Пьезоспектроскопический анализ механических напряжений в Si3N4 и AlN, облученных тяжелыми ионами высоких энергий

Аннотация

Методы рамановской пьезоспектроскопии с пространственным разрешением в данной работе были использованы для изучения профилей остаточных механических напряжений в поликристаллических нитридах кремния и алюминия, облученных высокоэнергетическими ионами висмута c энергией 710 МэВ до флюенсов 1 × 10¹², 2 × 10¹² и 1 × 10¹³ см^-2. По результатам установлено, что в облученном слое Si₃N₄ формируются поля напряжений различного знака, разделенные буферной зоной, находящейся на глубине, совпадающей с толщиной слоя образца, аморфизованного при высоких флюенсах ионов за счет многократного перекрытия трековых областей. На больших глубинах регистрируются растягивающие напряжения, уровень которых достигает максимального значения в области конца пробега ионов. Показано что, в отличие от Si₃N₄, уровень радиационно-стимулированного изменения механических напряжений в AlN был в пределах ошибки измерений по всей толщине облученного слоя, только за исключением приповерхностной области. Наблюдаемый эффект связывается с разной структурной чувствительностью нитридов кремния и алюминия к воздействию ионизации высокой плотности – образованием аморфных латентных треков в Si₃N₄ и их отсутствием в AlN.