Ионный синтез нанокристаллов InSb на границе раздела Si/SiO2 в структурах кремний-на-изоляторе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Чжан Жонань

• Чжан Жонань
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Чжан Жонань

Введение

Глава 1. Свойства наночастиц ЛпБЬ в гетероструктурах на основе

кремния (литературный обзор)

1.1 Основные свойства кремния и антимонида индия

1.1.1 Кремний

1.1.2 Антимонид индия

1.2. Диффузия атомов 1п и БЬ в кремнии и диоксиде кремния

1.2.1 Диффузия 1п и БЬ в

1.2.2 Диффузия 1п и БЬ в БЮ2

1.3. Комбинационное рассеяние света в нанокристаллах синтезированных в и SiO2

1.3.1 Синтез нанокристаллов в кремнии

1.3.2. Синтез нанокристаллов в оксиде кремния

1.3.2.1. Ионно-лучевой синтез нанокристаллов 1пБЬ в БЮ2

1.3.2.2. Магнетронное напыление пленок БЮ2 с нанокристаллами 1пБЬ

Заключение к главе

Глава 2. Методика экспериментов

2.1. Подготовка образцов

2.1.1 Ионная имплантация и водородно-индуцированный перенос

2.1.2 Отжиг

2.1.3 Химическое травление

2.2 Электронная микроскопия и энергодисперсионная спектроскопия

2.3 Резерфордовское обратное рассеяние

2.4 Комбинационное рассеяние света

Глава 3. Пространственное распределение имплантированных атомов М

и Sb вблизи границы раздела Si/SiO2 после высокотемпературного

отжига КНИ структур

Заключение к главе

Глава 4. Свойства оптических фононов в нанокристаллах ионно-

синтезированных на границе раздела Si/SiO2

4.1 Свойства оптических фононов в структурах КНИ с областями Si и SiO2, имплантированными ионами М+ и Sb+, в зависимости от

температуры отжига

4.2 Свойства оптических фононов в структурах КНИ с областями Si и SiO2, имплантированными ионами М+ и Sb+, в зависимости от времени

отжига

Заключение к главе

Глава 5. Структурные свойства нанокристаллов синтезированных вблизи границы раздела Si/SiO2 КНИ структур

5.1 Структурные изменения в КНИ структурах, имплантированных вблизи границы раздела Si/SiO2 ионами М+ и Sb+, в зависимости от температуры отжига

5.2 Структурные изменения в КНИ структурах, имплантированных вблизи границы раздела Si/SiO2 ионами М+ и Sb+, в зависимости от времени отжига

Заключение к главе

Заключения и выводы

Благодарности

Список условных обозначений и сокращений

Список литературы

Список публикаций автора по теме диссертации

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Ионный синтез нанокристаллов InSb на границе раздела Si/SiO2 в структурах кремний-на-изоляторе»

Актуальность работы

С конца 1990-х годов коммерческое использование подложек типа кремний-на-изоляторе (КНИ) начало непрерывно увеличиваться и за последние два десятилетия они стали основой для создания сверхбольших интегральных схем (СБИС), все чаще заменяя объемные кремниевые подложки в современной кремниевой технологии, основанной на интеграции комплементарных транзисторов металл-оксид-полупроводник (КМОП) [1]. Изоляция приборного слоя от подложки кремния, а также улучшение изоляции между отдельными элементами позволили снизить паразитные емкости и добиться высокой скорости работы микросхем.

Однако, несмотря на все преимущества КНИ-структур, дальнейшее повышение скоростей переключения ИС и передачи сигнала в пределах одного кристалла за счет уменьшения размера активных компонентов достигло своего физического предела. В качестве возможного способа решения этой проблемы было предложено использовать гибридные подложки, состоящие из различных функциональных элементов, объединенных на единой кремниевой платформе. Создание гибридных ИС требует и создания многофункциональных материалов. В качестве таких материалов предлагаются низкоразмерные кристаллы соединений А3В5 [2-8]. Включение наночастиц соединений А3В5 в кремниевые гетероструктуры может стать способом создания оптических межсоединений на кремнии и, как следствие, значительно снизить паразитные емкости.

Из всех полупроводников А3В5 обладает самой высокой

подвижностью электронов, которая составляет около 80000 см2/Вс, что обеспечивает высококачественные характеристики МОП-устройств, а именно, позволяет увеличить проводимость канала транзистора и наклон подпороговых вольтамперных характеристик. Низкая эффективная масса электронов (0.015 то) и дырок (0,39 то) и высокая диэлектрическая

4

проницаемость (17.8) обеспечивают значительный квантово-размерный эффект [9-11]. Узкая прямая запрещенная зона (0.17 эВ) обеспечивает высокую квантовую эффективность в среднем инфракрасном диапазоне. Из-за эффекта квантового ограничения этот спектральный диапазон может быть расширен вплоть до видимой области. Узкая запрещенная зона является также причиной большого спин-орбитального расщепления в 1^Ь, что привлекательно для применений спинтроники [12].

Внедрение нанокристаллов в гетероструктуры на основе кремния является важной задачей, например, с точки зрения создания оптической связи между элементами интегральных схем. Однако, большое несоответствие постоянных решетки Si и 1^Ь, которое составляет 19 %, а также большая разница температур плавления Si и 1^Ь, делают эту задачу трудно выполнимой имеющимися методами. Большое рассогласование постоянных решетки Si и не позволяет проводить эпитаксиальный рост высококачественных нанокристаллов на кремнии. Для этого как правило используются промежуточные слои, но и в этом случае в выращенных слоях наблюдается высокая плотность дислокаций несоответствия, что приводит к ухудшению электрических и оптических свойств выращиваемых структур [13].

Разработка новых методов создания гетероструктур на основе кремния,

содержащих нанокристаллы 1^Ь, остается очень важной задачей. В ряде

работ использовалось осаждение из газовой фазы для формирования

нанокристаллических пленок на подложках кремния и кремний-на-

изоляторе [14-16]. Однако, разница в давлении паров 1п и Sb может достигать

примерно 6 порядков [17, 18], что создает проблемы при формировании

нанокристаллов со стехиометрическим составом. Метод магнетронного

радиочастотного распыления также использовался для создания

нанокристаллов на кремниевой подложке или в матрице SiO2 [19-22].

Пленки, полученные этим методом, имели низкую атомную плотность [23].

Это также повлияло на свойства нанокристаллов 1^Ь. Атомы в

5

наночастицах, созданных на кремниевой подложке методом радиочастотного магнетронного распыления путем одновременного распыления кварцевой мишени и образцов 1^Ь, имели меньшее координационное число по сравнению с координационным числом в объемном монокристалле [20]. Ионно-лучевой синтез, состоящий из ионной имплантации и высокотемпературного отжига, также использовался для синтеза нанокристаллов в кремнии и термически выращенных слоях диоксида кремния [24-29]. Преимущество этого метода заключается в первую очередь в его хорошей совместимости с имеющейся кремниевой технологией, поскольку ионная имплантация и высокотемпературный отжиг являются стандартными операциями этой технологии. Кроме того, этот метод обладает высокой прецизионностью. Он позволит создать нужный нанокристалл в нужном месте интегральной схемы и на необходимой глубине. Основная проблема ионного синтеза может быть связана с образованием радиационных дефектов, которые могут повлиять на зарождение и последующий рост нанокристаллов. Особенностью ионного синтеза нанокристаллов в

кремнии является высокая равновесная растворимость атомов 1п и Sb (>1.8*1018 см-3 [30] и >5х1019 см-3 [31] соответственно), а также высокие коэффициенты диффузии [32]. Это может привести к сильному диффузионному перераспределению имплантированных атомов из области имплантации во время последующего высокотемпературного отжига. В результате, локальное изменение концентрации атомов 1п и Sb может повлиять на зарождение и рост фазы 1^Ь. В SiO2 коэффициенты диффузии элементов III и V групп различны и зависят от их химического состояния в матрице SiO2 [33, 34]. Таким образом, свойства нанокристаллов зависят как от способа получения, так и от окружающей матрицы. Поэтому разработка физических основ создания высококачественных нанокристаллов в гетероструктурах на основе кремния все еще остается актуальной задачей.

Цель и задачи работы

1. Установить основные закономерности диффузии атомов 1п и Sb, имплантированных соответственно в области Si и SiO2 вблизи границы раздела Si/SiO2 структур кремний-на-изоляторе, при высокотемпературном отжиге.

2. Установить функциональную зависимость частоты оптических фононов в нанокристаллах 1^Ь, ионно-синтезированных на границе раздела Si/SiO2, от температуры и длительности отжига КНИ структур, содержащих области Si и SiO2, имплантированные соответственно ионами Sb+ и 1п+. Определить вклад в частоту оптических фононов квантово-размерного эффекта, деформационных сдвигов и анион-катионного взаимодействия в диполе 1п^Ь.

3. Изучить основные закономерности зарождения и роста нанокристаллов

на границе раздела Si/SiO2 в КНИ структурах с областями Si и SiO2, имплантированными соответственно ионами Sb+ и 1п+, в зависимости от температуры и длительности отжига. Установить наличие совпадающих направлений в решетках Si и 1^Ь, обеспечивающих эпитаксиальный рост нанокристаллов InSb на границе раздела Si/SiO2. Определить плоскости согласованного роста.

Научная новизна

1. Обнаружен эффект сегрегации атомов 1п из слоя захороненного SiO2 КНИ структуры в пленку отсеченного кремния на стоки, сформированные атомами Sb в процессе высокотемпературного отжига.

2. Установлен механизм высокочастотного сдвига мод оптических фононов в нанокристаллах 1^Ь, ионно-синтезированных на границе раздела Si/SiO2.

3. Определены совпадающие направления в кристаллических решетках нанокристаллов и Si, обеспечивающие ориентированный рост

нанокристаллов на границе раздела Si/SiO2 в процессе ионно-лучевого синтеза.

Теоретическая и практическая значимость

Установлены основные закономерности диффузии атомов 1п и Sb в имплантированных слоях Si и SiO2 близи границы раздела Si/SiO2 структур КНИ.

Определены параметры постимплантационного отжига КНИ структур с областями Si и SiO2, имплантированными соответственно ионами Sb+ и 1п+, обеспечивающие сегрегацию атомов Sb к границе раздела Si/SiO2 и диффузию атомов 1п из слоя SiO2 к преципитатам Sb в кремнии.

Определены условия зарождения и ориентированного роста нанокристаллов InSb в пленке кремния и на границы раздела Si/SiO2 структур КНИ в процессе ионно-лучевого синтеза.

Предложен механизм зарождения и роста нанокристаллов на

границе раздела Si/SiO2 структур КНИ в процессе ионно-лучевого синтеза.

Определены свойства оптических фононов в нанокристаллах 1^Ь, синтезированных на границе раздела Si/SiO2 КНИ структур в зависимости от температуры и времени постимплантационного отжига.

По сдвигу частоты оптических фононов в спектрах КРС определена величина гидростатического сжатия в нанокристаллах на границе

раздела Si/SiO2 КНИ структур в зависимости от времени отжига при температуре ионного синтеза 1100 оС.

Методология и методы исследования

Исследуемые образцы представляли собой структуры кремний-на-изоляторе, в которых области Si и SiO2 по обе стороны от границы раздела 81/8Ю2 содержат атомы Sb и 1п соответственно. При создании структур была

использована ионная имплантация и последующее сращивание имплантированных пластин. В качестве исходных подложек были использованы две пластины Si p-типа проводимости с ориентацией (100). Сначала на первой пластине был термически выращен слой SiO2 толщиной 300 нм, в который затем были имплантированы ионы In+ с энергией 100 кэВ и дозой 8х1015 см-2. Во вторую пластину кремния были имплантированы ионы Sb+ с такими же параметрами. Затем слой кремния со второй пластины переносился на первую пластину методом водородно-индуцировааного расщепления. Последующий отжиг проводили при температуре 1000 и 1100°С в течение 1-300 минут часов в потоке паров N2.

Теоретические расчеты профилей имплантированных атомов проводились с использованием программного пакета SRIM. Экспериментально пространственное распределение имплантированных атомов индия и сурьмы изучалось методом резерфордовского обратного рассеяния (RBS) в режиме максимального разупорядочения диагностирующего пучка ионов 4Не+ относительно каналов в пленке кремния в направлении (100). Структурные свойства образцов изучались с помощью электронной микроскопии в сканирующем (STEM) и высокоразрешающем просвечивающим (HRTEM) режимах на поперечных срезах. Использовали микроскоп Titan 80-300 (FEI). Свойства оптических фононов изучалось методом комбинационного рассеяния света (КРС) с использованием спектрометра с тройным монохроматором Horiba Jobin Yvon T64000. Спектральное разрешение было не хуже 2 см-1. Спектры КРС возбуждались излучением лазера GFL-515-0200- FS (Inversion-Fiber, Новосибирск, Россия) с длиной волны ~514,5 нм при комнатной температуре. Измерения проводились в геометрии обратного рассеяния.

Положения, выносимые на защиту

1. Атомы Sb, имплантированные в пленку кремния КНИ структуры в концентрациях, превышающих предел равновесной растворимости,

9

формируют вблизи границы раздела Si/SiO2 стоки для атомов 1п, имплантированных в захороненный слой SiO2.

2. В спектрах фононов КНИ структур, содержащих области Si и SiO2, имплантированные ионами Sb+ и 1п+, после отжига при температуре >1000 оС присутствуют моды ТО и LO фононов в гидростатически сжатых нанокристаллах 1^Ь.

3. В кристаллических решетках и Si существуют совпадающие кристаллографические направления, обеспечивающие ориентированный рост нанокристаллов на границе раздела Si/SiO2 в структуре кремний-на-изоляторе в условиях ионно-лучевого синтеза.

Личный вклад автора

Личный вклад Чжан Жонань заключается в том, что она участвовала в планировании всех экспериментов. Ею лично была проведена подготовка образцов для измерений: предварительный расчет режимов термических воздействий, химическое травление образцов, высокотемпературный отжиг. Чжан Жонань непосредственно принимала участие в измерении спектров комбинационного рассеяния света. Ею проведены расчеты мод оптических фононов, из которых определены деформации решетки и напряжения сжатия в зависимости от температуры и времени отжига. Она участвовала в обсуждении полученных результатов и оформлении соответствующих публикаций.

Степень достоверности и апробация работы

Достоверность представленных результатов определяется использованием большого числа адекватных современных методов исследования и непротиворечием полученных результатов существующим физическим представлениям, а также имеющимся в литературе данным. Результаты исследований опубликованы в ведущих международных и отечественных научных журналах и представлены на соответствующих

российских и международных научных конференциях.

Публикации

Материалы диссертации опубликованы в 5-ти статьях в международных рецензируемых журналах, включённых в перечень ВАК, две из которых в журналах второй квартили.

Результаты исследований были представлены в качестве устных и стендовых докладов на XIV и XV Международной конференции и XIII Школе молодых ученых и специалистов по актуальным проблемам физики, материаловедения, технологии и диагностики кремния, нанометровых структур и приборов на его основе (Кремний-2022, 2022г., Новосибирск; Кремний-2024, 2024г., Республика Бурятия), VIII Всероссийской конференции и школе молодых ученых и специалистов «Физические и физико-химические основы ионной имплантации» (ФФХОИИ-2022, 2022г., Казань), Российской конференции и школе молодых ученых по актуальным проблемам спектроскопии комбинационного рассеяния света «Комбинационное рассеяние - 95 лет исследований» (2022г., Новосибирск), Международной конференции «Взаимодействие излучений с твердым телом» (ВИТТ 2023, 2023г. Минск, Беларусь).

Структура и объём диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глава, заключения, списка цитируемой литературы, содержащего 125 наименований. Работа изложена на 129 страницах и содержит 36 рисунков.

Глава 1. Свойства наночастиц InSb в гетероструктурах на основе кремния (литературный обзор)

В данной главе рассматриваются и сопоставляются электронные и оптические характеристики Si и А3В5. Будут также проанализированы свойства наночастиц InSb в матрицах Si и SiO2, синтезированных разными методами. С целью ионно-лучевого синтеза гетероструктур InSb/Si будут также рассмотрены диффузионные свойства атомов In и Sb в матрицах Si и SiO2.

1.1 Основные свойства кремния и антимонида индия

1.1.1 Кремний

Кремний (Si) является основным материалов современной полупроводниковой технологии. Это обусловлено его структурными и электронными свойствами. Кремний имеет кубическую гранецентрированную решетку типа алмаза [35]. Эта структура представляет собой две гранецентрированные эквивалентные подрешетки, сдвинутые относительно друг друга на четверть большой диагонали куба [36]. Примитивной ячейкой кристалла кремния является тетраэдр, в котором каждый атом кремния соединен с соседними четырьмя атомами (рис. 1.1). Постоянная решетки кремния в кристаллографическом направлении (111) равна 0.543 нм [37]. В кристаллической структуре кремния расстояния между атомами изменяются в зависимости от кристаллографического направления. Расстояния между соседними атомами в разных направлениях в кристалле кремния следующие: в направлении (100) — (V2/2) a = 0.384 нм, в направлении (111) — (V2/2) a = 0.384 нм,в направлении (110) — (V3/4) a = 0.235 нм. Число атомов, приходящихся на единицу площади в кристаллических плоскостях (100), (111) и (110), равно 6.8*1014 см-2, 7.9*1014 см-2 и 9.6*1014 см-2 соответственно. Плотность атомов в кристалле кремния

составляет приблизительно 5*1022 см-3.

12

Рисунок 1.1 Элементарная ячейка Si.

Симметрия элементарной ячейки кристалла определяет основные физические свойства. Эти свойства могут быть описаны путем построения обратной решетки, элементарной ячейкой которой является зона Бриллюэна. Форма первой зоны Бриллюэна элементарной ячейки Si напоминает четырнадцатигранник. У кремния есть шесть эквивалентных минимумов энергии, соответствующих первой зоне Бриллюэна [38]. Эллипсоидальные поверхности постоянной энергии, вытянутые вдоль осей [100], охватывают центры эллипсоидов, находящихся на расстоянии % от центра зоны Бриллюэна [39]. Минимумы энергии, также известные как долины, расположены в направлении осей [100], близко к границе зоны Бриллюэна. Эти минимумы описывают свойства зоны проводимости, в которой находятся свободные электроны в полупроводнике.

Зона проводимости в кремнии отделена энергетическим зазором от валентной зоны, в которой находятся свободные электроны или дырки. Минимальное расстояние между дном зоны проводимости и потолком валентной зоны называется шириной запрещенной зоны. При комнатной температуре ширина запрещенной зоны кремния составляет 1.12 эВ. Валентная зона кремния разделена на три подзоны. Максимальная энергия в каждой из этих подзон достигается в точке Г, которая является центром симметрии. Две подзоны имеют общий максимум в точке Г, в то время как максимум третьей подзоны располагается ниже по оси энергии. У кремния экстремумы энергетических зон электронов и дырок лежат в различных точках зоны Бриллюэна, поэтому кремний является непрямозонным полупроводником [40-42].

Симметрия кристалла определяет и массу носителей зарядов в разных направлениях (продольная и поперечная). Эффективная масса электрона определяется как: т*= h2/(d2E/dk2), где Ь — постоянная Планка, k — волновой вектор, Е — энергия. В работе [39] были проведены эксперименты по циклотронному резонансу, позволяющие сделать вывод о том, что продольная эффективная масса электронов кремния те* равна 0.98 т0 (где т0 - масса

покоя свободного электрона), эффективная поперечная масса электронов в разных направлениях те11* = те12* равна 0.19 т0, Отношения те1*/те1* характеризует анизотропию свойств изоэнергетических поверхностей и для кремния те1*/те1* = 5.16. Из-за анизотропии валентной зоны вблизи точки Г, в кремнии существуют два вида дырок, тяжелые и легкие. Подзона тяжелых дырок представляет собой широкую область, где сохраняется малое значение d2E/dk2, в то время как подзона легких дырок ограничена узкой зоной, где наблюдается большее значение d2E/dk2. Эффективные массы тяжелых и легких дырок для кремния составляют: тф* = 0.537 то, тр1* = 0.153 т0 [43, 44].

В полупроводнике проводимость также зависит от его симметрии. В частности, это связано с тем, что скорость носителей зарядов в электрическом поле (подвижность электронов и дырок) определяется их эффективной массой: д = ^ — заряд электрона, т — время жизни

носителей зарядов). Чем выше подвижность носителей, тем быстрее они могут перемещаться в электрическом поле, что важно для электронных устройств, таких как транзисторы. В кремнии значения подвижности для электронов и дырок сильно различаются. В работе [45] приведены максимальные значения подвижности электронов (1450 см2/(Вс)) и дырок (500 см2/(Вс)) в чистом кремнии при температуре 300 К.

В работах [46, 47] была исследована методом эффекта Холла

зависимость подвижности электронов и дырок от концентрации примесей в

Si и температуры. В образцах с низкой концентрацией примесей (<1017 см-3)

подвижность носителей быстро снижается с увеличением температуры, и

основную роль играет рассеяние на колебаниях решетки. При увеличении

концентрации примеси до 1018 см-3 тенденция снижения подвижности с

ростом температуры не столь очевидна, что свидетельствует о постепенном

увеличении влияния рассеяния на атомах примесей. При концентрации

примеси выше 1018 см-3 подвижность медленно возрастает при низких

температурах, а затем несколько снижается после достижения 300-400 К. Это

15

указывает на то, что при низких температурах основную роль играет рассеяние на заряженных атомах примеси, в то время как рассеяние на колебаниях решетки становится более существенным при повышении температуры.

Электрические и оптические свойства материала во многом определяются его диэлектрической проницаемостью. Диэлектрическая проницаемость кремния зависит от частоты электрического поля. На низких частотах, как правило, до сотен кГц, диэлектрическая проницаемость кремния остается относительно постоянной и равной приблизительно 11.7 (статическая диэлектрическая проницаемость) [48]. Однако, с увеличением частоты, особенно в радиочастотном и микроволновом диапазонах, диэлектрическая проницаемость кремния уменьшается с увеличением частоты. Это связано с тем, что с увеличением частоты изменения электрического поля происходят быстрее, и атомы не могут следовать за этими изменениями, что приводит к уменьшению поляризации. В результате происходит уменьшение диэлектрической проницаемости материала с увеличением частоты [49, 50].

Диэлектрическая проницаемость (е) материала связана с его оптическими константами, такими как коэффициент отражения R = [(п1-П2)/П1+П2]2 (П1 — показатель преломления первой среды и П2 — показатель преломления второй среды) и коэффициент преломления п=л1е. Показатель преломления определяет скорость распространения света в материале по сравнению с вакуумом и может изменяться в зависимости от частоты излучения. Коэффициент поглощения а отражает степень, с которой материал поглощает свет с определенной частотой, и является ключевым параметром для определения прозрачности.

В работах [51, 52] проведены измерения коэффициента отражения и показатель преломления монокристаллического кремния. В области видимого света кремний обычно обладает высоким показателем отражения. Для большинства длин волн видимого света (1.65-3.26 эВ) коэффициент

отражения кремния находится в диапазоне от 0.3 до 0.4. В ближнем инфракрасном диапазоне кремний обычно проявляет более высокую отражательную способность, особенно при более длинных волнах. При длине волны около 1 мкм коэффициент отражения кремния может превышать 0.6. В ультрафиолетовом диапазоне (>3.1 эВ) отражательная способность кремния заметно уменьшается. Коэффициент преломления кремния также изменяется в зависимости от энергии фотона. При энергиях, соответствующих видимому спектральному диапазону (1.65-3.26 эВ), коэффициент преломления кремния изменяется в диапазоне от 2.4 до 4.0 в зависимости от длины волны. С ростом энергии коэффициент преломления кремния постепенно уменьшается и в ультрафиолетовой области (>3.1 эВ) он может достигать ~2.

В работе [53] была измерена зависимость коэффициента собственного поглощения монокристаллического кремния высокой чистоты от энергии фотонов падающего света в интервале от 1 до 3.5 эВ при комнатной температуре. При увеличении энергии фотона от 1 эВ до 1.12 эВ коэффициент поглощения быстро возрастает с 1 до примерно 103 см-1. Затем он медленно увеличивается с увеличением энергии фотонов. Эта зависимость позволила определить ширину запрещенной зоны кремния. А именно, в примесных полупроводниках под действием света может происходить заброс электронов с донорных уровней в зону проводимости и из валентной зоны на уровни акцепторов. Граница примесного поглощения сдвинута в область длинных волн тем сильнее, чем меньше энергия ионизации соответствующего перехода. Поскольку в эксперименте использовался кремний высокой чистоты, то край поглощения соответствовал энергетическим переходам из валентной зоны в зону проводимости Si.

Большую роль в использовании кремния как материала для фотовольтаики (разного рода фотоэлектрические устройства, таких как солнечные элементы или фотодетекторы) играет такой параметр, как внешняя квантовая эффективность. Внешняя квантовая эффективность определяется как отношение числа электронов или дырок, генерируемых устройством, к

числу падающих фотонов. Внешняя квантовая эффективность может различаться в зависимости от структуры преобразователя или другого устройства. Внешняя квантовая эффективность кристаллического кремния, содержащего примеси серы, она составляла около 2-5 % при длине волны 1.32 мкм. В работе [54] были зафиксированы значительные значения квантовых выходов с использованием лазерного диода 780 нм/50 мВт для возбуждения текстурированных пластин массивного кристаллического кремния: до 10.2 % при 130 К и до 6.1 % при комнатной температуре. В работе [55] была изучена квантовая эффективность пленок SiO2 на подложке кремния, содержащих нанокристаллы Si. Пленки были созданы, используя метод плазменно-стимулированного химического осаждения из паровой фазы с последующим термическим отжигом. По сообщению авторов была достигнута внешняя квантовая эффективность до 12 %.

В работе [56] было обнаружено, что кремний обладает высокой фотопроводимостью в диапазоне длин волн X = 0.6-1.1 мкм. Анализ спектрального распределения фотопроводимости кремния показывает, что она медленно возрастает до максимума при длине волны 0.6-0.9 мкм, а затем быстро снижается при длине волны 0.9-1.2 мкм.

1.1.2 Антимонид индия

Соединения А3В5 — важный класс полупроводников, разрабатываемый с 1950-х годов. Эти соединения широко применяются в электронике и оптоэлектронике, благодаря их уникальным электрическим и оптическим характеристикам [57, 58]. Среди всех соединений А3В5, антимонид индия выделяется своими уникальными свойствами. — это бинарное

соединение, состоящее из элемента 3 группы индия (М) и элемента 5 группы сурьмы ^Ь) в соотношении 1:1. Атомная решетка кристаллического соединения представляет собой кубическую решетку, которая имеет структуру сульфида цинка и состоит из кубических элементарных ячеек. Структура элементарной ячейки состоит из двух гранецентрированных

кубов, каждый из которых в свою очередь состоит из одного типа частиц, и они сдвинуты относительно друг друга на четверть главной диагонали куба (Рис. 1.2). Угол связи пары In-Sb составляет 109o, длина ближайшей соседней связи— 0.285 нм [59] , а длина ребра кубической элементарной ячейки при 300 К — 0.64793 нм [37].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Чжан Жонань, 2025 год

Список литературы

1. Colinge J.-P.Silicon-on-Insulator Technology: Materials to VLSI / J.-P. Colinge - Boston, MA: Springer US, 2004. -182 C.

2. Tomioka K. Recent progress in integration of III-V nanowire transistors on Si substrate by selective-area growth / K. Tomioka, T. Fukui // Journal of Physics D: Applied Physics - 2014. - T. 47 - № 39 - C.394001.

3. Hnida K.E. Electrochemically deposited nanocrystalline InSb thin films and their electrical properties / K.E. Hnida, S. BaBler, J. Mech, K. Szacilowski, R.P. Socha, M. Gajewska, K. Nielsch, M. Przybylski, G.D. Sulka // Journal of Materials Chemistry C - 2016. - T. 4 - № 6 - C.1345-1350.

4. Mauthe S. High-speed III-V nanowire photodetector monolithically integrated on Si / S. Mauthe, Y Baumgartner, M. Sousa, Q. Ding, M.D. Rossell, A. Schenk, L. Czornomaz, K.E. Moselund // Nature Communications - 2020. - T. 11 - № 1 -C.4565.

5. Cao V. Recent progress of quantum dot Lasers monolithically Integrated on Si platform / V. Cao, J.-S. Park, M. Tang, T. Zhou, A. Seeds, S. Chen, H. Liu // Frontiers in Physics - 2022. - T. 10 - C.839953.

6. Jia B.W. Monolithic integration of InSb photodetector on silicon for mid-infrared silicon photonics / B.W. Jia, K.H. Tan, W.K. Loke, S. Wicaksono, K.H. Lee, S.F. Yoon // ACS Photonics - 2018. - T. 5 - № 4 - C.1512-1520.

7. Menon H. Fabrication of single-crystalline InSb-on-insulator by rapid melt growth / H. Menon, N.P. Morgan, C. Hetherington, R. Athle, M. Steer, I. Thayne, A. Fontcuberta I Morral, M. Borg // Physica Status Solidi (a) - 2022. - T. 219 - № 4 - C.2100467.

8. Menon H. Monolithic InSb nanostructure photodetectors on Si using rapid melt growth / H. Menon, H. Jeddi, N.P. Morgan, A. Fontcuberta I Morral, H. Pettersson, M. Borg // Nanoscale Advances - 2023. - T. 5 - № 4 - C.1152-1162.

9. Alphandery E. Self-assembled InSb quantum dots grown on GaSb: A photoluminescence, magnetoluminescence, and atomic force microscopy study / E.

Alphandery, R.J. Nicholas, N.J. Mason, B. Zhang, P. Mock, G.R. Booker // Applied Physics Letters - 1999. - T. 74 - № 14 - C.2041-2043.

10. Alphandery E. Photoluminescence of self-assembled InSb quantum dots grown on GaSb as a function of excitation power, temperature, and magnetic field / E. Alphandery, R.J. Nicholas, N.J. Mason, S.G. Lyapin, P.C. Klipstein // Physical Review B - 2002. - T. 65 - № 11 - C.115322.

11. Child R.A. Far-infrared modulated photoluminescence spectroscopy of InSb/GaSb quantum dot structures / R.A. Child, R.J. Nicholas, N.J. Mason, P.A. Shields, J.-P.R. Wells, I.V. Bradley, J. Phillips, B.N. Murdin // Physical Review B -2003. - T. 68 - № 16 - C.165307.

12. Zhang X.W. Rashba spin-orbit coupling in InSb nanowires under transverse electric field / X.W. Zhang, J.B. Xia // Physical Review B - 2006. - T. 74 - № 7 -C.075304.

13. Lim J.Y. Growth of high-quality InSb layer on (001) Si substrate with an initial intermediate-layer of InAs quantum dots / J.Y Lim, J.D. Song, W.J. Choi, J.P. Ahn, H.S. Yang // Physica Status Solidi (a) - 2011. - T. 208 - № 9 - C.2104-2107.

14. Taher M. Quality improvement by annealing for flash-evaporated thin InSb Films / M. Taher, Y Haga, Y Nakamura, O. Nittono // Materials Transactions -2001. - T. 42 - № 12 - C.2584-2589.

15. Rahul Effect of substrate temperature on the electrical and optical properties of electron beam evaporated indium antimonide thin films / Rahul, A.K. Verma, R.N. Tripathi, S.R. Vishwakarma // Materials Science-Poland - 2012. - T. 30 - № 4 -C.375-381.

16. Koswaththage C.J. High mobility sputtered InSb film by blue laser diode annealing / C.J. Koswaththage, T. Higashizako, T. Okada, T. Sadoh, M. Furuta, B.S. Bae, T. Noguchi // AIP Advances - 2019. - T. 9 - № 4 - C.045009.

17. Valderrama-N J. Vapor pressure and dissociation energy of (In2O) / J. Valderrama-N, K.T. Jacob // Thermochimica Acta - 1977. - T. 21 - № 2 - C.215-224.

18. Rosenblatt G.M. Vapor pressure of antimony by the torsion-effusion method /

G.M. Rosenblatt, C.E. Birchenall // The Journal of Chemical Physics - 1961. - T. 35 - № 3 - C.788-794.

19. Kai-Gui Z. Nonlinear optical absorption of glassy thin films containing InSb nanocrystals / Z. Kai-Gui, S. Qing-Yi, S. Jian-Zhong // Chinese Physics Letters -2001. - T. 18 - № 6 - C.779-781.

20. Chen D. Interface effect of InSb quantum dots embedded in SiO2 matrix / D. Chen, C. Li, Z. Zhu, J. Fan, S. Wei // Physical Review B - 2005. - T. 72 - № 7 -C.075341.

21. Capoen B. Study of structural and optical properties of InSb-doped SiO2 thin films / B. Capoen, V.Q. Lam, S. Turrell, J.P. Vilcot, F. Beclin, Y Jestin, M. Bouazaoui // Journal of Non-Crystalline Solids - 2005. - T. 351 - № 21-23 -C.1819-1824.

22. Dengyue L. Characterization of ultrathin InSb nanocrystals film deposited on SiO2/Si substrate / L. Dengyue, H. Li, H. Sun, L. Zhao // Nanoscale Research Letters - 2011. - T. 6 - C.1-16.

23. Choi W.K. Densification of radio frequency sputtered silicon oxide films by rapid thermal annealing / W.K. Choi, C.K. Choo, K.K. Han, J.H. Chen, F.C. Loh, K.L. Tan // Journal of Applied Physics - 1998. - T. 83 - № 4 - C.2308-2314.

24. Komarov F. Structural and optical properties of silicon layers with InSb and InAs nanocrystals formed by ion-beam synthesis / F. Komarov, L. Vlasukova, M. Greben, O. Milchanin, J. Zuk, W. Wesch, E. Wendler, A. Togambaeva // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms - 2013. - T. 307 - C. 102-106.

25. Komarov F. Light emitting single-crystalline silicon wafers implanted with V and III group ions / F. Komarov, L. Vlasukova, O. Milchanin, M. Greben, I. Parkhomenko, A. Mudryi, E. Wendler, P. Zukowski // Acta Physica Polonica A -2014. - T. 125 - № 6 - C.1288-1292.

26. Komarov F.F. Optical and structural properties of silicon with ion-beam synthesized InSb nanocrystals / F.F. Komarov, I.A. Romanov, L.A. Vlasukova, O.V. Milchanin, I.N. Parkhomenko, T.B. Kovaleva, O.V. Korolik, A.V. Mudryi, E.

Wendler // Journal of Applied Spectroscopy - 2017. - T. 83 - № 6 - С.959-964.

27. Tyschenko I.E. Ion-beam synthesis of InSb nanocrystals in the buried SiO2 layer of a silicon-on-insulator structure / I.E. Tyschenko, M. Voelskow, A.G. Cherkov, V.P. Popov // Semiconductors - 2014. - T. 48 - № 9 - С.1196-1201.

28. Tyschenko I.E. Raman shifts and photoluminescence of the InSb nanocrystals ion beam-synthesized in buried SiO2 layers / I.E. Tyschenko, V.A. Volodin, A.G. Cherkov, M. Stoffel, H. Rinnert, M. Vergnat, V.P. Popov // Journal of Luminescence - 2018. - T. 204 - С.656-662.

29. Tyschenko I. Ion-beam synthesis of InSb nanocrystals at the Si/SiO2 interface / I. Tyschenko, R. Zhang, V. Volodin, V. Popov // Materials Letters - 2022. - T. 306 - С.131027.

30. Solmi S. Investigation on indium diffusion in silicon / S. Solmi, A. Parisini, M. Bersani, D. Giubertoni, V. Soncini, G. Carnevale, A. Benvenuti, A. Marmiroli // Journal of Applied Physics - 2002. - T. 92 - № 3 - С.1361-1366.

31. Olesinski R.W. The Sb-Si (antimony-silicon) system / R.W. Olesinski, G.J. Abbaschian // Bulletin of Alloy Phase Diagrams - 1985. - T. 6 - № 5 - С.445-448.

32. Fuller C.S. Diffusion of donor and acceptor elements in Silicon / C.S. Fuller, J.A. Ditzenberger // Journal of Applied Physics - 1956. - T. 27 - № 5 - С.544-553.

33. Van Ommen A.H. Diffusion of ion-implanted In and Tl in SiO2 / A.H. Van Ommen // Journal of Applied Physics - 1985. - T. 57 - № 12 - С.5220-5225.

34. Van Ommen A.H. Diffusion of ion-implanted Sb in SiO2 / A.H. Van Ommen // Journal of Applied Physics - 1987. - T. 61 - № 3 - С.993-997.

35. Chadi D.J. New crystalline structures for Si and Ge / D.J. Chadi // Physical Review B - 1985. - T. 32 - № 10 - С.6485-6489.

36. De A. Electronic structure and optical properties of Si, Ge and diamond in the lonsdaleite phase / A. De, C.E. Pryor // Journal of Physics: Condensed Matter -2014. - T. 26 - № 4 - С.045801.

37. Гавриленко В.И. Оптические свойства полупроводников: Справочник / Гавриленко В.И., Грехов А.М., Корбутяк Д.В., Литовченко В.Г. -, 1987.- 14119

22 C.

38. Phillips J.C. Energy-band interpolation scheme based on a pseudopotential / J.C. Phillips // Physical Review - 1958. - T. 112 - № 3 - C.685-695.

39. Hensel J.C. Cyclotron resonance in uniaxially stressed silicon. II. nature of the covalent bond / J.C. Hensel, H. Hasegawa, M. Nakayama // Phys. Rev. - 1965. - T. 138 - № 1A - C.A225-A238.

40. Kane E.O. Energy band structure in p-type germanium and silicon / E.O. Kane // Journal of Physics and Chemistry of Solids - 1956. - T. 1 - № 1-2 - C.82-99.

41. Phillips J.C. Band Structure of Silicon, Germanium, and Related Semiconductors / J.C. Phillips // Physical Review - 1962. - T. 125 - № 6 -C.1931-1936.

42. Cardona M. Energy-band structure of germanium and silicon: The kp method / M. Cardona, F.H. Pollak // Physical Review - 1966. - T. 142 - № 2 - C.530-543.

43. Dexter R.N. Effective masses of electrons in silicon / R.N. Dexter, B. Lax, A.F. Kip, G. Dresselhaus // Physical Review - 1954. - T. 96 - № 1 - C.222-223.

44. Barber H.D. Effective mass and intrinsic concentration in silicon / H.D. Barber

- 1967. - T. 10 - C.1039-1051.

45. Green M.A. Intrinsic concentration, effective densities of states, and effective mass in silicon / M.A. Green // Journal of Applied Physics - 1990. - T. 67 - № 6 -C.2944-2954.

46. Klaassen D.B.M. A unified mobility model for device simulation—II. temperature dependence of carrier mobility and lifetime / D.B.M. Klaassen // Solid-State Electronics - 1992. - T. 35 - № 7 - C.961-967.

47. Logan R.A. Impurity effects upon mobility in silicon / R.A. Logan, A.J. Peters // Journal of Applied Physics - 1960. - T. 31 - № 1 - C.122-124.

48. Dunlap W.C. Direct measurement of the dielectric constants of silicon and germanium / W.C. Dunlap, R.L. Watters // Physical Review - 1953. - T. 92 - № 6

- C.1396-1397.

49. Seeger K. Microwave dielectric constants of silicon, gallium arsenide, and quartz / K. Seeger // Journal of Applied Physics - 1988. - T. 63 - № 11 - C.5439-

5443.

50. Vinsome P.K.W. The microscopic dielectric function in silicon and diamond / P.K.W. Vinsome, M. Jaros // Journal of Physics C: Solid State Physics - 1970. - T.

3 - № 10 - C.2140-2145.

51. Philipp H.R. Optical constants of silicon in the region 1 to 10 ev / H.R. Philipp, E.A. Taft // Physical Review - 1960. - T. 120 - № 1 - C.37-38.

52. Salzberg C.D. Infrared refractive indexes of silicon germanium and modified selenium glass / C.D. Salzberg, J.J. Villa // J. Opt. Soc. Am. - 1957. - T. 47 - № 3

- C.244-246.

53. Dash W.C. Intrinsic optical absorption in single-crystal germanium and silicon at 77K and 300K / W.C. Dash, R. Newman // Physical Review - 1955. - T. 99 - №

4 - C.1151-1155.

54. Trupke T. Very efficient light emission from bulk crystalline silicon / T. Trupke, J. Zhao, A. Wang, R. Corkish, M.A. Green // Applied Physics Letters - 2003. - T. 82 - № 18 - C.2996-2998.

55. Wang YQ. Getting high-efficiency photoluminescence from Si nanocrystals in SiO2 matrix / YQ. Wang, G.L. Kong, W.D. Chen, H.W. Diao, C.Y Chen, S.B. Zhang, X.B. Liao // Applied Physics Letters - 2002. - T. 81 - № 22 - C.4174-4176.

56. Schultz M.L. Photoconduction in germanium and silicon / M.L. Schultz, G.A. Morton // Proceedings of the IRE - 1955. - T. 43 - № 12 - C.1819-1828.

57. Laperashvili T. Photoelectric characteristics of contacts In-semiconductor A3B5 / R. Vajtai, X. Aymerich, L.B. Kish, A. Rubio. Maspalomas, Gran Canaria, Canary Islands, Spain, 2003. - 502 C.

58. Aleshkin V.Ya. Optical characteristics of laser diodes based on A3B5 compounds grown on germanium substrates / V.Ya. Aleshkin, N.V. Dikareva, A.A. Dubinov, B.N. Zvonkov, Z.F. Krasilnik, S.M. Nekorkin // Technical Physics Letters

- 2015. - T. 41 - № 3 - C.304-306.

59. Yu S.C. Polymorphism and the crystal structures of InSb at elevated temperature and pressure / S.C. Yu, I.L. Spain, E.F. Skelton // Journal of Applied

Physics - 1978. - T. 49 - № 9 - C.4741-4745.

60. Kane E.O. Band structure of indium antimonide / E.O. Kane // Journal of Physics and Chemistry of Solids - 1957. - T. 1 - № 4 - C.249-261.

61. Oszwalldowski M. Temperature dependence of intrinsic carrier concentration and density of states effective mass of heavy holes in InSb / M. Oszwalldowski, M. Zimpel // Journal of Physics and Chemistry of Solids - 1988. - T. 49 - № 10 -C.1179-1185.

62. Kim Y-S. Accurate band structures and effective masses for InP, InAs, and InSb using hybrid functionals / Y-S. Kim, K. Hummer, G. Kresse // Physical Review B - 2009. - T. 80 - № 3 - C.035203.

63. Bouarissa N. Effective masses of electrons and heavy holes in InAs, InSb, GaSb, GaAs and some of their ternary compounds / N. Bouarissa, H. Aourag // Infrared Physics & Technology - 1999. - T. 40 - № 4 - C.343-349.

64. Zollner S. The temperature dependence of the band gaps in InP, InAs, InSb, and GaSb / S. Zollner, S. Gopalan, M. Cardona // Solid State Communications -1991. - T. 77 - № 7 - C.485-488.

65. Sladek R.J. Effective masses of electrons in indium arsenide and indium antimonide / R.J. Sladek // Physical Review - 1957. - T. 105 - № 2 - C.460-464.

66. Ehrenreich H. Transport of electrons in intrinsic InSb / H. Ehrenreich // Journal of Physics and Chemistry of Solids - 1959. - T. 9 - C.129-148.

67. Litwin-Staszewska E. The electron mobility and thermoelectric power in InSb at atmospheric and hydrostatic Pressures / E. Litwin-Staszewska, W. Szymanska, R. Piotrzkowski // Physica Status Solidi (b) - 1981. - T. 106 - № 2 - C.551-559.

68. Mathur P.C. Electron mobility in n-InSb from 77 to 300K / P.C. Mathur, N.D. Kataria, S. Jain, V. Sharma // Journal of Physics C: Solid State Physics - 1975. - T. 9 - № 4 - C.L89-L91.

69. Rode D.L. Electron transport in InSb, InAs, and InP / D.L. Rode // Physical Review B - 1971. - T. 3 - № 10 - C.3287-3299.

70. Adachi S. Model dielectric constants of GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, and InSb / S. Adachi // Physical Review B - 1987. - T. 35 - № 14 - C.7454-7463.

71. Miyazaki T. Model dielectric constants of InSb / T. Miyazaki, S. Adachi // Physica Status Solidi (b) - 1991. - T. 163 - № 1 - C.299-310.

72. Seo H. Colloidal InSb quantum dots for 1500 nm SWIR photodetector with antioxidation of surface / H. Seo, H.J. Eun, A.Y Lee, H.K. Lee, J.H. Kim, S. Kim // Advanced Science - 2024. - T. 11 - № 4 - C.2306439.

73. Dwara S.N. Quantum efficiency of InSbBi quantum dot photodetector / S.N. Dwara, A.H. Al-Khursan // Applied Optics - 2015. - T. 54 - № 33 - C.9722.

74. Yoshinaga H. Optical properties of indium antimonide in the region from 20 to 200 microns / H. Yoshinaga, R.A. Oetjen // Physical Review - 1956. - T. 101 - № 2 - C.526-531.

75. Tanenbaum M. Optical properties of indium antimonide / M. Tanenbaum, H.B. Briggs // Phys. Rev. - 1953. - T. 91 - № 6 - C.1561-1562.

76. Kurnick S.W. Optical absorption in pure single crystal InSb at 298° and 78°K / S.W. Kurnick, J.M. Powell // Physical Review - 1959. - T. 116 - № 3 - C.597-604.

77. Kurnick S.W. Photoconductive and photoelectromagnetic effects in InSb / S.W. Kurnick, R.N. Zitter // Journal of Applied Physics - 1956. - T. 27 - № 3 - C.278-285.

78. Stocker H.J. Multiphonon processes in the photoconductivity of InSb / H.J. Stocker, C.R. Stannard, H. Kaplan, H. Levinstein // Physical Review Letters -1964. - T. 12 - № 7 - C.163-166.

79. Kizilyalli I.C. Diffusion parameters of indium for silicon process modeling / I.C. Kizilyalli, T.L. Rich, F.A. Stevie, C.S. Rafferty // Journal of Applied Physics -1996. - T. 80 - № 9 - C.4944-4947.

80. Scalese S. Diffusion and electrical activation of indium in silicon / S. Scalese, M. Italia, A. La Magna, G. Mannino, V. Privitera, M. Bersani, D. Giubertoni, M. Barozzi, S. Solmi, P. Pichler // Journal of Applied Physics - 2003. - T. 93 - № 12 -C.9773-9782.

81. Fair R.B. Chapter 7 - Concentration profiles of diffused dopants in silicon materials processing: theory and practices / Elsevier, 1981. - 315-442 C.

82. Guerrero E. Determination of the retarded diffusion of antimony by SIMS measurements and numericalsimulations / E. Guerrero, W. Jüngling, H. Pötzl, U. Gösele, L. Mader, M. Grasserbauer, G. Stingeder // Journal of The Electrochemical Society - 1986. - Т. 133 - № 10 - С.2181-2185.

83. Antoniadis D.A. Diffusion of indium in silicon inert and oxidizing ambients / D.A. Antoniadis, I. Moskowitz // Journal of Applied Physics - 1982. - Т. 53 - № 12 - С.9214-9216.

84. Suzuki K. Diffusion coefficient of indium in Si substrates and analytical redistribution profile model / K. Suzuki, H. Tashiro, T. Aoyama // Solid-State Electronics - 1999. - Т. 43 - № 1 - С.27-31.

85. Chang R.-D. Diffusion of indium implanted in silicon oxides / R.-D. Chang, Y.-T. Ling, T. Liu, J.-R. Tsai, C.-C. Ma // Japanese Journal of Applied Physics - 2009.

- Т. 48 - № 5R - С.056501.

86. Тысченко И.Е. Свойства структуры и оптических фононов в нанокристаллах InSb, синтезированных в Si и SiO2 / И.Е. Тысченко // Физика и Техника Полупроводников - 2021. - Т. 55 - № 1 - С.59-68.

87. Ghoshtagore R.N. Donor diffusion dynamics in silicon / R.N. Ghoshtagore // Physical Review B - 1971. - Т. 3 - № 2 - С.397-403.

88. Madakson P. As+ and Ga+ implantation and the formation of buried GaAs layers in silicon / P. Madakson, E. Ganin, J. Karasinski // Journal of Applied Physics - 1990. - Т. 67 - № 9 - С.4053-4059.

89. Shiryaev S.Yu. The chemical interaction between high-concentration, mixed-ion-implanted group-III and -V impurities in silicon / S.Yu. Shiryaev, A. Nylandsted Larsen, M. Deicher // Journal of Applied Physics - 1992. - Т. 72 - № 2

- С.410-421.

90. Komarov F. Optical properties of silicon layers with InSb and InAs nanocrystals formed by ion-beam synthesis / F. Komarov - Minsk, Belarus: World Scientific, 2013. - 86-89 C.

91. Тысченко И.Е. Комбинационное рассеяние света в сферических нанокристаллах InSb, ионно-синтезированных в пленках оксида кремния /

И.Е. ^юченко, В.А. Володин, В.П. Попов // Журнал Tехнической Физики -2019. - T. 53 - № 4 - С.502.

92. Roy A. Raman spectroscopic studies on Sb nanoparticles in SiO2 matrix prepared by rf-cosputtering technique / A. Roy, M. Komatsu, K. Matsuishi, S. Onari // Journal of Physics and Chemistry of Solids - 1997. - T. 58 - № 5 -С.741-747.

93. Aoki K. Dependence of Raman frequencies and scattering intensities on pressure in GaSb, InAs, and InSb semiconductors / K. Aoki, E. Anastassakis, M. Cardona // Physical Review B - 1984. - T. 30 - № 2 - С.681-687.

94. Haisma J. Lattice-constant-adaptable crystallographics: I. Heteroepitaxial growth of semiconductors and other specific compounds on lattice-constant-adapted garnets, spinels and perovskites; a systematic geometrical (not experimental) evaluation / J. Haisma, J.A. Pistorius, D. Mateika // Journal of Crystal Growth - 1990. - T. 102 - № 4 - С.979-993.

95. ^юченко И.Е. Ионный синтез нанокристаллов InSb в захороненном слое SiO2 структуры кремний-на-изоляторе / И.Е. ^сченко, М. Фельсков, А.Г. Черков, В.П. Попов // Физика и Tехника Полупроводников - 2014. - T. 48 - № 9 - С.1228-1233.

96. Campbell I.H. The effects of microcrystal size and shape on the one phonon Raman spectra of crystalline semiconductors / I.H. Campbell, P.M. Fauchet // Solid State Communications - 1986. - T. 58 - № 10 - С.739-741.

97. Volodin V.A. Improved model of optical phonon confinement in silicon nanocrystals / V.A. Volodin, V.A. Sachkov // Journal of Experimental and Theoretical Physics - 2013. - T. 116 - № 1 - С.87-94.

98. Richter H. The one phonon raman spectrum in microcrystalline silicon / H. Richter, Z.P. Wang, L. Ley // Solid State Communications - 1981. - T. 39 - № 5 -С.625-629.

99. Ruppin R. Optical phonons of small crystals / R. Ruppin, R. Englman // Reports on Progress in Physics - 1970. - T. 33 - № 1 - С.149.

100. Vasilevskiy M.I. FIR absorption in CdSe Quantum Dot Ensembles / M.I.

Vasilevskiy, A.G. Rolo, M.V. Artemyev, S.A. Filonovich, M.J.M. Gomes, Yu.P. Rakovich // Physica Status Solidi (b) - 2001. - T. 224 - № 2 - С.599-604.

101. Tyschenko I.E. Silicon-on-insulator structures produced by ion-beam synthesis and hydrogen transfer / I.E. Tyschenko, V.P. Popov - Elsevier, 2017. -409-433 С.

102. ^юченко И.Е. Ионный синтез нанокристаллов InSb в захороненном слое SiO2 структуры кремний-на-изоляторе. Физика и техника полупроводников / И.Е. Шсченко, М. Фельсков, А.Г. Черков, В.П. Попов // Физика и техника полупроводников - 2014. - T. 48 - № 9 - С.1228-1233.

103. Риссел Х.Ионная имплантация / Х. Риссел, И. Руге - Москва: Наука- 360 С.

104. Aspnes D.E. Dielectric functions and optical parameters of Si, Ge, GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, and InSb from 1.5 to 6.0 eV / D.E. Aspnes, A.A. Studna // Physical Review B - 1983. - T. 27 - № 2 - С.985-1009.

105. Дзюбина Л.Л. Ионный синтез нанокристаллов InSb в захороненных пленках SiO2 / Л.Л. Дзюбина // НГУ - 2015. - 22-24 С.

106. Vernon-Parry K.D. Scanning electron microscopy: an introduction / K.D. Vernon-Parry // III-Vs Review - 2000. - T. 13 - № 4 - С.40-44.

107. Egerton R.F. Physical principles of electron microscopy / R. F. Egerton -Cham: Springer International Publishing, 2016. - 203 С.

108. Haider M. A spherical-aberration-corrected 200kV transmission electron microscope / M. Haider, H. Rose, S. Uhlemann, E. Schwan, B. Kabius, K. Urban // Ultramicroscopy - 1998. - T. 75 - № 1 - С.53-60.

109. Shindo D. Analytical electron microscopy for materials science / D. Shindo, T. Oikawa - Tokyo: Springer-Verlag, 2002.- 152 С.

110. Oura K. Surface Science / K. Oura, M. Katayama, A. V. Zotov, V. G. Lifshits, A. A. Saranin - Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2003. - 439 С.

111. Rubin Sylvan. Chemical analysis of surfaces by nuclear methods / Sylvan. Rubin, T.O. Passell, L.E. Bailey // Analytical Chemistry - 1957. - T. 29 - № 5 -С.736-743.

112. Begley R.F. Coherent anti-stokes raman spectroscopy / R.F. Begley, A.B. Harvey, R.L. Byer // Applied Physics Letters - 1974. - T. 25 - № 7 - C.387-390.

113. Mayer J.W. Channeling effect measurements of the recrstallization of amorphous Si layers on crystals Si / J.W. Mayer - 1975. - T. 54 - № 2 - C.157-158.

114. Olson G.L. Kinetics of solid phase crystallization in amorphous silicon / G.L. Olson, J.A. Roth // Materials Science Reports - 1988. - T. 3 - № 1 - C.1-77.

115. Csepregi L. Reordering of amorphous layers of Si implanted with 31P, 75As, and 11B ions / L. Csepregi, E.F. Kennedy, T.J. Gallagher, J.W. Mayer, T.W. Sigmon // Journal of Applied Physics - 1977. - T. 48 - № 10 - C.4234-4240.

116. Yu P.Y. Fundamentals of semiconductors: physics and materials properties / P. Y Yu, M. Cardona - Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2010. - 774 C.

117. Tyschenko I. Change in the InSb nanocrystal growth direction at the Si/SiO2 interface during ion-beam synthesis / I. Tyschenko, A. Gutakovskii, R. Zhang, V. Vdovin, V. Volodin, V. Popov // Materials Letters - 2024. - T. 373 - C.137114.

118. Kranert C. Raman active phonon modes of cubic In2O3 / C. Kranert, R. Schmidt-Grund, M. Grundmann // Physica Status Solidi (RRL) - Rapid Research Letters - 2014. - T. 8 - № 6 - C.554-559.

119. Kim H.S. Synthesis, structure, photoluminescence, and raman spectrum of indium oxide nanowires / H.S. Kim, H.G. Na, J.C. Yang, C. Lee, H.W. Kim // Acta Physica Polonica A - 2011. - T. 119 - № 2 - C.143-145.

120. Wang Ch.Y. Phase stabilization and phonon properties of single crystalline rhombohedral indium oxide / Ch.Y Wang, Y Dai, J. Pezoldt, B. Lu, Th. Kups, V. Cimalla, O. Ambacher // Crystal Growth & Design - 2008. - T. 8 - № 4 - C.1257-1260.

121. Tyschenko I. Change in the InSb nanocrystal growth direction at the Si/SiO2 interface during ion-beam synthesis / I. Tyschenko, A. Gutakovskii, R. Zhang, V. Vdovin, V. Volodin, V. Popov // Materials Letters - 2024. - T. 373 - C.137114.

122. Berengue O.M. Structural characterization of indium oxide nanostructures: a

Raman analysis / O.M. Berengue, A.D. Rodrigues, C.J. Dalmaschio, A.J.C. Lanfredi, E.R. Leite, A.J. Chiquito // Journal of Physics D: Applied Physics -2010. - T. 43 - № 4 - C.045401.

123. Cerdeira F. Stress-induced shifts of first-order raman frequencies of diamond-and zinc-blende-type semiconductors / F. Cerdeira, C.J. Buchenauer, F.H. Pollak, M. Cardona // Physical Review B - 1972. - T. 5 - № 2 - C.580-593.

124. Citrin P.H. Geometric frustration of 2D dopants in silicon: surpassing electrical saturation / P.H. Citrin, D.A. Muller, H.-J. Gossmann, R. Vanfleet, P.A. Northrup // Physical Review Letters - 1999. - T. 83 - № 16 - C.3234-3237.

125. Nylandsted Larsen A. The nature of electrically inactive antimony in silicon / A. Nylandsted Larsen, F.T. Pedersen, G. Weyer, R. Galloni, R. Rizzoli, A. Armigliato // Journal of Applied Physics - 1986. - T. 59 - № 6 - C.1908-1917.

Список публикаций автора по теме диссертации

1. Тысченко И.Е. Свойства структуры и оптических фононов в нанокристаллах InSb, синтезированных в Si и SiO2 / И.Е. Тысченко, Ж. Чжан // Физика и техника полупроводников - 2021. - Т. 55 - № 1 - С.59-68. Q3.

https://doi.org/10.21883/FTP.2021.01.50388.9464

2. Tyschenko I. Ion-beam synthesis of InSb nanocrystals at the Si/SiO2 interface / I. Tyschenko, R. Zhang, V. Volodin, V. Popov // Materials Letters - 2022. - Т. 306 - С.131027. Q2.

https://doi.org/10.1016/i.matlet.2021.131027

3. Tyschenko I. Change in the InSb nanocrystal growth direction at the Si/SiO2 interface during ion-beam synthesis / I. Tyschenko, A. Gutakovskii, R. Zhang, V. Vdovin, V. Volodin, V. Popov // Materials Letters - 2024. - Т. 373 -С.137114. Q2.

https://doi.org/10.1016/i.matlet.2024.137114

4. Tyschenko I.E. Phase formation in the In+ and Sb+ ion-implanted silicon-on-insulator structures / I.E. Tyschenko, R. Zhang, A.K. Gutakovskii, V.I. Vdovin, V.A. Volodin, V.P. Popov // Proceedings of the 15th International Conference on Interaction of Irradiation with Solids - Minsk, BSU - 2023, - С.458-460. ISSN: 2663-9939

5. Чжан Ж. Оптические фононы в нанокристаллах InSb, ионно-синтезированных на границе раздела Si/SiO2 структур кремний-на-изоляторе / Ж. Чжан, И.Е. Тысченко, А.К. Гутаковский, С.Г. Черкова, В.А. Володин, В.П. Попов // Автометрия - 2025. (в печати). Q4.