CC BY
2
УДК 004.02:004.5:004.9
Раббимов Э.А., к. ф-м. наук
доцент
Джизакский политехнический институт
Узбекистан, г.Джизак Жураева Н.М. старший преподаватель
Джизакский политехнический институт
Ахмаджонова У.Т. ассистент
Джизакский политехнический институт
Узбекистан, г.Джизак
ВЛИЯНИЕ ОКИСНОЙ ПЛЕНКИ НА КОЭФФИЦИЕНТЫ РАСПЫЛЕНИЯ КРЕМНИЯ
Аннотация: Основной целью данной работы являлось изучение влияния внедренных атомов Ba на коэффициент распыления поверхности кремния и изучение влияния ионной бомбардировки на разрушение тонкой окисной пленки формирующийся на поверхности Si.
Ключевые слова: вакуум, оже-электронной спектроскопии, высокотемпературным прогревом, монте-карловская модель
Rabbimov E.A. associate Professor Jizzakh Polytechnic Institute Uzbekistan, Jizzakh Juraeva N.M. senior Lecturer
Jizzakh Polytechnic Institute Akhmadjonova U. T.
assistant
Jizzakh Polytechnic Institute Jizzakh, Uzbekistan
EFFECT OF OXIDE FILM ON SILICON SPRAY COEFFICIENTS
Annotation: The main goal of this work was to study the effect of embedded Ba atoms on the sputtering coefficient of the silicon surface and to study the effect of ion bombardment on the destruction of a thin oxide film formed on the Si surface.
Keywords: vacuum, Auger electron spectroscopy, high temperature heating, Monte Carlo model
Бомбардировка чистого Si и Si с окисной пленкой проводились ионами Ва+, Si+ и Аг+ с энергией Е0 = 0,5 - 5 кэВ перпендикулярно к поверхности при вакууме не хуже, чем 10-5 Па. Состав поверхности и приповерхностных слоев изучались методом оже-электронной спектроскопии (ОЭС). Профили распределения атомов по глубине определялись методом ОЭС в сочетании с травлением поверхности ионами Аг+ с Е0 = 3 кэВ. Перед ионной бомбардировкой образцы Si (111) очищались высокотемпературным прогревом.
Расчеты выполнялись с разработанных
алгоритмов,
использованием статических моделей и Т.С. Пугачевой, где использовалась динамическая монте-карловская модель CASNEW-D [1]. В этой модели рассматривается изменение концентраций всех компонент (в том числе и имплантируемой примеси) в каждом слое толщиной порядка межатомного расстояния. Такое изменение происходит за счет каскадного перемешивания, распыления, а также релаксации концентрационных напряжений, возникающих при больших дозах облучения. На рис. 1 приведены экспериментальные и расчетные профили распределения атомов Ва в Si для Si, имплантированного ионами Ва+ с Е0 = 1 кэВ при дозах D = 51015, 1016 и 81016 см-2 [2]. Видно, что с повышением дозы распределение стремится к ступенчатому.
Рис. 1. Расчетные (1' - 3') и экспериментальные (1 - 3) зависимости атомной концентрации Ва по глубине для Ео = 1 кэВ при дозах Б, см-2: 1, 1' -6-1015, 2, 2' - 1016, 3, 3' -2-1016, 4' - 8-1016.
Экспериментальные результаты показали, что начиная с D = 2 1016см-2с ростом дозы ионов концентрация Ва немного увеличивается лишь на поверхности и вблизи нее. При высоких дозах облучения наступает насыщение. В расчетах насыщение наступает начиная с D = 41016 см-2, а в эксперименте - с D = 8 1016см-2. Грубые расчеты выполненные согласно формуле показали, что при Е0 = 1 кэВ и г = 0,6, значение Спред=0,58 (58 ат.%), что близко соответствует точному расчету (СВа = 52ат.%) и экспериментальным данным (СВа = 49 ат.%).
На рис. 2 приведены расчетные кривые зависимости парциальных коэффициентов распыления атомов Si и Ва от дозы облучения, происходящие при бомбардировке Si ионами Ва+ с Е0 = 1 кэВ [2]. Видно, что при низких дозах ионов ^ < 5 1015 см-2) с ростом дозы коэффициент
распыления Si почти линейно растет, а начиная с D= 1016см-2 заметно не меняется.
Рис. 2. Зависимость от дозы парциальных коэффициентов распыления Si и Ba для Е0 =
1 кэВ.
Одновременно в поверхностном слое концентрация атомов Ва увеличивается, соответственно в интервале доз от ~ 51015 см-2 до ~ 51016 см-2 увеличивается коэффициент их распыления. При высоких дозах (D > 5 1016 см-2) наступает насыщение, т.е. начиная с определенной дозы не меняется концентрация примеси в поверхностном слое и парциальные коэффициенты распыления Si и Ba стабилизируются на определенном уровне.
Использованные источники:
1. Pugacheva T.S., Jurabekova F.G., Lem S.A., Miyagawa Y., Valiev S.Kh. // Nucl. Instrum. Methods. Phys. Res. B. 1997. V. 127 - 129. P. 260.
2. Рузибаева М.К., Умирзаков Б.Е. Исследование профиля распределения имплантируемой примеси при высоких дозах облучения. XXII Международная конференция взаимодействие ионов с поверхностью «ВИП-2015». Москва, Россия. 20 - 24 августа 2015 г. с. 183 - 185.
