Казахского государственного женского педагогического университета
жүктеу/скачать 6,41 Mb. Pdf көрінісі
|
| Қазақ мемлекеттік қыздар педагогикалық университетінің Хабаршысы № 1 (77), 2019
83 поверхность покрывается пирамидальными выступами большого количества и высоты. Если время предварительного термоотжига образца увеличить до 60 минут, дальнейшее лазерное воздействие приводит к постепенному сглаживанию выступов, уменьшению термоокисленных участков поверхности, и постепенно остаются только небольшие островки пирамидальных выступов (рис. 3). Если при малом времени предварительного термоотжига лазерное воздействие убыстряет процесс термоокисления с образованием на поверхности диоксида кремния, то при 60-минутном термоотжиге лазерное облучение приводит к началу плавления оксидной пленки и ее испарению, что также влияет на изменение структуры образца. Ведь лазерный отжиг поверхностных слоев – один из наиболее результативных способов активации тонких материалов [10]. Этот вид отжига связан также с локальным расплавлением активируемого обьема или поверхности образца, при котором происходит кристаллизация с возрастанием коэффициента диффузии основных примесей, приводящих к их высокой активизации и получению бездефектных слоев. Поскольку центрами адсорбции газов на реальной поверхности кремния являются, как правило, дефекты, то их увеличение после термообработки и последующего лазерного воздействия должно приводить к увеличению чувствительности структур поверхностного слоя к кислороду, природа появления которого разнообразна. Изменение слоев окисла, его рост и уменьшение показывает, что рост толщины слоев 2 SiO с увеличением времени предварительного термоотжига и последующего действия лазерного луча является следствием увеличения скорости окисления, а уменьшение толщины оксидного покроя разложением 2 SiO и последующим испарением. На рисунке 2 представлены также АСМ изображение образцов кремния после термоотжига С 0 600 . В начальный момент отжига (10 минут) поверхность образцов имеет однородную структуру с наибольшими пирамидальными выступами по всей поверхности исследуемого образца. При увеличении времени термоотжига (30 минут) поверхность транформируется в более мелкие образования по фазовому составу. Низкая величина среднеквадратичной шероховатости и отсутствие кристаллических образований указывают на аморфизацию поверхности кремния в процессе термоокисления. При увеличении продолжительности термобработки (60 минут) размеры пирамидальных выступов сглаживаются, а в некоторых местах поверхности обнаруживаются объединения этих образований. Таким образом, можно предположить, что по мере увеличения времени термоотжига образца, увеличивается образование 2 SiO на поверхности кремния и соответственно увеличение диффундирующих к поверхности атомов кислорода, которые активно вступают с Si в химическую реакцию. С другой стороны, нагрев и высокая концентрация дефектов приводят к деформации и образованию объединенных пирамидальных выступов по всей поверхности (рисунок 2). Рассматривая окислительный процесс поверхности, мы видим, что поверхность Si представляет сложную структуру не только 2 SiO Si [11], но и то, что инжектированный заряд в слое диэлектрика [12], роль которого играет адсорбат, может существенно повлиять на туннелирование носителей через окисный слой, когда поверхность работает в режиме обогащения. В процессе предварительного термоотжига при С 0 600 и различном времени термообработки образца, последующее лазерное воздействие приводит к появлению на поверхности образца однородной структуры с небольшими островками и пирамидальными выступами. В последующем поверхность начинает трансформироваться по форме в неоднородные, по фазовому составу, образования. Оксидные островки и пирамидальные выступы и местами появившиеся иглы неоднородны, по размерам и расположению по поверхности (рис. 3). Қазақ мемлекеттік қыздар педагогикалық университетінің Хабаршысы № 1 (77), 2019 84 Рис. 3 - АСМ изображение поверхности кремния после термоотжига ( С 0 600 ) и воздействия лазерного излучения ( 60 t минут) По мере увеличения продолжительности термообработки и последующего лазерного воздействия их число и размеры увеличиваются. Эти образования являются островками . 2 SiO При изотермической обработке поверхность определяется дислокациями, появление и движение которых обусловлено наличием термических напряжений в кремнии. После непрырывного лазерного воздействия в течение 60 минут морфология образцов, термообработанных предварительно при температуре С 0 600 в зависимости от продолжительности обработки, меняется. Степень шероховатости постепенно увеличивается, при этом увеличиваются в размерах по высоте и по площади пирамидальные выступы. Если рассмотреть появление и рост слоев окисла, то, как показывают результаты наших исследований [13], наряду с образованием 2 SiO появляется оксид кремния ). (SiO Причем, их появление замечено только на предварительно термоотожженном образце, начиная с 30 до 120 минут, тогда как 2 SiO присутствует постоянно. Можно полагать, что появление и небольшой рост SiO в этом интервале времени отжига и последующего лазерного воздействия связаны с разложением 2 SiO на SiO и далее на Si и , O которые затем экстрагируются в окружающую среду. жүктеу/скачать 6,41 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|