Казахского государственного женского педагогического университета
Результаты эксперимента и их обсуждение
жүктеу/скачать 6,41 Mb. Pdf көрінісі
|
| Результаты эксперимента и их обсуждение
Анализ содержания кремния, образовавшегося на поверхности его оксида, показывает, что по мере увеличения времени и температуры термоотжига в рассматриваемом интервале температур (200, 400, 600°С) и времени (10 до 360 минут) образование оксидной пленки на поверхности образца достигает своего наибольшего значения в первые 60 минут, далее скачками (120 и 360 минут), увеличивая площади образования оксидов и отдельные объемы пирамидальных оксидных выступов на поверхности кремния. Исследование зависимости выхода кислорода на поверхность образца [8] показал, что наибольшее его число соответствует 60-минутному прогреву кремния. Увеличение концентрации кислорода до 60-минутного термоотжига и соответственно увеличение образовавшегося диоксида кремния (Рис.1) объясняется тем, что в первые 60 минут образовавшийся на поверхности кислород активно вступает в реакцию с кремнием, образуя диоксид кремния. Рис.1. Изменение процентного содержания диоксида кремния в зависимости от температуры и времени предварительного отжига Известно, что как атомы кислорода, так и атомы углерода распределяются в кристалле в полосчатую картину. Полосы с повышенной концентрацией кислорода являются также областями зарождения дефектов при термической обработке кристалла. Кислород может находиться также в межузельном положении, так и образовывать активные комплексы, и зависимость коэффициента диффузии атомов кислорода в кремнии от 0 Т носит аномальный характер. Не исключено также, что на состояние атомов кислорода в кремнии оказывает влияние и дислокация. Растворенные в кремнии атомы кислорода увеличивают размеры кристаллической решетки. Однако, при наших условиях термоотжига образцы термонапряжения в кристалле практически отсутствуют и образование оксидной пленки на поверхности образца за счет дуффузии кислорода не оказывает заметного влияния на структуру Si . Непрерывное лазерное излучение, действующее на предварительно термоотожженный образец в течение 60 минут, приводит к уменьшению числа атомов кремния кристаллической решетки, тогда как в этих интервалах времени наблюдается увеличение образования оксидного слоя и других преципитатов. Морфология поверхности образцов кремния по данным АСМ при температурной обработке 200 и 400 С 0 и длительности до 60 минут имеют однородную структуру с несколькими пирамидальными выступами по всей поверхности исследуемого образца и мелкими образованиями по фазовому составу (рисунок 2). Отсутствие кристаллических образований, указывающее на аморфизацию поверхности при термоокислении, сглаживании пирамидальных Қазақ мемлекеттік қыздар педагогикалық университетінің Хабаршысы № 1 (77), 2019 82 выступов, процессов объединения, приводящих к большим образованиям, указывающим на образование островков оксидов кремния - результат при длительном термоотжиге образца. а) в) с) Рис. 2. АСМ изображение кремния при различном термоотжиге: а- С 0 200 , в- С 0 400 , с- С 0 600 ( 60 t минут) Замечено, что 60-минутный термоотжиг кремния приводит к максимальному образованию 2 SiO на поверхности образца, происходят сдвиговые напряжения, а также концентрация точечных дефектов и их градиенты могут привести к реализации условий для появления дислокаций и их роста [9]. Нагрев и высокая концентрация точечных дефектов приводит к деформации и образованию объединенных пирамидальных выступов больших размеров на поверхности. Анализ АСМ изображений морфологии поверхности образцов Si при лазерном воздействии после предварительной 10 минутной температурной обработки показывает, что лазерное облучение вызывает увеличение образования на поверхности кремния ее диоксида, |