M. Fauchet, G. Allan, C. Delerue // Phys. Rev. Lett. 1999. V. 82, № 1. P. 197200.

57. Fauchet P.M. Light emission from Si quantum dot // Materials Today. 2005. V. 8, № l.P. 2633.

58. Photoluminescence in amorphous Si/SiC>2 superlattices fabricated by magnetron sputtering / B.T. Sullivan, D.J. Lockwood, H.J. Labbe, Z.-H. Lu // Appl. Phys. Lett. 1996. V. 69, № 21. P. 31493151.

59. Lockwood D.J., Lu Z.H., Baribeau J.-M. Quantum Confined Luminescence in Si/Si02 Superlattices // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 76, № 3. P. 539541.

60. Lu Z.H., Lockwood D.J., Baribeau J.-M. Quantum confinement and light emission in Si02/Si superlattices //Nature. 1995. V. 378. P. 258260.

61. Silicon Nanocrystals. Fundamentals, Synthesis and Applications / Ed. by L. Pavesi, R. Turan. Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2010. 652 pp.

62. Nanocrystalline-silicon superlattice produced by controlled recrystallization / L. Tsybeskov, K.D. Hirschman, S.P. Duttagupta, M. Zacharias, P.M. Fauchet, J.P. McCaffrey, D.J. Lock-wood // Appl. Phys. Lett. 1998. V. 72, № 1. P. 4345.

63. Si rings, Si clusters, and Si nanocrystals - different states of ultrathin SiOx layers / L.X. Yi, J. Heitmann, R. Scholz, M. Zacharias // Appl. Phys. Lett. 2002. V. 81, № 22. P. 42484251.

64. Thermal crystallization of amorphous Si/Si02 superlattices / M. Zacharias, G. Biasing, P. Veit, L. Tsybeskov, K. Hirschman, P.M. Fauchet // Appl. Phys Lett. 1999. V. 74, № 18. P. 26142616.

65. Dynamics of stimulated emission in silicon nanocrystals / L. Dal Negro, M. Cazzanelli, L. Pavesi, S. Ossicini, D. Pacifici, G. Franzö, F. Priolo, F. Iacona // Appl. Phys. Lett. 2003. V. 82, № 26. P. 46364638.

66. Iacona F., Franzö G., Spinella C. Correlation between luminescence and structural properties of Si nanocrystals // J. Appl. Phys. 2000. V. 87, № 3. P. 12951303.

67. Effect of Ion Doping with Donor and Acceptor Impurities on Intensity and Lifetime of Pho-toluminescence from Si02 Films with Silicon Quantum Dots / A.N. Mikhaylov, D.I. Tetelbaum, V.A. Burdov, O.N. Gorshkov, A.I. Belov,

D.A. Kambarov, V.A. Belyakov, V.K. Vasiliev, A.I. Kovalev, D.M. Gaponova// J. Nanosci. Nanotechnol. 2008. V. 8. P. 780788.

68. Photoluminescence and free-electron absorption in heavily phosphorus-doped Si nanocrystals / A. Mimura, M. Fujii, S. Hayashi, D. Kovalev, F. Koch // Phys. Rev. B. 2000. V. 62, № 19. P. 1262512627.

69. О формировании нанокристаллов кремния при отжиге слоев Si02, имплантированных ионами Si / Г.А. Качурин, С.Г. Яновская, В.А. Володин, В.Г. Кеслер, А.Ф. Лейер, М.-О. Ruault // ФТП. 2002. Т. 36, вып. 6. С. 685689.

70. А.И. Белов, А.Н. Михайлов, Д.И.Тетельбаум // Физика и техника полупроводников, 2010, том 44, вып. 11

71. Intense blue emission from porous pSiC formed on C+implanted silicon LiangSheng Liao, XiMao Bao, ZhiFeng Yang, and NaiBen Min Citation: Appl. Phys. Lett. 66, 2382 (1995); doi: 10.1063/1.113990

72. Photoluminescence from P-SiC nanocrystals embedded in Si02 films prepared by ion implantation Dihu Chen a,b,c,*, Z.M. Liao a, L. Wang a, H.Z. Wang a, Fuli Zhao a, W.Y. Cheung b, S.P. Wong b Optical Materials 23 (2003) 65-69

73. Intense short-wavelength photoluminescence from thermal Si02 films coimplanted with Si and С ions J. Zhao, D. S. Mao, Z. X. Lin, B. Y. Jiang, Y. H. Yu et al. Citation: Appl. Phys. Lett. 73, 1838 (1998); doi: 10.1063/1.122299

74. Ion beam processing for Si/C-rich thermally grown Si02 layers: photoluminescence and microstructure L. Rebohlea,*, T. Gebela, H. Fro"bb, H. Reuthera, W. Skorupaa Applied Surface Science 184 (2001) 156-160

75. Комаров Ф.Ф. / Ионная и фотонная обработка // Мн: Белгородуниверситет. - Минск. - 1998. - 209 с.

76. 3. В. Джибути, Н. Д. Долидзе, Г. Л. Эристави. ЖТФ. 2008, 78, 135.

77. V. A. Volodin, М. D. Efremov, V. A. Gritsenko, S. A. Kochubei. Appl. Phys. Lett. 1998, 73, 1212.

78. Т. Т. Корчагина, В. А. Володин, В. N. Chichkov. ФТП, 2010,44,1660.

79. Г. А. Качурин, С. Г. Черкова, В. А. Володин, Д. В. Марин, М. Deutschmann. ФТП. 2008, 42, 181.

80. Румш М.А. К вопросу о применении вторичноэлектронных умножителей для изучения мягких рентгеновских спектров / М.А. Румш, А.П. Лукирский, В.Н. Щемелев // Изв. АН СССР. Сер. Физ. 1961. Т. 25. N 8. С. 1060 - 1065. !!!!!!! Надо заменить на Лукирский А.П., Зимкина Т.М. // Изв. АН СССР, сер. Физ. - 1964. - Т. 28. - С.765.

81. Gudat W. Close similarity between photoelectric yield and photoabsorption spectra in the soft X-ray range / W. Gudat, C. Kunz // Phys. Rev. Let. - 1972. -V. 29, N3.-P. 169-172.

82. Brown F.C. Extreme ultraviolet transmission of crystalline and amorphous silicon / F.C. Brown, O.P. Rustgi // Phys. Rev. Let. - 1972. - V.28, N 8. - P. 497 - 500.

83. Спектрограф-монохроматор рентгеновский PCM-500. / Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - Л:. НПО «Буревестник», 1970.

84. Шулаков А.С. Глубина генерации ультрамягкого рентгеновского излучения в Si02 и поверхность / А.С. Шулаков, А.П. Степанов // Физ. Хим. Тех.-1988.-№. 10-С. 146-148.

85. Тростянский С.Н. Электронное строение ионно-имплантированного и гидрированного кремния: дисс. : к-та физ.-мат. наук. / Тростянский С.Н. -Воронеж. 1990.

86. Wiech G. Electronic structure of amorphous SiOx:H alloy films by X-ray emission spectroscopy: Si K, Si L, and О К emission bands / G. Wiech, H.-O. Feldhutter, and A. Simunek // Phys. Rev. B. - 1993. - V. 47, N 12. - P. 69816989.

87. Терехов B.A. Локализованные состояния кристаллических и аморфных полупроводников по данным ультрамягкой рентгеновской спектроскопии / В.А. Терехов, Э.П. Домашевская // Известия Академии Наук СССР, Серия Физическая. - 1985. - Т. 49, № 8. - С. 1531 - 1534.

88. А.И. Машин, А.Ф. Хохлов, Э.П. Домашевская, В.А. Терехов, Н.И. Машин. // ФТП. - 2001. - Т.35, №8. - С. 995.

89. Румш М.А. К вопросу о применении вторичноэлектронных умножителей для изучения мягких рентгеновских спектров / М.А. Румш, А.П. Лукирский, В.Н. Щемелев // Изв. АН СССР. Сер. Физ. 1961. Т. 25. N8. С. 1060- 1065.

90. Зимкина Т.М. Ультрамягкая рентгеновская спектроскопия / Т.М. Зимкина, В.А. Фомичев // Изд-во ЛГУ. - 1971. - Ленинград. - С. 132.

91. Koningsberger D. С. X-Ray Absorption: Principles, Applications, Techniques of EXAFS, SEXAFS and XANES / Koningsberger D. C., Prins R. // Wiley. -1987-P. 688.

92. Stohr J. NEXAFS spectroscopy / J. Stohr // Springer. - 1996 - P. 403.

93. Bunker G. Introduction to XAFS. Cambridge University Press: Cambridge, 2010. 260 p.

94. Фетисов Г.В. Синхротронное излучение. Методы исследования структуры веществ / Г.В. Фетисов // Изд-во Физматлит. - 2007. -Москва. - С. 672.

95. Михайлин В. В. Синхротронное излучение / В. В. Михайлин, И.М. Тернов // Изд-во Знание. - 1988. - Москва. - С. 64.

96. http://www.src.wisc.edu/facility/list/Port_043.pdf.

97. http://www.src.wisc.edu/facility/list/Port_093 .pdf.

98. http://www.src.wisc.edu.

99. Kasrai M. Sampling depth of total electron and fluorescence measurements in Si L- and K-edge absorption spectroscopy/ M. Kasrai, W.N. Lennard, R.W. Brunner, G.M. Bancroft, J.A. Bardwell, K.H. Tan// Applied Surface Science. -1996.-V.99.-P. 303-312.

100. Сарычева И.Н. Янушевич O.O., Минаков Д.А. и др. // РФ Патент №: 2464549.-2011.-С.1-6.

101. Дифракционные исследования формирования нанокристаллов кремния в структурах SiOx/Si с ионной имплантацией углерода / В. А. Терехов, Д.

И. Тетельбаум, И. Е. Занин, К. Н. Панков, Д. Е. Спирин, А. Н. Михайлов, А. И. Белов, А. В. Ершов // Известия вузов. Материалы электронной техники. -2012. -N4. -С. 54

102. Терехов, В.А. Синхротронные исследования особенностей электронной и атомной структуры поверхностных слоев пленок оксида кремния, содержащих нанокристаллы кремния / В.А. Терехов, С.Ю. Турищев, К.Н. Панков, И.Е. Занин, Э.П. Домашевская, Д.И. Тетельбаум, А.Н. Михайлов, А.И. Белов, Д.Е. Николичев // Поверхность. - 2011. № 10. С.46-55.

103. Курлов, А.С. Определение размера частиц, микронапряжений и степени негомогенности в наноструктурированных веществах методом рентгеновской дифракции/ А.С. Курлов, А.И. Гусев // Физика и химия стекла. 2007. Т. 33, №3. С. 383-392.

104. Тогицкий, И.Э. Кристаллизация и термообработка тонких пленок // Минск. Наука и техника. -1976. С. 198-199.

105. Probing the transition layer at the Si02-Si interface using core level photoemission / G. Hollinger, F. J. Himpsel // Appl. Phys. Lett. 44 (1),1 January 1984, p. 93-95.

106. Nicollian E.H. MOS (metal-oxide-semiconductor) physics and technology // J. R. Brews. - New York: Wiley, 1984. - 760 P.

107. А.Н. Хоперский, В.А. Явна. Аномальное упругое рассеяние рентгеновского фотона атомом. Ростов-на-Дону, СКНЦ ВШ, 2002.

108. Zhang, Q. Blue photoluminescence and local structure of Si nanostructures embedded in Si02 matrices / Q. Zhang, S.C. Bayliss, D.A. Hutt // Appl. Phys. Lett. - 1995. - Vol.66, №15. - P.1977-1979.

109. Nature of visible luminescence and its excitation in Si-SiOx systems / L. Khomenkova, N. Korsunska, V. Yukhimchuk, B. Jumayev, T. Torchynska, A.V. Hernandez, A. Many, Y. Goldstein, E.Savir, J. Jedrzejewski // J. Lum. -2003. - Vol. 102-103. - P.705-711.

110. Kim К. Visible light emissions and single-electron tunneling from silicon quantum dots embedded in Si-rich Si02 deposited in plasma phase / Keunjoo Kim // Phys. Rev. B. - 1998. - Vol.57, №20. - P. 13072-13076.

111. Excitons in Si nanocrystals: Confinement and migration effects / J. Heitmann, F. Muller, L. Yi, M. Zacharias, D. Kovalev, F. Eichhorn // Phys. Rev. B. 2004. V. 69, № 19. P. 195309-(l-7).

112. Pavesi, L. Influence of dispersive exciton motion on the recombination dynamics in porous silicon // J. Appl. Phys. 1996. V. 80, № 1. p. 216225.

113. Intense short-wavelength photoluminescence from thermal Si02 films co-implanted with Si and С ions / J. Zhao, D.S. Mao, Z.X. Lin, B.Y. Jiang, Y.H. Yu, X.H. Liu, H.Z. Wang, G.Q. Yang // Appl. Phys. Lett. - 1998. - Vol.73, №13. -P.1838-1840.

114. Ion beam synthesis of C-based optically-active nanoclusters in silica / L.J. Mitchell, F.Naab, O.W. Holland, J.L. Duggan, F.D. McDaniel //J.Non-Crist.Solids. -2006. - V.352. -P.2562-2564.

115. White luminescence from Si+ and C+ ion-implanted Si02 films / A. Perez-Rodriguez, O.Gonzalez-Varona, B. Garrido, P. Pellegrino et al. // J. Appl. Phys. - 2003. - Vol.94, №1. -P.254-262.

116. Электронно-микроскопическое исследование структуры SiC/Si(lll), полученной методом твердовазной эпитаксии / JI.M. Сорокин, Н.В. Веселов, M.JI. Щеглов, А.Е. Калмыков, A.A. Ситникова, H.A. Феоктистов, A.B. Осипов, С.А. Кукушкин // Письма В ЖТФ, 2008, том 34, вып. 22, С. 88-94.