Влияние энергии дефекта упаковки на образование структурных дефектов в полупроводниках Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

Маноматериалы и нанотехнологии в азрокрсмической отрасли

Solidi. A: Applications and Materials Science. 1991. Vol. 127. P. 75-86.

3. Mullins J. T., Taguchi T., Brown P. D., Loginov Y. Y., Durose K. Growth and optical properties of CdS:(Cd,Zn)S strained layer superlattices // Japanese Journal of Applied Physics. 1991. Vol. 30, № 11. P. L1853-L1856.

References

1. Loginov Y. Y., Brown P. D., Durose K. The structural defect formation in A2B6 semiconductors. Moscow: Logos, 2003. 304 p.

2. Loginov Y. Y., Brown P. D., Thompson N. TEM study of the interaction of sub-threshold electron beam induced defects in II-VI compounds // Physica Status Solidi. A: Applications and Materials Science. 1991. Vol. 127. P. 75-86.

3. Mullins J. T., Taguchi T., Brown P. D., Loginov Y. Y., Durose K. Growth and optical properties of CdS:(Cd,Zn)S strained layer superlattices // Japanese Journal of Applied Physics. 1991. Vol. 30, № 11. P. L1853-L1856.

© Mo3xepHH A. B., naKHHH H. H., 2016

УДК 539.25

ВЛИЯНИЕ ЭНЕРГИИ ДЕФЕКТА УПАКОВКИ НА ОБРАЗОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ ДЕФЕКТОВ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ

А. В. Мозжерин

Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 E-mail: amozzherin@sfu-kras.ru

Рассмотрены особенности дефектообразования в полупроводниках с различной энергией дефекта упаковки (ЭДУ). Показано, что дефектообразование происходит интенсивнее, и в первую очередь в полупроводниках с низким значением ЭДУ. Приводится анализ критического радиуса дислокационных петель, образующихся в полупроводниках с различным значением ЭДУ. Материалы, имеющие невысокое значение энергии дефекта упаковки, склонны к быстрому росту дефектной сети и деградации материала при работе в неблагоприятных условиях.

Ключевые слова: энергия дефекта упаковки, полупроводниковые материалы, просвечивающая электронная микроскопия.

INFLUENCE OF THE STACKING FAULT ENERGY ON THE STRUCTURAL DEFECT FORMATION IN SEMICONDUCTORS

A. V. Mozzherin

Siberian Federal University 79, Svobodnyi Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation E-mail: amozzherin@sfu-kras.ru

The structural defect formation in semiconductors with different values of the stacking fault energy (SFE) is discussed. It is shown, that the defect formation is more intense in the first place in semiconductors with low value SFE. Materials having low stacking fault energy are prone to rapid growth of networks and defective degradation of the material when operating under adverse conditions.

Keywords: stacking fault energy, semiconductor materials, transmission electron microscopy

Полупроводники активно используются в приборах для космического применения. Однако полупроводники с невысоким значением энергии дефекта упаковки (ЭДУ) склонны к быстрой деградации, связанной с быстрым ростом дефектной сети при работе в неблагоприятных условиях [1; 2]. Формирование структурных дефектов в полупроводниках происходит также в процессе выращивания, последующих обработках и легировании [3].

Результаты исследований формирования дефектов в полупроводниках показали, что после отжига образ-

цов в них образуются примесные преципитаты. Все это сопровождается трансформацией ростовых дислокаций и образованием дислокационных петель, что необходимо для снятия упругих напряжений в массиве кристалла.

Установлена зависимость параметров структурных дефектов в полупроводниках от ЭДУ.

Вычислив значение энергии дефекта упаковки, нами были рассчитаны критические радиусы дислокационных петель в полупроводниковых материалах.

Решетневс^ие чтения. 201б

Значения ЭДУ и rcrit для ряда нолунроводников

Материал а, nm Коэффициент Пуассона Модуль сдвига, GPa ЭДУ, mJ/m2 rcrit , nm

Ge 0,566 0,26 31,7 90 ~ 3,8

Si 0,543 0,27 42,9 50-60 7,9-10,1

GaAs 0,565 0,31 32,9 55±5 7,8-9,9

ZnTe 0,609 0,36 17,3 16±4 22,5-42,5

CdTe 0,648 0,41 9,2 11±1,9 26,3-41

ZnSe 0,566 0,28 27,5 11,4±1,3 38,4-51

CdS 0,527 0,4 16,1 7,8±1,9 44,9-80,2

ZnS 0,541 0,38 21,7 5-6 110-136

В таблице показана зависимость «критических» радиусов дислокационных петель, образовавшихся в полупроводниках в результате скопления точечных дефектов, в зависимости от величины ЭДУ.

Полученные значения «критического» радиуса дислокационных петель подтверждаются экспериментальными результатами, полученными методами просвечивающей электронной микроскопии. Установлено, что в сульфиде цинка, имеющем самое низкое значение ЭДУ среди полупроводников A2B6, установлены самая высокая плотность и разнообразие структурных дефектов, а размеры дислокационных петель могут достигать значений, на несколько порядков превышающих аналогичные размеры в других материалах. Поэтому использование приборов и устройств на основе сульфида цинка в космической технике осложняется высокой скоростью деградации материала.

Библиографические ссылки

1. Логинов Ю. Ю., Браун П. Д., Дьюроуз К. Закономерности образования структурных дефектов в полупроводниках А2В6. М. : Логос, 2003. 304 с.

2. Loginov Y. Y., Brown P. D., Thompson N. TEM study of the interaction of sub-threshold electron beam

induced defects in II-VI compounds // Physica Status Solidi. A: Applications and Materials Science. 1991. Vol. 127. P. 75-86.

3. Mullins J. T., Taguchi T., Brown P. D., Loginov Y. Y., Durose K. Growth and optical properties of CdS:(Cd,Zn)S strained layer superlattices // Japanese Journal of Applied Physics. 1991. Vol. 30, № 11. P. L1853-L1856.

References

1. Loginov Y. Y., Brown P. D., Durose K. The structural defect formation in A2B6 semiconductors. Moscow: Logos, 2003. 304 p.

2. Loginov Y. Y., Brown P. D., Thompson N. TEM study of the interaction of sub-threshold electron beam induced defects in II-VI compounds // Physica Status Solidi. A: Applications and Materials Science. 1991. Vol. 127. P. 75-86.

3. Mullins J. T., Taguchi T., Brown P. D., Loginov Y. Y., Durose K. Growth and optical properties of CdS:(Cd,Zn)S strained layer superlattices // Japanese Journal of Applied Physics. 1991. Vol. 30, № 11. P. L1853-L1856.

© Mo3xepHH A. B., 2016

УДК 538.911

ФОРМИРОВАНИЕ АТОМНО-УИОРЯДОЧЕННОИ СТРУКТУРЫ ТИПА L10 ПРИ ТВЕРДОФАЗНОЙ РЕАКЦИИ в ТОНКИХ ПЛЕНКАХ Cu/Au*

Е. Т. Моисеенко1*, Р. Р. Алтунин1, Н. С. Николаева2, С. М. Жарков3

1 Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 2Институт неорганической химии имени А. В. Николаева СО РАН Российская Федерация, 630090, г. Новосибирск, просп. им. Лаврентьева, 3 3Институт физики имени Л. В. Киренского СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/38 *E-mail: e.t.moiseenko@ya.ru

Исследована температурная зависимость параметра порядка атомно-упорядоченной фазы CuAuI, сформированной в результате твердофазной реакции, инициированной термическим нагревом, в тонких двухслойных пленках Cu/Au.

Ключевые слова: тонкие пленки, твердофазная реакция, атомное упорядочение, in situ исследования, просвечивающая электронная микроскопия, дифракция электронов.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты № 14-03-00515-а, 16-32-00225-мол_а).