Механизмы модификации электронной структуры, светоизлучающих свойств и состава поверхности пористого кремния в процессе водного дотравливания тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, кандидат физико-математических наук Апполонов, Сергей Владимирович

• Апполонов, Сергей Владимирович
• кандидат физико-математических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Апполонов, Сергей Владимирович

Введение.

Глава 1. Литературный обзор

§1.1 Получение пористого кремния.

§ 1.2 Механизмы образования структурных особенностей пористого кремния.

§ 1.3 Механизмы окисления и роль оксида кремния в фотолюминесценции пористого кремния.

§ 1.4 Количественный оже-анализ химического состава твердых тел.

§1.5 Состав и строение a-SIOx.

§1.6 Анализ моделей фотолюминесценции пористого кремния.

§ 1.7 Влияние на фотолюминесценцию пористого кремния лазерного облучения.

Глава 2. Методика эксперимента.

Глава 3. Количественный оже-анализ пористых полупроводникых материалов, содержащих элементный и окисленный кремний.

Глава 4. Неразрушающий анализ стехиометрии окисленной поверхности пористого кремния.

Глава 5. Модификация свойств пористого кремния в процессе водного дотравливания.

§ 5.1 Механизмы водного дотравливания пористого кремния n-типа проводимости во внешнем электрическом поле.

§ 5.2 Изменение оптических свойств и состава поверхности пористого кремния в процессе водного дотравливания.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Механизмы модификации электронной структуры, светоизлучающих свойств и состава поверхности пористого кремния в процессе водного дотравливания»

Актуальность темы

Квантовые объекты, ярким представителем которых является пористый кремний (por-Si), привлекают в последнее время пристальное внимание исследователей из-за их несомненной перспективности в микроэлектронике и оптоэлектронике. Открытие в 1990 г. Кэнхэмом фотолюминесценции (ФЛ) пористого кремния в видимой области спектра вызвало к нему большой интерес как к перспективному материалу. Однако, несмотря на чрезвычайно интенсивные и многообразные исследования свойств пористого кремния, единой точки зрения на механизмы, ответственные за существование его фотолюминесценции в видимой области спектра до сих пор не существует.

В последнее время ажиотажный характер исследований спал и стал носить более глубокий и обобщающий характер. Это связано с тем, что, исключительно простой с точки зрения технологии изготовления, por-Si обладает свойствами, которые можно трактовать в рамках различных моделей и подходов. Полученные к настоящему времени экспериментальные и теоретические данные обобщены в рамках пяти моделей, которые получили следующие названия - квантово-размерная, водородная, силоксеновая или химическая, модель аморфной кремниевой оболочки, модель поверхностных состояний и модель кислородных центров.

Одной из самых существенных причин, сдерживающей применение пористого кремния, является существенная нестабильность светоизлучательных характеристик при различных внешних воздействиях. Именно с этим связано наблюдаемое в последние пять лет повышение интереса к разработке различных способов стабилизации светоизлучения пористых полупроводников. Наиболее значимые результаты в этом направлении достигнуты путем окисления поверхности квантовых нитей. Причем создание стабильного окисла кремния возможно как на стадии электрохимического травления, так и после формирования пористого слоя. Интересные результаты при формировании оксида после изготовления пористого слоя достигаются при быстром высокотемпературном термическом окислении и при длительном нахождении в воде. Существуют ряд других методов окисления - один из которых водное дотравливание (ВД). ВД достаточно экзотический метод самоформирования пор и окисления поверхности квантовых нитей пористого кремния после проведения электрохимического травления. Возможность создания окисла кремния в процессе водного дотравливания открыта сравнительно недавно и изучена крайне слабо. При этом стоит отметить тот факт, что в процессе ВД не происходит нарушения структуры и морфологии пористого слоя.

Процесс создания стабильного окисла на поверхности квантовых нитей сопряжено с некоторыми трудностями и в первую очередь с контролем фазового состава и количества оксида в процессе окисления. Для определения состава поверхности в работе предлагается использовать один из наиболее точных методов — электронную оже-спектроскопию (ЭОС). В большинстве случаев получение надежной количественной информации о составе исследуемых твердых тел сопряжено с эталонированием оже-спектрометра, т.е. с использованием одного или нескольких эталонных образцов известного состава. Этот метод хорошо зарекомендовал себя только в тех случаях, когда состав образца представляет собой простые бинарные системы, но не содержит окислов. В то же время, при исследовании тонких и сверхтонких (3-12 нм) слоев диоксида кремния, термически обработанного пористого кремния, буферных слоев карбида кремния и т.д. оже-спектроскопия сталкивается с необходимостью калибровки именно по SiOx и Si одновременно. К сожалению, создание эталонов с различным содержанием элементного кремния Si(el) и кремния в окисленном состоянии Si(ox) практически невозможно. Поэтому в таких случаях данные ЭОС используются только для определения тенденции изменения амплитуд L23VV оже-линии кремния Si(el) (91 eV) и Si(ox) (75-85 eV) либо KLL-линий Si(el) (1620 eV) и Si(ox) (1610 eV). Именно эти интенсивности, измеренные по методике peak-to-peak, как правило, используются для анализа состава тонких слоев оксида кремния.

Таким образом, в данной работе представлены новые методики для проведения количественного оже-анализа систем, содержащих элементный и окисленный кремний, результаты исследований механизмов водного дотравливания и изменения состава поверхности пористого кремния, фотолюминесценции и фотодеградации ФЛ por-Si в процессе водного дотравливания.

Цель диссертационной работы и постановка задачи

Целью данной работы является разработка методик количественного анализа фазового состава при различных методах окисления, проведение исследований механизмов водного дотравливания во внешнем электрическом поле и изменения состава поверхности, электронной структуры и фотолюминесценции пористого кремния в зависимости от стехиометрии пленки окисла кремния SiOx образующейся в процессе ВД.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- разработать методики количественного оже-анализа при помощи электронной оже-спектроскопии полупроводниковых материалов, содержащих элементный и окисленный кремний;

- исследовать модификацию состава поверхности рог-Si после высокотемпературной обработки в инертной атмосфере водорода и плазмохимического травления;

- детально изучить механизмы водного дотравливания во внешнем электрическом поле;

- исследовать модификацию состава пористого кремния, спектры фотолюминесценции и деградационные свойства рог-Si в процессе водного дотравливания;

- провести исследования механизмов стабилизации светоизлучающих свойств пористого кремния при водном дотравливании

Научная новизна

1. Предлагается способ осуществления количественного оже-анализа состава поверхности систем, содержащих в области анализа одновременно элементный и окисленный кремний, по факторам элементной чувствительности.

2. Разработана новая методика получения эталонных спектров обращенной самосвертки плотности состояний окисленного кремния, необходимых для проведения количественного оже-анализа SiOx. Предлагаемая методика позволяет проводить оже-анализ без очистки поверхности образцов от сопутствующих загрязнений.

3. Обнаружено, что во внешнем электрическом поле скорость водного дотравливания por-Si уменьшается, причем независимо от направления вектора напряженности.

4. Показано, что водное дотравливание протекает через образование субокислов (времена 15-60 минут), a SiC>2 фаза начинает фиксироваться только после 20 часов ВД. Близкий к стехиометрическому диоксид кремния формируется через достаточно продолжительное время - после 7 суток.

5. В работе впервые представлены результаты исследований, в которых показано, что существующая интерфейсная модель фотолюминесценции является только частным случаем природы фотолюминесценции окисленного пористого кремния. Более общая трактовка интерфейсной модели должна быть применима и на начальном этапе зарождения окисла кремния.

6. Показано, что смещение спектров люминесценции в область 1.7 эВ связано с появлением на поверхности ПК интерфейсного слоя SiOx (0<х<0.7). Дальнейший сдвиг в длинноволновую область на 35 нм обусловлен формированием оксида SiC>2, с центрами захвата дырок и электронов ~ 1.61.65 эВ. Увеличение времени водного дотравливания до 168 часов приводит к исчезновению дефектов с Е ~ 1.6-1.65 эВ в слое оксида. После 7 суток наблюдается лишь слабое свечение силеленовых центров и немостикового кислорода в SiC>2.

Практическая значимость

К конкретным практически важным результатам относится следующее:

1. Разработан метод эталонирования оже-спектрометра при помощи планарно-негомогенного образца, который позволяет проводить количественный оже-анализ состава поверхности образцов, содержащих в области анализа как элементный, так и окисленный кремний.

2. Рассчитаны относительные факторы элементной чувствительности

Si(el) I и P'siiel) ^ ^Si, где S0, Ssi - коэффициенты распыления ионами аргона окисленного кремния и кислорода с поверхности матрицы SiC>2. В работе предлагается способ осуществления количественного оже-анализа состава поверхности систем, содержащих в области анализа одновременно элементный и окисленный кремний. На практике такими системами могут быть полупроводники с тонкими и/или неоднородно распределенными по поверхности образца оксидными слоями.

3. Получен банк эталонных спектров обращенной самосвертки плотности состояний окисленного кремния, необходимых для проведения количественного оже-анализа SiOx. Основное достоинство предлагаемой методики заключается в отсутствии необходимости тщательной очистки поверхности исследуемых образцов от кислородосодержащих загрязнений и высокой точности определения величины стехиометрического индекса (0.55%).

4. Определены времена ВД, при которых наблюдается уменьшение степени деградации и стабилизация ФЛ por-Si.

Научные положения выносимые на защиту:

1. Предлагается высокоточная и неразрушающая методика определения стехиометрии окисла кремния на основе банка спектров электронных состояний в валентной зоне.

2. В процессе высокотемпературной обработки в инертной атмосфере водорода происходит окисление поверхности квантовых нитей свежеприготовленного пористого кремния, а в процессе ионно-плазменной обработки por-Si в аргонно-кислородной смеси происходит пассивация поверхности пор атомами фтора.

3. Наличие внешнего электрического поля приводит:

• изменению циклических токов, ответственных за продолжение самоформирования пор в процессе водного дотравливания

• к уменьшению скорости водного дотравливания пористого кремния

4. При водном дотравливании пористого кремния в течении 15-60 минут происходит удаление каналов стока электрического заряда с поверхности образца, что связано с образованием субокислов, SiCb фаза начинает фиксироваться только лишь после 20 часов, а близкий к стехиометрическому оксид образуется после 7 суток ВД.

5. Существующая интерфейсная модель фотолюминесценции является лишь частным случаем механизмов фотолюминесценции окисленного пористого кремния. Предлагается более общая трактовка интерфейсной модели, которая применима и на начальном этапе зарождения окисла без наличия стехиометрического SiC>2.

Публикации и апробация работы В ходе выполнения исследований по теме диссертации опубликовано 24 научных работы, из которых 7 статьи в центральных отечественных и зарубежных журналах.

Основные результаты доложены на: Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "Ломоносов - 2000: молодежь и наука на рубеже XXI века", Москва, 2000, Международной научнотехнической конференции «Новые материалы и технологии на рубеже веков» Пенза, 2000, Второй Всероссийской молодежной научной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике, С.Петербург, 2000, Международной конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки», Самара, 2000, Международной конференции «Оптика, оптоэлектроника и технологии», Ульяновск, 2001 и др.

Работа неоднократно докладывалась на конференциях студентов и аспирантов, научных семинарах физико-технического факультета УлГУ.

Личный вклад

Основные теоретические положения представляемой работы разработаны совместно с д.ф.-м.н., проф. Костишко Б.М., к.ф.-м.н. Нагорновым Ю.С. Исследования фотолюминесцентных свойств por-Si выполнены на каф. ОСТТ совместно с Миковым С.Н., исследования фотодеградационных свойств пористого кремния выполнены автором самостоятельно. Исследования топологии поверхности выполнялись совместно с сотрудниками корпорации NT-MDT.

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Она содержит 139 страниц, включая 42 рисунка, 2 таблицы и списка цитируемой литературы из 146 наименований.

Заключение диссертации по теме «Физика полупроводников», Апполонов, Сергей Владимирович

1. Предлагается способ осуществления количественного оже-анализа состава поверхности систем, содержащих в области анализа одновременно элементный и окисленный кремний, по факторам элементной чувствительности. Полученные по предложенной методике относительные факторы элементной чувствительности были использованы при проведении количественного оже-анализа состава пористого кремния, подвергшегося высокотмепературной обработке в водородной атмосфере.2. Представлена новая методика получения эталонных спектров обращенной самосвертки плотности состояний окисленного кремния, необходимых для проведения количественного оже-анализа SiOx.Основное достоинство предлагаемой методики заключается в отсутствии необходимости тщательной очистки поверхности исследуемых образцов от кислородосодержащих загрязнений и высокой точности определенР1я величины стехиометрического индекса

3. Обнаружено, что во внешнем электрическом поле скорость водного дотравливания por-Si уменьшается, причем независимо от направления вектора напряженности. При ориентации вектора напряженности электрического поля от поверхности пористого слоя к объему образца происходит резкое изменение электродного потенциала в системе кремний-электролит, а при превышении Е>6 кВ/см изменения становятся периодическими. Экспериментальные данные подтверждают существование циклического тока в системе монокремний-электролит-квантовые нити.4. Изучено, что водное дотравливание протекает через образование субокислов (времена 15-60 минут), а SiOa фаза начинает фиксироваться только после 20 часов ВД. Близкий к стехиометрическому диоксид кремния формируется через достаточно продолжительное время -

после 7 суток.5. Смещение спектров люминесценции в область 1.7 эВ связано с появлением на поверхности ПК слоя SiOx (0<х<0.7), в котором реализуется интерфейсный механизм люминесценции. Дальнейший сдвиг в длинноволновую область на 35 нм обусловлен формированием оксида SiOi, с центрами захвата дырок и электронов 1.6-1.65 эВ. Дальнейшее увеличение времени ВД приводит к исчезновению дефектов с Е 1.6-1.65 эВ в слое оксида и после 168 часов ВД наблюдается только слабое свечение немостикового кислорода и силеленовых центров в ЗЮг.6. Показано, что интерфейсная модель, предложенная Kanemitsu Y с соавторами, является только частным случаем природы фотолюминесценции из окисленного пористого кремния. Более общая трактовка интерфейсной модели должна быть применима и на этапе зарождения окисла без наличия стехиометрического Si02.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Апполонов, Сергей Владимирович, 2005 год

1. Watanabe Y. and Sakai T. Application of the thick anode film to semiconductor devices //Rev. Electr. Commun. Labs. 1971. Vol. 19. 7-8. P. 899-903.

2. Arita Y., Kato K. and Sudo T. The n"- IPOS scheme and its applications to ICs IEEE Trans. Electron Devices. 1977. Vol. 24. P. 756-757.

3. Smith R. L., Collins S. D. Porous silicon formation mechanisms J. Appl. Phys. 1992. Vol. 71. 8. P. R1-R22.

4. Бучин Э.Ю., Проказников A.B. Управление морфологией пористого кремния п-типа Письма в ЖТФ. 1997. Т. 23. Вып. 6. 80-84.

5. Nakagava Т., Sugiyama Н., Koshida N. Fabrication of periodic Si nanostructer by controlled anodization Jpn. J. Appl. Phys. 1998. Vol. 37. P. 7186-7189.

6. Зимин СП. Классификация электрических свойств пористого кремния ФТП. 2000. Т. 34. Вып. 3. 359-363.

7. Memming R., Schwandt G. Anodic dissolution of silicon in hydrofluoric acid solutions Surface Science. 1966. Vol. 4. P. 109-124.

8. Porous Silicon Science and Technology. Editors: Jean-Claude Vial and Jacques Derrien. Winter School, Les Houches. February—1994. -Springer-Verlag. Berlin Heidelberg.

9. Beal M.I.J., Benjamin J.D., Uren M.J. et al. An experimental and theoretical study of the formation and microstructure of porous silicon J. Crystal Growth. 1985. Vol. 73. P. 622-636.

10. Белогоров А.И., Белогорохова Л.И., Караванский B.A. Инфракрасная спектроскопия и фотолюминесцентные свойства пленок пористого кремния: влияние режимов формирования ФТП. 1994. Т.28. №8. 1424-1430.

11. Бучин Э.Ю., Постников А.В., Проказников А.В. и др. Влияние режимов обработки на морфологию и оптические свойства пористого кремния п-типа Письма в ЖТФ. 1995. Т. 21. Вып. 1. 60-65.

12. Александров Л.Н., Новиков П.Л. Моделирование образования структур пористого кремния Письма в ЖЭТФ. 1997. Т. 65. 9. 685-691.

13. Мороз Г.К., Жерздев А.В. К вопросу о механизме формирования пористого кремния ФТП. 1994. Т. 28. Вып. 6. 949-953. 127

14. Астрова E. В., Ратников В. В., Витман Р. Ф. и др. Структура и свойства пористого кремния, полученного фотоанодированием ФТП. 1997, Т. 31. Вып. 10. 1261-1265.

15. Горбач Т. Я., Свечников В., Смертенко П. и др. Эволюция вольтамперных характеристик фотолюминесцирующего пористого кремния при химическом травлении ФТП. 1997. Т. 31. Вып. 12. 1414-1416.

16. Gullis A.G., Canham L.T,, Calcott P.D.J. The structural and luminescence properties of porous silicon //Appl. Phys. Rev. 1997. Vol. 82(3). 1. P. 909-965.

17. Sotgin G., Schiron L., Rallo F. Effect of surfactants in the electrochemical preparation of porous silicon Nuovo cim. D. 1996, Vol. 18. 10. P. 1179— 1186.

18. Lehmann V., Gosele U. Porous silicon formation: a quantum wire effect Appl. Phys. Lett. 1991. Vol. 58. 8. P. 856-858.

19. Бреслер M.C., Ясиевич И.Н. Физические свойства и фотолюминесценция пористого кремния ФТП. 1993. Т. 27. 5. 871-883.

20. Morabito J.M. А first order approximation to quantitative auger analysis in the range 100 to 1000 eV using the CMA analyzer Surf Science. 1975. Vol. 49. P. 318-324.

21. Zheng X.L., Chen H.C., Wang W. Laser induced oxygen adsoфtion and intensity degradation of porous silicon J. Appl. Phys. 1992. Vol. 72. 8. P. 3841-3842.

22. Petrova E. A., Bogoslovskaya K. N., Balagurov L, A., Kochoradze G. L Room temperature oxidation of porous silicon in air Material Science Engineering B. 2000. Vol. 69-70. P. 152-155

23. Dacenko O.L, Makara V.A., Naumenko S.M, et al. Evolution of the porous silicon sample properties in the atmospheric ambient J, Luminescence. 1999. Vol. 81. P. 263-270.

24. Salonen J., Lehto V.-P., Laine E. The room temperature oxidation of porous silicon//L Appl. Surf. Sci. 1997. Vol. 120. P. 191-198. 128

25. Sanders G.D., Chang Y.C. Theory of optical properties of quantum wires in porous silicon //Phys. Rev. B. 1992. P. 9202-9213.

26. Baba M., Kuwano G., Miwa T, et al. In situ measurements of water immersion and UV-irradiation effects on intensity and blue shift of visible photoluminescence in porous silicon Jap. J. Appl. Phys. Pt. 2. 1994. Vol. 33. 4A. P. L483-L486.

27. Banerjee S., Narasimhan K.L., Sardesai A. Role of hydrogen- and oxygenterminated surfaces in the luminescence of porous silicon Phys. Rev. B. 1994. Vol. 49. №4. P. 2915-2918.

28. Kumar R., Kitoh Y., Shigematsu K. et al. Silicon cluster terminated by hydrogen, fluorine and oxygen atoms: a correlation with visible luminescence of porous silicon Jap. J. Appl. Phys. Pt. 1. 1994. Vol. 33. IB. P. 909-913. 31. Lin J., Zhang L.Z., Zhang B.R. et al. Stable blue emission from oxidized porous silicon //J. Phys. Condens. Matter. 1994. Vol. 6. P. 565-568.

29. Shiba K., Sakamoto K., Miyazaki S. et al. Luminescence from thermally oxidised porous silicon Jap. J. Appl. Phys. Pt.l. 1993. Vol. 32. 6A. P. 27222724.

30. Гаврилов A., Белогорохов А.И., Белогорохова Л.И. Механизмы кислородной пассивации пористого кремния в растворах HF:HC1:C2H50H ФТП. 2002. Т. 36. Вып. 1. 104-108. 34. Qin D.G., Song H.Z., Zhang B.R., Lin J., Duan J.Q., Yao G.Q. Experimental evidence for luminescence from silicon oxide layers in oxidized porous silicon Phys. Review B. 1996. Vol. 54. 4. P.2548-2555.

31. Torchinskaya T.V., Korsunskaya N.E., Khomenkova L.Yu., Dhumaev B.R., Prokes S.M. The role of oxidation on porous silicon photoluminescence and its excitation Thin Solid Films. 2001. Vol. 381. P. 88-93.

32. Запорожченко В.И. Применение метода Оже-спектроскопии для количественного анализа химического состава твердого тела Электронная промышленность. 1978. Вып. 7(11)-8(12). 36-47.

33. Горелик В.А. Формализация метода количественной оже-спектроскопии Электронная промышленность. 1978. Вып. 7(11)-8(12). 47-52. 129

34. Емельянинков Д.Г., Запорожченко В.И. Электронная оже-спектроскопия как метод исследований поверхности полупроводников и металлов Микроэлектроника и полупроводниковые приборы. 1978. Вып 3. 23-29.

35. Powell C.I. Attenuation lengths of low-energy electrons n solids Surfice Science. 1974. Vol. 44. 1. P. 14-21.

36. Palmberg P.W. Quantitative analysis of solid surface by AES Anal. Chem. 1973. Vol. 45A. P. L3421-3430.

37. Hall P.H., Morabito I.M., Conley D.K. Relative sensitivity factors for quantitative auger analysis of binary alloys Surf. Science. 1977. Vol. 62. 1. P. 1-20.

38. Davis L.E., MacDonald N.C., Palmberg P.W. et al. Handbook of Auger electron spectroscopy. Minessota: Phys. Electronics Industries Inc. 1976. 235 p.

39. Гриценко B.A. Строение и электронная структура аморфных диэлектриков в кремниевых МДП-структурах Новосибирск: ВО Наука. 1993.280 с.

40. Барабан А.П., Булавинов В.В., Коноров П.П. Электроника слоев Si02 на кремнии Л.: Изд. ЛГУ. 1988. 303 с.

41. Mikkelsen J.C., Geleener F.L. Steam thermal Si02 preparation and Raman characterization of free standing films Appl. Phys. Lett. 1980. Vol. 37. 8. P. 712-714.

42. Качурин Г.А., Лейер А.Ф., Журавлев K.C., Тысченко И.Е., Гутаковский А.К., Володин В.А. и др. Влияние дозы и режима отжигов на формирование центров люминесценции в Si02, имплантированном ионами Si ФТП. 1998. Т. 32. 1 1 1371-1377.

43. Коуата Н. Catodoluminiscence study of Si02 //J. Appl. Phys. 1980. Vol. 51. 4. P. 2228-2235. 49. McKnight S,W., Palik E.D. Catodoluminescence of Si02 films J. Non-cryst. Sol. 1980. Vol. 40. P. 595-603.

44. Пундур П.А., Валбис ЯЛ. Катодолюминесценция нелегированных пленок двуокиси кремния Изв. АН ЛатвССР. 1979. Т. 19. 27-30. 130

45. Canham L.T. Silicon quantum wire array fabrication by electrochemical and chemical dissolution of wafers Appl. Phys. Lett. 1990. Vol. 57. P. 1046-1048.

46. Степанов В.И. Квантоворазмерные эффекты в фотолюминесценции пористого кремния Известия АН. Серия Физическая. 1994. Т. 58. 7. 71-77.

47. Днепровский B.C., Караванский В.А., Климов В.И., Маслов А.П. Эффект размерного квантования и сильные оптические нелинейности в пористом кремнии Письма в ЖЭТФ. 1993. Т. 57. 7. 394-397.

48. Компан М.Е., Шабанов И.Ю. Наблюдение существования размерных эффектов на фрагментах пористого кремния ФТТ. 1994. Т.36. 8. 23812387.

49. Аверкиев Н.С, Аснин В.М., Марков И.И. и др. Квантово-размерные свойства слоев пористого кремния Труды ФТИАН. 1994. Т. 7. 67-71.

50. Voos М., Uzan, Dolatande. et al. Visible photoluminescence from porous silicon: a quantum confinement effect mainly due to holes? Appl. Phys. Lett. 1992. Vol. 61. 10. P. 1213-1215.

51. Решина И.И., Гук Е.Г. Комбинационное рассеяние и люминесценция пористого кремния ФТП. 1993. Т. 27. 5. 728-735.

52. Takagahara Т., Takeda К. Theory of the quantum confinement effect on excitations in quantum dots of indirect-gap materials Phys. Rev. B. 1992. Vol. 46. №23. P. 15578-15581.

53. Tsai C Li K.-H., Sarathz J. et al. Thermal treatment studies of the photoluminescence intensity of porous silicon Appl. Phys. Lett.. 1991. Vol. 59. №22. P. 2814-2816.

54. Prokes S.M., Glembovcki O.J., Bermudez V.M. et al. SiHx excitation: an alternative mechanism for porous silicon photoluminescence Phys. Rev. B. 1992. Vol. 45. 23. P. 13788-13791.

55. Tsai C Li T.-H. et al. Correlation between silicon hydride species and the photoluminescence intensity of porous silicon Appl. Phys. Lett. 1992. Vol. 60. №14. P. 1700-1702. 131

56. Zoubir H.N., Vergnat M,, Delatour T. et al. Inteфretation of the luminescence quenching in chemically etched porous silicon by the desorption of SiH species Appl. Phys. Lett. 1994. Vol. 65. 1. P .82-84.

57. Redmarm D.A., FoUstaedt D.M., Guilinger M.J. et al. Photoluminescence and passivation of silicon nanostructures Appl. Phys. Lett. 1994 Vol. 65. 19. P. 2386-2388.

58. Mauckner G., Thonke K., Sauer R. Dynamics of the degradation by photooxidation of porous silicon: photoluminescence and FTIR absorption study J. Phys.: Condens. Matter. 1993. Vol. 5. P. L9-L12.

59. Киселев B.A., Полисадин СВ., Постников А.В. Изменение оптических свойств пористого кремния вследствие термического отжига в вакууме ФТП. 1997. Т.31. Вып. 7. 830-832.

60. Ookubo N., Опо Н., Ochiai Y. et al. Effects of thermal annealing on porous silicon photoluminescence dynamics Appl. Phys. Lett., 1992. Vol. 61. 8. P. 940-942.

61. Шелонин E.A., Найденкова M.B., Хорт A.M., Яковенко А.Г. и др. Влияние термических отжигов и химических воздействий на фотолюминесценцию пористого кремния ФТП. 1998. Т. 32. Вып. 4. 494496.

62. Бару В.Г., Колмакова Т.П., Ормонт А.Б. и др. Пространственная локализация, состав и некоторые свойства люминесцентно-активного слоя в пористом кремнии Письма в ЖТФ. 1994. Т. 20. Вып. 20. 62-66.

63. Зимин СП., Комаров Е.П., Рябкин Ю.В. Процессы переноса носителей заряда в структурах с толстыми слоями пористого кремния Изв. вузов. Электроника. 2000. Вып. 1. С 15-20.

64. Петров А.В., Петрухин А.Г. Оптическое заряжение пористого кремния ФТП. 1994. Т. 28. Вып. 1. 82-89.

65. Лешок А. А., Гермш1енко И.Н., Гапоненко СВ. и др. Фотолюминесцентные свойства полимерных композиций с 132

66. Dittrich Th., Timoshenko V.Yu. Influence of H2O atmosphere on the photoluminescence of HF passivated porous silicon J. Appl. Phys. 1994. Vol. 75. 10. P. 5436-5437.

67. Borghesi A,, Guizzetti G., Sassella A. et al. Induction-model analysis of Si-H stretching mode in porous silicon Solid State Commun. 1994. Vol. 89. 7. P. 615-619.

68. Griviskas V., Kolenda J., Bemussi A. et al. Luminescence degradation and fatique effects in porous silicon Braz. J. Phys. 1994. Vol. 24. 1. P. 349-358.

69. Tsai C, Li H.-H., Camplell J.C. et al. Lazer-induced degradation of the photoluminescence intensity of porous silicon J. Electron. Mater. 1992. Vol. 21, №6. P. 589-591.

70. Костишко Б.М,, Орлов A.M., Емельянова Т.Г. Химическая обработка пористого кремния и изменение его фотолюминесценции при непрерывном лазерном облучении //Письма в ЖТФ. 1995. Т. 21. Вып. 19,С. 32-38.

71. Журавлев К.С., Степина Н.П., Шамирзаев Т.С. и др. Кинетика затухания и возрастания фотолюминесценции пористого кремния под действием непрерывного лазерного излучения ФТП. 1994. Т. 28, 3. 482-487.

72. Ксие И.Х., Германенко И.Н., Воронин В.Ф. и др. Фотодеградация пористого кремния при импульсном возбуждении ФТП. 1995. Т. 29. Вып.4. 673-677.

73. Stevens P.D., Glosser R. Anomales photoluminescence behavior of porous silicon Appl. Phys. Lett. 1993. Vol. 63. P. 803-805.

74. Collins R.T., Tischler M.A., Stathis J.H, Photoinduced hydrogen loss from porous silicon Appl. Phys. Lett. 1992. Vol.61. 14. P. 1649-1651.

75. Nishitani H., Nakata H., Fujiwara Y. et al. Lihgt-induced degradation and recovery of visible photoluminescence in porous silicon Jap. J. Appl, Phys, Pt,2. 1992. Vol. 31. P, L1577-L1579,

76. Searson P.C., Macaulay J.M., Prokes S.M. The formation, morfology and optical properties of porous silicon structure //J. Electochem. Soc. 1992. Vol. 139. 1 LP, 3373-3378. 133

77. Богонин И.А., Иошкин В.А., Найденков М.Н. и др. Взаимосвязь интенсивности и положение пика фотолюминесценции пористого кремния в зависимости от технологии его получения и мощности накачки Микроэлектроника. 1995. Т. 24. 2. 136-139.

78. Hashimoto А., Iwata К., Ohkubo М. et al. New laser ablation phenomenon of the porous silicon films by focused N2 pulse laser irradiation J. Appl. Phys. 1994. Vol. 75. №10. P. 5447-5449.

79. Tischler M.A., Collins R.T., Sathis J.H. et al. Luminescence degradation in porous silicon //Appl. Phys. Lett. 1992. Vol. 60. P 639-641.

80. Xiao Y,, Heben M.J., Mc Cullough J.M. et al. Enchancement and stabilization of porous silicon photoluminescence by oxygen incorporation with a remoteplasma treatment Appl. Phys. Lett. 1993. Vol. 62. P. 1152-1154.

81. Yokomichi H., Takakura H., Kondo M. Electron spin resonance centers and light-induced effects in porous silicon Jap. J. Appl. Phys. Pt.2. 1993. Vol. 32. 3B. P. L365-L367. 91. К0СТИШК0 Б.М., Орлов A.M., Емельянова Т.Г. Деградация фотолюминесценции пористого кремния при электронном облучении 2-ая Российская конференция по физике полупроводников РКФП96. Г.Зеленогорск. 1996 г. Тезисы докладов. Т. 2. 211.

82. Орлов A.M., Костишко Б.М., Емельянова Т.Г. Кинетика фотолюминесценции химически обработанного пористого кремния при непрерывном лазерном облучении Неорганические материалы. 1996. Т. 32. №9.0.1035-1038.

83. Костишко Б.М., Емельянова Т.Г., Орлов A.M. Влияние химической обработки на фотолюминесценцию пористого кремния Ученые записки Ульяновского государственного университета «Твердотельная электроника». 1996. Т. I e 154-159.

84. Орлов A.M., Костишко Б.М., Емельянова Т.Г. Кинетическая модель эволюции фотолюминесценции пористого кремния Труды III Всероссийской научно-технической конференции с международным 134

85. Dahn J.R., Way В.М., Fuller E.W. et al. X-ray diffraction and x-ray absorption studies of porous silicon, siloxene, heat-treateed siloxene, and layered polysilane J. Appl. Phys. 1994. Vol. 75. 4. P. 1946-1951.

86. Chang C.S., Lue G.I. Photoluminescence and Raman studies of porous silicon under various temperatures and light illuminations Thin Solid Films. 1995. Vol. 259. 2. P. 275-280.

87. Zoubir N., Vergnat M., Delatour T et al. Natural oxidation of annealed chemically etched porous silicon Thin Solid Films. 1995. Vol. 255. 1-2, P. 228-230.

88. Kolic K., Borne E., Garsia Perez M.A. Luminescence of porous multicrystalline Sii.xGex alloys Thin Solid Films. 1995. Vol. 255. 1-2. P. 279281.

89. Быковский Ю.А., Караванский B.A., Котковский Г.Е. и др. Фотофизические процессы, стимулированные в нанопористом кремнии мощным лазерным излучением ЖЭТФ. Т. 117. Вып. 1. 136-144.

90. Корсунская Н.Е., Торчинская Т.В., Джумаев Б.Р. Два источника возбуждения фотолюминесценции пористого кремния ФТП. 1997. Т. 31. Вып. 8. 908-911.

91. Шатковский Е., Верцинский Я.. Фотолюминесценция в пористом кремнии при интенсивном лазерном облучении ФТП. 1997. Т. 31. Вып. 5. 593-596.

92. Компан М.Е., Новак И.И., Шабанов И.Ю. Исследование аномальных релаксационных процессов в люминесценции ПК ФТТ. 1995. Т. 37. 2. 359-367.

93. Banergee S., Narasimhan K.L., Ayyub P. et al. Origin of luminescence in porous silicon Solid State Commun. 1992. Vol. 84. 6. P. 691-693.

94. Голубев В.Г., Жерздев A.B., Мороз Г.К. и др. Сильное фотоиндуцированное увеличение интенсивности люминесценции анодно окисленного пористого кремния ФТП. 1996. Т. 30. Вып. 5. 852-863. 135

95. Астрова Е.В., Лебедев А.А., Ременюк А.Д. и др. Трансформация спектров зеленой фотолюминесценции пористого кремния Письма в ЖТФ. 1994. Т. 20. Вып. 13. 30-33.

96. Brandt M.S., Fuchs H.D., Stutzmann М. et al. The origin of visible luminescence from "porous silicon": a new interpretation Sol. St. Commun. 1992. Vol. 81. 307. P. 307-312.

97. Корсунская H.E., Торчинская T.B., Джумаев Б.Р. и др. Зависимость фотолюминесценции пористого Si от состава вещества на поверхности кремниевых нитей ФТП. 1996. Т. 30. Вып. 8. 1507-1515.

98. Fuchs H.D., Stutzmann М., Brandt M.S.et al. Porous silicon and siloxene: vibrational and structural properties Phys. Rev. B. 1993. Vol. 48. 11. P. 81728189.

99. Бондаренко В.П., Дорофеев A.M., Левченко В.И. и др. Метод управления параметрами люминесценции пористого кремния в видимой области спектра Письма в ЖТФ. 1994. Т. 20. 8. 61-65. ПО. Гаврилов А., Сорокин И.Н., Караванский В.А. и др. Механизм стабилизации свойств пористого кремния, сформированного в водном растворе HF:HC1:C2H50H Тез. докл. Всероссийской научно-технической конференции "Микро- и наноэлектроника 98". 1

101. Атажанов Ш.Р., Костишко Б.М., Горелик B.C. Влияние условий формирования на кристаллическую структуру и состав слоев кубического карбида кремния, выращенных из твердофазных источников на монокристаллическом кремнии Кристаллография. 1998. Т. 43. 6. 1-4.

102. Фирменс Л., Вэнник Дж., Декейсер В. Электронная и ионная спектроскопия твердых тел. М.: Мир. 1981. 256-257.

103. Костишко Б.М., Орлов A.M., Миков Н. и др. Изучение типа водородных групп и их расположения в пористом кремнии методом электронной оже-спектроскопии Неорган, материалы. 1995. Т. 11. 4. 444-446. 114. Ide Т., Nishimori Т., Tani Т. et al. Auger fine structures of surface states for Si(lll)7x7 andSi(lll)V3;cV3-Al//Surf. Science. 1989. V. 216.P. 189-197.

104. Zajac G., Bader S.D. Auger line-shape analysis of structure of hydrogenated amorphous silicon Phys. Rev. B. 1982. Vol. 26. P. 5688. 136

105. Khvostov V.V., Guseva M.B., Babaev V.G., Rylova O.Yu. Augerspecrtoscopy studies of electonic structure of amorphous carbon films Surf. Sci. 1986. Vol. 169. P. L253-L258.

106. Derrien J., Commahdre M. SiOi ultra thin films growth kinetics as investigated by surface techniques Surface Science. 1982. Vol. 118. P. 32-46.

107. Chang C.C., Boulin D.M. Oxide thickness measurements up to 120A on silicon and aluminum using the chemically shifted auger spectra Surf. Science. 1977. Vol. 69. P. 385-402.

108. Атажанов Ш.Р., Костишко Б.М., Комов A.H., Чепурнов В.И. Структура и состав пленок кубического карбида кремния, полученных методом химических транспортных реакций с использованием твердофазного свободного кремния и углерода Поверхность. 1998. 11. 117-123.

109. Горелик В.А., Каспарян P.M., Русакова Ж.П. Применение количественной оже-спектроскопии для анализа реальной поверхности кремния Электронная промышленность. 1984. 2(130). 55-58.

110. Митюхляев В.Б. Модификация поверхности монокристаллов CdS в результате электронного облучения Поверхность, 1996. Т. 7. 23-29.

111. Many А., Goldsten Y. Auger electron spectroscopy for quantitative analysis Appl. Phys. Lett. 1988. Vol. 53. 3. P. 192-194.

112. Распыление твердых тел ионной бомбардировкой. Под. ред Р.Бериша. М.: Мир. 1984. 336 с.

113. Костишко Б.М., Пузов И.П., Нагорнов Ю.С. Стабилизация светоизлучающих свойств пористого кремния термовакуумным отжигом Письма в ЖТФ. 2000. Т. 26. Вып. 4. 50-55.

114. Ельцов К.Н., Караванский В.А., Мартынов В.В. Модификация пористого кремния в сверхвысоком вакууме и вклад углеродных нанокристаллов в фотолюминесценцию ПК Письма в ЖЭТФ. 1996. Т. 63. Вып. 2. 106-111. 137

115. Ершов Г., Кораблев B.B., Немченас P.Л. Электронные оже-спектры окислов кремния различного стехиометрического состава ЖТФ. 1981. 12. 2584-2586.

116. Костишко Б.М., Нагорнов Ю.С. Механизм водного дотравливания пористого кремния п-типа проводимости в электрическом поле ЖТФ. 2001. Т. 71. 60-66.

117. Компан М. Е., Шабанов И. Ю. О механизме самоформирования наноразмерных структур пористого кремнияпри бестоковом водном дотравливании ФТП. 1995. Т. 29. 1250-1256.

118. Костишко Б.М., Нагорнов Ю.С, Апполонов СВ. Механизм водного дотравливания пористого кремния п-типа проводимости во внешнем электрическом поле Труды VI Международной конференции Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы, Ульяновск. 2004. 148.

119. Temkin R.J. An analysis or the radial distribution function of SiOx J. NonCryst. Sol. 1975. Vol. 17. P. 215-230.

120. Филиппов B.B., Бондаренко В.П„ Перушкевич П.П, Спектры фотолюминеценции и фотовозбуждения пористого кремния, подвергнутого анодному окислению и травлению ФТП. 1997. Т. 31 9. 1135-1131.

121. Nakajima А., Itakura Т., Watanabe S. et al. Photoluminescence of porous silicon, oxidized then deoxidized chemically Appl. Phys. Lett. 1991. Vol. 61. l.P.46-48.

122. Кузнецов B.C., Проказников A.B. Явления самоорганизации при деформационно-тепловой неустойчивости в ходе анодного травления кремния в растворе HF Письма в ЖТФ. 1999. Т. 25. Вып. 6. 81-88.

123. Possum J.G., Mertens R.P., Lee D.S. et al. Carrier recombination and lifetime in highly doped silicon Solid State Electron. 1983. Vol. 26. P. 569-576.

124. Tyagi M.S., Overstraaten R. Minority carrier recombination in heavily-doped silicon// Solid State Electron. 1983. Vol. 26. P. 577-583. 138

125. Костишко Б.М., Нагорнов Ю.С, Дроздов А.В., Апполонов С В Особенности зарядки поверхности пористого кремния после длительного термовакуумного отжига Труды международной конференции "Физические процессы в неупорядоченных полупроводниковых структурах Ульяновск, 4*1, 1999. С 75.

126. Kostishko В.М., Nagomov Yu. S., Appolonov S.V. The modification of the properties of n-type conductivity porous silicon by argon ion irradiation Vacuum. 2004. Vol. 73. P. 105-108.

127. Kanemitsu Y., Ogawa Т., Shiraishi K., Takeda K. Visible photoluminescence fi-om oxidized Si nanometer-sized spheres: Excitation confinement on a spherical shell Phys. Rev. B. 1993. Vol. 48. 7. P. 4883-4886.

128. Becerril F.G., Torchynska T.V., Morales Rodriguez M., L. Khomenkova, L.V. Scherbina Formation of Si/SiOx interface and its influence on photoluminescence of Si nano-crystallites Microelectronics Journal. 2003. Vol. 34. P. 759-761.

129. Torchinska T.V., Diaz Cano A., Marales Rodriguez M., Khomenkova L. Yu. Hot carriers and excitation of Si/SiOx interface defect photoluminescence in Si nanocristallites Physica B. 2003. Vol. 340-342. P. 1113-1118.

130. Волькенштейн Ф.Ф. Электронные процессы на поверхности полупроводников при хемосорбции. Москва: Наука. 1987. 431 с. 139

131. Энергия оже-электрона в этом случае дается выражением Е Е-2{+(р), (1.2) в котором ЕА энергия остовного уровня, вовлеченного в оже-процесс, а ф работа выхода электрона в веществе. Величины уо( А) и /?(-А) зависят от плотности состояний при энергиях и от матричного элемента перехода W/ 1 (1.3) 12 В котором \\fi волновая функция начального состояния, а \i/f волновая функция конечного состояния с двумя дырками и эммитированным электроном.