Определение свойств парамагнитных центров нитрида кремния, при различных условиях термической обработки

Авторы

  • D.O. Murzalinov Satbayev University, Физико-технический институт, Казахстан, г.Алматы http://orcid.org/0000-0001-6519-1969
  • B.A. Rakymetov Satbayev University, Физико–технический институт, Казахстан, г. Алматы http://orcid.org/0000-0002-7326-4774
  • B.A. Baitimbetova Satbayev University, Физико–технический институт, Казахстан, г. Алматы http://orcid.org/0000-0002-3728-2430
  • A. Shaikenova Satbayev University, Физико–технический институт, Казахстан, г. Алматы http://orcid.org/0000-0002-1894-0223
  • D.A. Muratov Satbayev University, Физико–технический институт, Казахстан, г. Алматы http://orcid.org/0000-0003-4970-9101

DOI:

https://doi.org/10.26577/RCPh.2022.v80.i1.04

Ключевые слова:

метод PECVD, нитрид кремния, термическая обработка, парамагнитные центры, оборванные связи

Аннотация

Исследование процесса формирования парамагнитных светоизлучающих частиц на основе материала, хорошо интегрированного в планарную кремниевую технологию, является актуальной задачей. Нитрид кремния широко используется в качестве изолирующего и пассивирующего слоя благодаря диэлектрическим свойствам и из-за высокого энергетического барьера на границе раздела сред. Методом PECVD были получены образцы SiNx/SiO2/Si, в которых обнаружены парамагнитные центры. Особенностью этого метода является осаждение при низких температурах (250-300°C), что приводит к образованию связей с водородом. При дальнейшем отжиге водород испаряется и образуются частицы с оборванными связями. Интересным является факт обнаружения сигнала в слабых полях. Длительный печной отжиг в среде Ar при 800°C не изменяет параметры сигнала между третьей и четвертой компонентой марганца, однако сигнал в слабых полях снижается. Термическая обработка при 1100°C в среде Ar преобразует сигнал между третьей и четвертой компонентой марганца и восстанавливает сигнал в слабых полях. Природа данных сигналов соответствует суперпозиции K и N излучательных центров. В зависимости от температуры отжига образца сигнал в слабых полях существенно уменьшается.

Библиографические ссылки

1 I. Parkhomenko, L. Vlasukova, F. Komarov and et al., Thin Solid Films 626, 70-75 (2017).

2 V.A. Gritsenko, E.E. Meerson, I.V. Travkov and Yu.V. Goltvjanskii, Microelectronics (Sov) 16, 42-50 (1987).

3 I. Fujiwara, H. Aozasa, A. Nakamura, Y. Komatsu, Y. Hayashi, Proc. IEDM, 995-998 (1998).

4 D. Murzalinov, A. Akilbekov, A. Dauletbekova, L. Vlasukova, M. Makhavikov and M. Zdorovets, Materials research express 3, 1-7 (2018).

5 V.Ya. Bratus, S.M. Okulov, E.B. Kaganovich, I.M. Kizyak, E.G. Manoilov, Physics and technology of semiconductors 5, 621-625 (2004).

6 V. Zakorzhevsky, Concise Encyclopedia of Self-Propagating High-Temperature Synthesis, 339-341 (2017).

7 K. Ma, J. Y. Feng and Z. J. Zhang, Nanotechnology 14, 4650-4653 (2006).

8 Y.Q. Wang, G.L. Kong, W.D. Chen, H.W. Diao, C.Y. Chen, S.B. Zhang and X. B. Liao, Appl. Phys. Lett. 81, 4174-4176 (2002).

9 C. Liu, C. Li, A. Ji, L. Ma, Y. Wang and Z. Cao, Nanotechnology 16, 940-943 (2005).

10 T. Y. Kim, N. M. Park, K. H. Kim, G. Y. Sung, Y. W. Ok, T. Y. Seong and C. J. Choi, Appl. Phys. Lett. 85, 5355-5357 (2004).

11 P. Singh, S. Ghosh, G.V. Prakash, S.A. Khan, D. Kanjilal, A.K. Srivastava, H. Srivastava and P. Srivastava, Nucl. Instr. Meth. 276, 51-55 (2012).

12 D. Savchenko, A. Poppl and A.H. Kassiba, Frontiers in Magnetic Resonance, 225-242 (2018).

13 V.K. Cherkasov, Yu.A. Kurskiy, K.A. Kozhanov, M.P. Bubnov and V.A. Kuropatov, Electronic tutorial, 53, (2010).

14 H. Li, F. Sun, T. Dong and X. Xu, IOP Conference Series Materials Science and Engineering 678, 1-6 (2019).

15 M.C. Caillahua, F. Moura and G. Solorzano, Journal of Nanotechnology 3, 1-2 (2019).

16 J. Robertson, Journal of Non-Crystalline Solids 187, 297, (1995).

17 S.V. Desphande, F. Gulari, S.W. Brown and S.C. Rand, J. Appl. Phys. 77, 6534-6541 (1995).

18 W.L. Warren, J. Robertson and J. Kanicki, Appl. Phys. Lett. 63, 2685-2687 (1993).

19 N.A. Dobychin, M.N. Ivin, A.N. Kachemtsev and V.V. Karzanov, Collection of reports. Application of laser technologies for solving problems in physics of high energy densities. XX Kharitonov readings 2, 174-176, (2018).

20 M.N. Brekhovskikh, S.P. Solodovnikov, L.M. Moiseeva, I.A. Zhidkova, G.L. Denisov, V.A. Fedorov, Inorganic materials 7, 756-759 (2019).

21 Q. Xu, Y.X. Li, X.N. Li, J.B. Wang, F. Yang, Y. Yang and T.L. Ren, Modern physics letters B 6, 1-16 (2017).

22 H.B. Huang, Z.H. Yue, Y.P. He, J.R. Yuan, X.X. Zeng, N.G. Zhou and L. Zhou, Journal of wuhan university of technology-materials science edition 3, 585-588 (2018).

23 N. El Arbi, R. Jemai, K. Khirouni and H. Khemakhem, Silicon 4, 2075-2086 (2019).

24 K. Jumaa, S.A. Hadi, A. Nayfeh, IEEE, 1909-1912, (2019).

25 E.S. Demidov, N.A. Dobychin, V.V. Karzanov, M.O. Marychev and V.V. Sdobnyakov, Semiconductor physics and technology 7, 961-965 (2009).

26 I.P. Vorona, S.S. Ishchenko, S.M. Okulov and V.V. Nosenko, Semiconductor physics quantum electronics & optoelectronics 1, 60-65 (2020).

Загрузки

Опубликован

2022-03-02

Выпуск

Том 80 № 1 (2022): Вестник. Серия физическая

Раздел

Физика конденсированного состояния и проблемы материаловедения. Нанонаука