Электронная структура, состав и фотолюминесценция пористого кремния тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

ГГЙ од

На правах рукописи

МАНУКОВСКИЙ Эдуард Юрьевич

ЭЛЕКТРОННАЯ СТРУКТУРА, СОСТАВ И ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ПОРИСТОГО КРЕМНИЯ

Специальность: 01.04 ) 0 - физика полупроводников и диэлектриков

АВТОРЕФЕРАТ

на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Воронеже - 2000

Работа выполнена на кафедре государственного университета

НАУЧНЫЕ РУКОВОДИ! ЕЛЬ:

КОНСУЛЬТАНТ:

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ:

физики твердого тела Воронежско:

доктор физико-математических наук, профессор В.А. Терехов кандидат физико-математических наук, доцент В.М. Кашкаров

доктор физико-математических наук, профессор В.В. Чернышо» доктор физико-математических наук, профессор H.H. Безрядин Физико-технический институт Уральского отделения РАН (г. Ижевск'

Защита состоится 1 июня 2000 года в 15— часов на заседай диссертационного совета Д 063.48.06 при Воронежском государствен^ университете по адресу: 394693, г. Воронеж, Университетская пл, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан 24- апреля 2000 года.

¿3*9. ¿4Э*3^03, 8 3

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физико-математических

м

наук, доцент Jkr В К. Маршако

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В последние годы серьезное и пристальное лание уделяется перспективному материалу - пористому кремнию (ПК). И не случайно. Свойства монокристаллического кремния достаточно хорошо [ены. Благодаря удачному сочетанию свойств у него есть множество >мненных преимуществ перед другими полупроводниковыми материалами, )шо отработана технология получения полупроводниковых приборов на его >ве. Ко у монокристаллического кремния есть ограничения в его иененни. Как известно, монокристаллический кремний является )ямозонным полупроводником, с низкой эффективностью квантового выхода ннесценции, и поэтому не может быть использован для создания »электронных приборов. Для этих целей приходится применять прямозонные .■проводники: СаАз, 1пР и другие, которые плохо совместимы с кремниевой юлогисй.

Недавно было установлено, что пористый кремний, который получается трохимическнм травлением обычного монокристаллического кремния, при ¡ужденин его УФ излучением интенсивно люминесцирует в видимом газоне. Это, в перспективе, дает возможность создания па его основе оизлучающих устройств, работающих в видимой области спектра, перехода полностью кремниевую технологию при создании различных ¡электронных устройств и схем, а также возможность создания полностью шиевого оптоэлектронного компьютера, который может стать новым >лением вычислительной техники. Дальнейшие исследования этого ¡риала показали, что ПК можно использовать в качестве газового сенсора на .1 воды, аммиак и, возможно, другие соединения.

Однако, этот перспективный материал является весьма сложным объектом исследований. Его свойства и структура сильно зависят от технологии и 1мов получения, поэтому представляет большой интерес определение симости свойств этого материала от его структуры и фазового состава.

Кроме того, поскольку обнаружено, что свойства пористого кремния, к; нестабильной системы изменяются со временем, представляет интер исследование электронного строения ПК, подвергнутого отжигам, посколы известно, что отжиги ускоряют процесс стабилизации его свойств. Принимая : внимание, что состав и структура пористого слоя могут быть неоднородны ] глубине, представляют интерес неразрушающие методы, позволяют] проводить послойные исследования материалов.

Целью работы Изучение взаимосвязи состава, электронного строения фотолюминесценции пористого кремния.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задача

1. Разработка технологии получения ПК с высокой интенсивность фотолюминесценции методом электрохимического травления на подложк различных кристаллографических ориентации, (для кремния п-типа)

2. Разработка методики анализа "фазового" состава поверхностных ело ПК по рентгеновским эмиссионным спектрам (РЭС).

3. Изучение электронного строения и "фазового" состава поверхности! слоев пористого кремния в зависимости от условий травления.

4. Исследование влияния окисления ПК на его электронное строение фотолюминесценцию.

В качестве объектов исследования использовались подлож] монокристаллического кремния <100> и <111> с удельным сопротивленш 0.35 Ом*см. ПК получался методом электрохимического травления п] постоянной плотности тока в растворах на основе НР и изопропилового спирта

Научная новизна представленных в работе результатов определяется те

что:

1) Установлено наличие нескольких "фаз" в поверхностных слоях П соотношение которых зависит от условий получения ПК, выдержки . Еоздухе и отжига в кислороде

2) Впервые в поверхностных слоях ПК обнаружена фаза разупорядоченно кремния, который окисляется при выдержке на воздухе.

3) Обнаружено наличие на поверхности Г1К промежуточного оксида 8Ю, не возникающего при охислешш монокристаллического кремния. Содержание этого оксида с ростом температуры отжига в кислороде уменьшается и одновременно уменьшается интенсивность фотолюминесценции. илнческая значимость работы: Разработанная лабораторная технология позволяет получать образцы ПК, проявляющие высокую интенсивность фотолюминесценции в видимой области спе.'ара при комнатной температуре на более технологичной подложке п-типа, что всегда представлялось затруднительным. По разрабртанному математическому алгоритму была создана компьютерная программа расчета, позволяющая рассчитывать "фазовый" состав, материалов, содержащих различные кристаллические и аморфные фазы на основе заданных РЭС эталонов, 'чиые положения, выносимые на защиту: При электрохимическом травлении в поверхностных слоях ПК образуется значительное количество атомов кремния в разупорядоченном состояния При выдержке на воздухе ПК эти атомы в значительной степени переходят в оксид. При этом кроме обычного формируется промежуточный оксид 510, не наблюдаемый при окислении монокристалла.

При низкотемпературном отжиге ПК в потоке кислорода с ростом температуры отжига происходит окисление поверхностных слоев с увеличением доли стехиометрического оксида и уменьшением промежуточного оксида.

Интенсивность ФЛ ГПС возрастает при выдержке на воздухе, а также при 100 °С отжиге в кислороде, параллельно с ростом содержания промежуточного оксида. Ее пик находится в области 640-700 нм. и не меняет своего положения, а с дальнейшим ростом температуры отжига интенсивность ФЛ резко падает.

Лнчнып вклад автора.

Лабораторная технология получения ПК на подложках п-тип проявляющего интенсивную ФЛ, была разработана лично автором. Разработг алгоритм, написана компьютерная программа для математического анали: "фазового" состава экспериментальных спектров, произведены расчеты bcs экспериментальных РЭС спектров, а также интерпретация получениь результатов.

Аппробпция результатов работы.

Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались i Первом Российско-Германском семинаре по Рентгеновской и Электронж Спектроскопии (Воронеж, Май-июнь 1996), XVI-междунар. школы-семина «Рентгеновские и электронные спектры и химическая связь» Воронеж май-ию 1996г, ECASIA - European Conference on Surface and Interface Analysis (Швеш Осень-1996), Всероссийская Научная Студенческая Конференция (Екатеринбу) Февраль-1997). ICES - International Conference on Electron Spectroscopy (Япон1 Сентябрь-1997), Школа-семинар по рентгеновской и электронной спектроскоп (Екатеринбург, 1998), XYI Научная Школа-семинар «Рентгеновские электронные спектры и химическая связь», (Ижевск, 1998), IVC-14 (Birmingha GB, 1998), E-MRS 1999, Spring meeting; (June, 1999, Strasbourg, Fiance), I Bcepi конф. "Химия поверхности и нанотехнология" Санкт-Петербург-Хилово (сен окт. 1999 г.), 3rd Russian-German seminar on electron and X-ray spectrosco] (Екатеринбург, осень 1999.)

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 14 печати работах, цитируемых по ходу изложения диссертации.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введен четырех глав, заключения, изложенных на 125 страницах машинописного текс включая 49 рисунков и список литературы на 95 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

По «ведении к диссертации обоснована актуальность темы, рмулированы цель и задачи работы, ее научная новизна, практическая шмость полученных результатов и научные положения, выносимые на .иту.

В перкой главе на основе литературных данных дается обзор основных йств ПК, прежде всего, фотолюминесценции. Рассматривается использование тичных методов исследования его свойств и структуры, а также основные оды его получения; такие как электрохимический и химический способы. ;м рассматриваются предложенные в литературе основные модели, яснятошие свойство ФЛ в ПК, а также доводы в защиту и против каждой из Вкратце приводятся теоретические основы метода рентгеновской ссионной спектроскопии, который используется в работе. Вторая глава посвящена описанию методики и условий получения ПК, а ■ке его отжигов. Рассматриваются используемые методы исследований его Яств, такие как: ультрамягкая рентгеновская эмиссионная спектроскопия №ЭС), спектроскопия квантового выхода внешнего рентгеновского оэффекта (СКВ) и получение спектров фотолюминесценции (ФЛ), а также одика компьютерного анализа РЭС ПК.

Образцы ПК были приготовлены на кремниевой подложке п-типа КЭФ-0,3 с ентааией <111> и <100> методом электрохимического травления в растворе виковой кислоты, изопропнлового спирта и 10% перекиси водорода [3:3:1] плотности тока = 15 мА/см2 и времени травления 10 минут. После зления образцы промывались в дистиллированной воде и изопропиловом рте и высушивались на воздухе в течение нескольких часов. Все полученные азцы проявляли интенсивную ФЛ в диапазоне 640-740 нм. Съемки рентгеновских эмиссионых - спектров (РЭС) и спектров СКВ

в области - края производились на рентгеновском спектрометре-

охроматоре РСМ-500. При получении РЭС съемка спектров производилась токе анода рентгеновской трубки 1 мА и ускоряющем напряжении на аноде что соответствует эффективной глубине анализа порядка 60 нм. Для СКВ

спектров ток анода рентгеновской трубки составлял '200 мА, ускоряюще напряжение - 6 кВ. Si Ь;,з - спектры эмиссии и СКВ позволяют получит информацию о распределении Si 3s(d) - состояний соответственно в валентно зоне и зоне проводимости, чувствительном к характеру химического окружени атомов кремния.

Полученные РЭС математически обрабатывались с помощью спениальн разработанной программы, которая рассчитывала процентное соотношеш присутствующих в образцах ПК эталонных "фаз" по заданным спектра эталонов, с учетом их характерных особенностей: главных максимумо минимумов, точек перегиба, точек максимумов, незначительных по свое интенсивности, общей формы спектра. Эталоны для анализа выбирались iicxoí из формы РЭС образцов, с учетом энергетического положения их максимумов, также учитывая возможные физико-химические процессы на поверхности П при его формировании и последующих обработках.

На рис. 1 представлены эталонные спектры c-Si (а), кремния nocí имплантации аргона дозой соответствующей порогу аморфизации Si (Ar) (Ь S1O2 (с), SiO¡ 3 (d). На этом же рисунке представлен результат анали: экспериментального спектра ПК, хранившегося на атмосфере 5 месяцев (е Результат синтеза из спектров эталонов проведен сплошной кривой. С соответствует составу: c-Si -46%, Si(Ar) - 10 %, Si02 - 29%, SiOi 3 - 10%.

d

Рис. 1. Рентгеновсю эмиссионные Ьг.з - спе тры эталонов: а) с-51, Б1(Аг) - Si после имплант ции аргона дозой соотве ствующей порогу аморф зации с) БЮ2, d) 54013 и ПК, хранившегося ]

С

b

а

атмосфере 5 месяцев.

S1

S6

91

96 101 Е, эВ

В третьей главе на основе РЭС рассматриваются ориентационные эффекты ¡одного ПК, фазовый анализ ПК на различных стадиях его травления, а также :ктры фотолюминесценции.

Математический компонентный анализ с использованием имеющихся ;ктров эталонных образцов показывает, что в целом, ПК представляет собой шное структурно-"фазовое" образование, состоящее преимущественно из нокристаллического Si с присутствием значительного количества ; упорядоченного кремния, а также обычного и дефектного промежуточного лада.

Установлено, что ПК с ориентацией <100> растравливается в большей пени по сравнению с образцом ПК <111>, показывает наличие большего шчества промежуточного оксида SiOi з, и имеет большую степень упорядочивания поверхности, поскольку в нем обнаруживается большее шчество разупорядоченного кремния.

Нами было замечено, что на начальном этапе травления ПК шруживаются наибольшие различия в кинетике травления ПК для разных (ентаций подложки монокристаллического Si. Травление исходного кремния жодилось по стандартной методике в течение 1 и 2 минут на пластинах c-Si 1ентаций <111> и <100>. Эффективная глубина анализа при съемке тавляла -10 и -25 нм.

Анализ полученных данных показал присутствие на самой поверхности 1> ПК при времени травления 1 мин. некоторого количества фазы кремния, имеющего в своем ближайшем окружении других атомов кремния. Данное (енение плотности состояний валентной зоны можно интерпретировать как ичие атомов кремния, у которых есть только одна связь Si-Si, другие же три зи, наиболее вероятно, пасссивированы водородом. Практически полное утствие оксидых "фаз" кремния и наличие a-Si:H также свидетельствует в ьзу этого предположена. Присутствие "фазы" разупорядоченного кремния, чем большего ее количества для ориентации <100> и на меньшей глубине,

свидетельствует о возникновении слоя сильно нарушенного 81, причем большей степени на более поверхностных слоях и для ориентации <100>.

Анализ состава по глубине показывает значительное увеличение содержал! с-Б] с увеличением глубины и его незначительное увеличение с увеличена времени траления. Это означает, что процесс травления на начальных стади проходит преимущественно в направлении образовавшихся пор. Внутри пор, определенной глубине, не наблюдается никакого заметного боково протравливания. Образцы которые травились в течение 1 минуты на глуби анализа -20 нм и 10 минут на глубине анализа -60 им мало отличаются друг друга по "фазовому" составу.

"Фазовый" состав более сильно зависит от ориентации исходш кремниевых пластин и времени травления и значительно слабее зависит глубины анализа, особенно при большом времени травления. При больш! временах травления (до 10 минут) наблюдается более сильная схожесть "фазовом" составе ПК для разных ориентации исходных кремниевых пласти Следовательно, для получения более воспроизводимых структ; предпочтительно использование большего времени травления (порядка минут).

Для анализа оптических свойств ПК рассматриваются спектры е фотолюминесценции при возбуждении УФ ртутной лампой и УФ лазеро дающим импульсное излучение. Для всех спектров ФЛ, снятых использованием в качестве источника возбуждения ФЛ ртутной лампы д образцов ПК, полученных при самых различных режимах, пик ФЛ проявляет при одной и той же энергии (порядка 1.68 эВ, X = 740 нм). Для спектров Ф полученных с использованием в качестве источника возбуждения импульснь лазер, пик ФЛ проявляется при разных значениях энергии - от 1.7 эВ до 1.87 : при разных режимах получения.

Для спектров ФЛ полученных с использованием лазера, энергия максиму? ФЛ увеличивается от 1.7 до 1.87 эВ при уменьшении плотности тока травления наблюдается большая (в сравнении с случаем использования ртутной ламп!

ШПВ спектра ФЛ, значение которой практически не зависит от вариации потности тока.

Это можно объяснить тем, что в случае использования импульсного лазера злучательная рекомбинация происходит как через "медленные", так и через Зыстрые" центры рекомбинации. Физически данные центры наиболее :тественно объясняются наличием разупорядоченного кремния, для которого фактерно присутствие малоразмерных кристаллических областей с иличными характерными размерами, что и приводит к возникновению 5лучательных переходов в разных областях спектра и формированию широкой элосы. При использовании же в качестве источника возбуждения ртутной 1мпы в формировании спектров ФЛ участвуют в основном только "медленные" :нтры рекомбинации. Мы полагаем, что это может быть дефектная граница Бь О,; (связь 51-0 или БЬОН), обнаруживаемые нами по данным РЭС.

Анализ спектров ФЛ окисленных образцов показал наличие во всех спектрах [абого коротковолнового максимума с длиной волны Х^б.37 им (1.95 эВ), сложение которого практически не изменяется у всех образцов, который, по пиему мнению, соответствует какому-либо пассивационному эффекту, скорее его состояниям, возникающим из-за наличия деффектной границы 81-510.

В четвертой главе на основе РЭС и СКВ обсуждается влияние окисления I состав и структуру поверхностных слоев ПК.

В табл. 1 и 2 представлены результаты анализа электронного строения »верхностных слоев ПК, окисленных в неравновесных условиях при мпературах 700, 800 и 900 С в течение 20 секунд.

Образцы с-Б1 51„ а-БШ БЮкз БЮз 810,(1 <х<2)

Неотож. 60 9 27 4 0 69 4

700 °С 60 7 1 5 27 67 • 32

800 °С 52 4 0 15_ 29 56 44

900 °С 16 9 0 0 75 25 75

Таблица 1. "Фазовый" состав (в %) образцов ПК, полученных на подложке с иентацией <111>, соответственно, для свежеполученного образца, а также для разцов, отожженных при 700, 800'и 900 С на атмосфере в течение 20 секунд.

Образцы c-Si Si„ a-SiH SiO,., SiOj c-Si+Sin SiO,(l<x<2)

Неотож. 51 17 22 10 0 68 10

700 °С 44 12 0 0 44 56 44

800 °С 35 10 0 0 _55 45 55

900 °С 56 4 6 3 31 60 40

Таблица 2. "Фазовый" состав (в %) образцов ПК, полученных на подложке с ориентацией <100>, соответственно, для свежеполученного образца, а также для образцов, отожженных при 700,800 и 900 С на атмосфере в течение 20 секунд.

Представленный в таблице эталон низкокоординированного кремния (Si„ представляет собой кристаллический кремний с координационным числом < (на практике это означает наличие более коротких связей кремний-кремнт преимущественно вдоль одного из направлений) и в нашем случае он указывает на наличие искажений структурной сетки кремния. Эталон a-SiH - этс аморфный гидрогенизированный кремний, присутствие которой свидетельствует об аморфизашш (разупорядочивании) структуры. Мы считаем исходя из литературных данных, что он соответствует кремнию, оборванньк связи которого пассивированы водородом.

Использование в' разложении эталонов SiCh и SiO является своего род; приближением, поскольку в исследуемом нами слое пористого кремни: присутствуют всевозможные окисные "фазы" кремния SiOA переменного состав, (при 1<х<2). Поэтому при анализе степени окисления в наших рассуждениях mi можем для удобства определения общей степени окисления, объединить "фазы Si02 и SiO, рассматривая их как окисную "фазу" кремния SiOx (при 1<х<2] Аналогичным образом мы можем объединить "фазы" монокристаллнческого (с Si) и низкокоординированного (Sin) кремния. Данная сумма будет представлят собой общее содержание неокисленного кремния (как с целой, так и нарушенной кристаллической решеткой). Она представлена в таблице столбцо! "c-Si + Sin".

Основная тенденция поведения фазового состава заключаются следующем: При увеличении температуры отжига возрастает содержали

кисных фаз, при большей температуре наиболее заметно увеличивается эдержание БЮг, и уменьшается содержание неокисленных фаз и практически сегда наблюдается некоторое количество разупорядоченного 51. а-51:Н аблюдается только у неотожженного кремния. ПК <100>, как имеющий более азвнтую поверхность, окислен в большей степени.

При анализе влияния низкотемпературных отжигов на атмосфере на фазовый" состав поверхностных слоев ПК следует отметить, что окисление ПК ачинаегся при гораздо более низких температурах, чем окисление онокристаллическ-ого 51. Эго связано со значительными структурными арушениями в пористом слое, что облептет диффузию кислорода в кремний.

Как и для высокотемпературных отжигов на атмосфере здесь прослеживается а же тенденция - с увеличением температуры отжига, отмечается уменьшение □держания монокристаллического кремния (за исключением температуры 300) увеличение степени окисления. Наблюдаемое при 300 С уменьшение степени кнсления можно связать с интенсивным выходом водорода из более глубоких поев и восстановлением оксидных фаз ПК.

На рис. 2 приведены Ь 2.т - спектры свежеполученного и отожженных в отоке кислорода образцов ПК. На рис. 3 представлены спектры ФЛ этих бразов ПК. Фазовый состав при низкотемпературном окислении ПК в потоке ислорода ПК приведен в табл. 3.

.•А

Рис. 2. . Рентгеновские эмиссионные 51 -

спектры: а) свежеполученного ПК, а также отожженных в потоке кисло-

рода при: Ь) 100 С, с) 200 С, с!) 300 С е) 400 С.

81

86

91

96

101 Е, ЭВ

При выдержке ПК на атмосфере в течение 5 месяцев наблюдаете некоторое увеличение степени его окисления, а также смещение пика ФЛ более коротковолновую область. Практически полностью идентичные изменени в форме спектра ФЛ и подобные изменения фазового состава наблюдаются пр окислении свежеполученного образца при 100 С в потоке кислорода. Особенн заметно возрастает содержание фазы 5101 з и наряду с этим возрастае интенсивность ФЛ. Данные РФЭС также указывают на присутствие поверхностных слоях ПК кремния с низкой степенью окисления.

Рис. 3. Спектры ФЛ ПК: 1- свежеполучениый, 2 - выдержанный I атмосфере в течение 5 месяцев; далее отжиги в кислороде 20 мин.: 3 - 100 С, 4 200 С, 5 - 300 С, 6 - 400 С.

Образцы с-Б! 81(Аг) 5Ю2 5Ю,.3

Свежеполучениый ПК 48 45 5 2

Выдерж. на атмосфере 46 10 29 15

100 °С 31 18 0 51

200 °С 39 24 37 0

300 °С 23 33 44 0

400 °С 0 29 65 6

Таблица 3. "Фазовый" состав (в %) образцов <111> ПК: свежеполученног выдержанного на атмосфере в течение 4 меяцев и отожженных в г.ото кислорода, соответственно, при 100, 200, 300,400 С в течение 20 минут.

При дальнейшем увеличении температуры отжига наблюдается обратная этнна: положение главного максимума начинает смещается в более-ииноволновую область спектра. Подобная тенденция прослеживается и в тошеним относительной интенсивности спектров " ФЛ. Наибольшую тенсивность ФЛ показывает образец, выдержанный на атмосфере в течение 5 сяцев. При отжигах максимальная интенсивность ФЛ наблюдается при 100 С, при дальнейшем повышении температуры отжига она падает, становясь актически невидимой на глаз для образца, отожженного при 400 С.

В целом, анализируя полученные результаты, можно сделать вывод об нслении исходного ПК при его выдержке на атмосфере. При отжигах ПК чже происходит его окисление и выход водорода. Возникающая при этом эуктурно-фазовая перестройка поверхности особенно сильно проявляется при лпературе отжига 300 С. С дальнейшим ростом температуры отжига выходит актически весь водород, что приводит к прекращению восстановления верхности ПК и ее дальнейшему окислению. Максимальная интенсивность 1 в как при выдержке на атмосфере, так и при окислении в потоке кислорода, блюдается в образцах, содержащих большее количество фазы дефектного :нда БЮ]

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ:

Впервые разработана воспроизводимая лабораторная технология пучения пористого кремния на подложках п-типа, проявляющего сокоинтенснвную фотолюминесценцию в видимой области спектра.

Для анализа "фазового" состава поверхностных слоев пористого кремния рентгеновским эмиссионным спектрам разработан! алгоритм расчета «понентного состава сложных многофазных систем, включая и аморфные геризлы. На его основе создана специальная компьютерная программа, пользование этой программы показало высокую воспроизводимость ¡ультатов и позволило установить состав ПК в зависимости от условий его

формирования и последующих обработок. Результаты этих исследований позволили сформулировать следующие выводы.

1) Фазовый состав пористого кремния зависит от ориентации подложи исходного кристаллического кремния. Установлено, что ПК, полученный н; подложке с ориентацией поверхности <100>, имеет большую стенен! разупорядоченнссти сгруктурной сетки.

2) В ПК непосредственно после получения значительное количеств« атомов кремния содержится в разупорядочеиной фазе на поверхности пор. Пр| выдержке на воздухе происходит окисление в первую очередь именно этоп нарушенного слоя.

3) В поверхностных слоях ПК впервые обнаружен оксид БЮ* с мало] степенью окисления, который не наблюдается на поверхност] монокристаллического кремния при его взаимодействии с различным окислителями, а также при термических отжигах в кислородсодержащих среда> Образование этого оксида можно интерпретировать как возникновени дефектного слоя 51-810, либо БнОН на поверхности столбиков, образующи структуру ПК. Исчезновение указанных фаз при отжиге ПК совпадает гашением фотолюминесценции в этом материале.

-1) На основе анализа формы и положения пиков фотолюминесценции и е гашения при отжигах ПК в кислороде и на атмосфере можно объяснит возникновение ФЛ в пористом кремнии на основе квантово-размерной модели модели дефектного слоя 81-510 на поверхности столбиков кремния, вкла которых в суммарную интенсивность ФЛ изменяется в зависимости от режиме получения и последующей обработки ПК, а также от способа возбужден! фотолюминесценции.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

X-ray spectroscopy of porous silicon layers / Kashkarov V.M., Manukovskii E.Yu. // Тезисы докладов I Российско-Германского семинара «X-ray and electron spectra of chemical compound». - Воронеж, 1996. - с. 59.

USXES ivestigation of silicon surface layers after ion and electrochemical treatments / Terekhov V.A., Medvedev N.M, Manukovskii E.Yu., Domashevskava E.P. // Тезисы доклада XVI-междунар. школы-семинара «Рентгеновские и электронные спектры и химическая связь» и 1 Российско-Германского семинара по элеюронной и рентгеновской спектроскопии, Воронеж-27 мая-1 июня 1996г.-с. 98.

USXS investigations of porous silicon / V.M.Kashkarov, E.Yu.Manukovski, V. A.Terekhov, E.P.Domashevskaya. // Abstr. European Conference on Surface and Interface Analysis. Осень-]996.

Рентгеновские и рентгеноэлектронные спектры пористого кремния / В.М.Кашкаров, Э.Ю.Мануковский, А.В.Щукарев, В.А.Терехов. //' Всероссийская научная студенческая конференция. Екатеринбург, февраль -1997.

Oxidation of Porous Silicon Under Low and High Temperatutes / V.M.Kashkarov, E Yu.Manukovskii, V.S.Gilmutdinov, V.A.Terekhov. // АЬ51г.7л European conf on Applic. of Surf. And Interface Analysis Goteborg, 16-20 june 1997.-p.461. XPS, USXS and PLS Investigations of Porous Silicon / Terekhov v'.A., Domashevskaya E.P., Manukovskii E.Yu., Shchukarev A.V. // Abstr.7th intern.conf. on Electr. Spectrosc. Chiba, Japan, Sept.8-I2 1997. p.95 XPS, USXS and PLS investigations of porous silicon / E.P. Domashevskaya, V.M. Kashkarov, E.Yu. Manukovskii, A.V. Shchukarev, V.A. Terekhov. // J.Electron.Spectr.and Rel. Phen.-1998.-v.88-91. -p.969-972. Study of the oxidation process of porous silicon grown on Si <100> and <111> substrates in oxygen and wet air. / V.M.Kashkarov, E. Yu. Manukovskii et al. //' IVC-14 Birmingham, GB, 1998, p. 119-120.

9. Рестгеноспектральные

исследования

процесса быстрог

высокотемпературного окисления пористого кремния. / В.М. Кашкаров, Э.1С Мануковский, В.А. Терехов, С.Ю. Турищев. // ХУТ Научная Школа-семина «Рентгеновские и электронные спектры и химическая связь», Ижевск, 1998, с

10.X-R.ay investigations of high-temperature oxidation of porous silicon / V.K' Kashkarov, E.Yu. Manukovskii, V.A.Terekhov, S.Y. Turischev. // Тезис! доклада E-MRS 1999, Spring meeting; (1-4 June, 1999, Strasbourg, France).

11. X-ray spectral investigations of the initial etching stage of porous silicon V.M.Kashkarov, E.Yu.Manukovskii, S.Yu.Turishchev, V.A.Terekhov. /'/' Докла на 3rd Russian-German seminar on electron and X-ray spectroscopy. Septembc 1999, p. 41.

12. Study of porous silicon oxidation by ultrasoft X-ray spectroscopy V.M.Kashkarov, E.Yu. Manukovskii, S.Yu.Turishchev, V.A.Terekho' A.V.Shchukarev. //' Доклад на 3rd Russian-German seminar on electron and X-ra spectroscopy. September 1999, p. 42.

13. Рентгеновские исследования начальных стадий травления пористог кремния. / Кашкаров В.М., Мануковский Э.Ю., Турищев С.Ю., Терехов В. А. Матер. I Всерос. конф. "Химия поверхности и нанотехнология" Саше Петербург-Хилово, 27 сенг- 1 окт. 1999 г. - с. 108

14.Рентгеноспектральные мсследования фазового состава пористого кремт окисленного при высокой температуре. / В.М. Кашкаров, Э.Ю. Мануковскш С.Ю. Турищев, В.А. Терехов. // Конденсированные среды и межфазнь границы, т.2, н.2, 2000 г., с. 37-44.

113-114.

Зачаз № отgo.'/. 2000 г. Тир. 1УШ/а. Лаборатория оперативной полиграфии ВГУ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Состав, структура и физические свойства пористого кремния (ПК).

1.1. Основные свойства ПК.

1.2. Методы получение ПК.

1.3. Теоретические модели фотолюминесценции ПК.

1.4. Теоретические основы метода ультрамягкой рентгеновской спектроскопии (УРС).

1.5. Выводы.

ГЛАВА 2. Методика получения и исследования электронноэнергетических спектров и "фазового^ состава и ПК.

2.1. Некоторые вопросы технологии получения образцов ПК.

2.2. Получение спектров фотолюминесценции (ФЛ) ПК при различных способах возбуждения.

2.3. Получение рентгеновских эмиссионных спектров

РЭС) и спектров квантового выхода (КВ) ПК.

2.4. Проведение низкотемпературных и высокотемпературных отжигов ПК.

2.5. Математическое моделирование и анализ РЭС спектров.

ГЛАВА 3. Энергетические спектры валентных электронов, состав и ФЛ ПК.

3.1. Влияние ориентации подложки на электронное строение поверхностных слоев ПК.

3.2. "Фазовый" состав ПК на начальных стадиях его получения электрохимическим способом.

Актуальность работы: В последние годы серьезное и пристальное внимание уделяется перспективному материалу - пористому кремнию (ПК). И это не случайно. Свойства монокристаллического кремния достаточно хорошо изучены. Благодаря удачному сочетанию свойств у него есть множество несомненных преимуществ перед другими полупроводниковыми материалами, хорошо отработана технология получения полупроводниковых приборов на его основе. Но у монокристаллического кремния есть ограничения в его применении. Как известно, монокристаллический кремний является непрямозонным полупроводником, с низкой эффективностью квантового выхода люминесценции, и поэтому не может быть использован для создания оптоэлектронных приборов. Для этих целей приходится применять прямозонные полупроводники: ОаАБ, 1пР и другие, которые плохо совместимы с кремниевой технологией.

Недавно было установлено, что пористый кремний, который получается электрохимическим травлением обычного монокристаллического кремния, при возбуждении его УФ излучением интенсивно люминесцирует в видимом диапазоне. Это, в перспективе, дает возможность создания на его основе светоизлучающих устройств, работающих в видимой области спектра, перехода на полностью кремниевую технологию при создании различных оптоэлектронных устройств и схем, а также возможность создания полностью кремниевого оптоэлектронного компьютера, который может стать новым поколением вычислительной техники. Дальнейшие исследования этого материала показали, что ПК можно использовать в качестве газового сенсора на пары воды, аммиак и, возможно, другие соединения.

Однако, этот перспективный материал является весьма сложным объектом для исследований. Его свойства и структура сильно зависят от технологии и режимов получения, поэтому представляет большой интерес определение зависимости свойств этого материала от его структуры и фазового состава. Кроме того, поскольку обнаружено, что свойства пористого кремния как нестабильной системы изменяются со временем, представляет интерес исследование электронного строения ПК, подвергнутого отжигам, поскольку известно, что отжиги ускоряют процесс стабилизации его свойств. Принимая во внимание, что состав и структура пористого слоя могут быть неоднородны по глубине, представляют интерес неразрушающие методы, позволяющее проводить послойные исследования материалов.

Цель работы: Изучение взаимосвязи состава, электорнного строения и фотолюминесценции пористого кремния.

Основными задачами исследования, исходя из поставленной цели являются:

1. Разработка технологии получения ПК с высокой интенсивностью фотолюминесценции методом электрохимического травления на подложках различных кристаллографических ориентаций. (для кремния п-типа)

2. Разработка методики анализа "фазового" состава поверхностных слоев ПК по рентгеновским эмиссионным спектрам (РЭС).

3. Изучение электронного строения и "фазового" состава г'-ьерхностных слоев пористого кремния в зависимости от условий травления.

4. Исследование влияния окисления ПК на его электронное строение и фотолюминесценцию.

Объекты и методы исследования. Использовались подложки монокристаллического кремния <100> и <111> с удельным сопротивлением 0.35 Ом*см. ПК получался методом электрохимического травления при постоянной плотности тока в растворах на основе № и изопропилового спирта.

Для исследований использовались методы: ультрамягкая рентгеновская спектроскопия (эмиссионная и спектров квантового выхода фотоэффекта), рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС). Также были изучены спектры фотолюминесценции и тунельные электронные изображения пористого кремния.

Научная новизна работы определяется тем, что.

1) Установлено наличие нескольких "фаз" в поверхностных слоях ПК, соотношение которых зависит от условий получения ПК, выдержки на воздухе и отжига в кислороде

2) Впервые в поверхностных слоях ПК обнаружена фаза разупорядоченного кремния, который окисляется при выдержке на воздухе.

3) Обнаружено наличие на поверхности ПК промежуточного оксида БЮ, не возникающего при окислении монокристаллического кремния. Содержание этого оксида с ростом температуры отжига в кислороде уменьшается и одновременно уменьшается интенсивность фотолюминесценции.

Практическое значение результатов работы определяется следующим.

Разработанная лабораторная технология позволяет получать образцы ПК, проявляющие высокую интенсивность фотолюминесценции в видимой области спектра при комнатной температуре на более технологичной подложке п-типа, что всегда представлялось затруднительным.

По разработанному математическому алгоритму была создана компьютерная программа расчета, позволяющая рассчитывать "фазовый" состав, материалов, содержащих различные кристаллические и аморфные фазы на основе заданных РЭС эталонов.

На защиту выносятся следующие положения:

1. При электрохимическом травлении в поверхностных слоях ПК образуется значительное количество атомов кремния в разупорядоченном состоянии. При выдержке на воздухе ПК эти атомы в значительной степени переходят в оксид. При этом кроме обычного формируется промежуточный оксид БЮ, не наблюдаемый при окислении монокристалла.

2. При низкотемпературном отжиге ПК в потоке кислорода с ростом температуры отжига происходит окисление поверхностных слоев с увеличением доли стехиометрического оксида и уменьшением промежуточного оксида.

3. Интенсивность ФЛ ПК возрастает при выдержке на воздухе, а также при 100 °С отжиге в кислороде, параллельно с ростом содержания промежуточного оксида. Ее пик находится в области 640700 нм. и не меняет своего положения, а с дальнейшим ростом температуры отжига интенсивность ФЛ резко падает.

Личный вклад автора. Постановка задач, определение направлений исследований выполнены д.ф.-м.н., профессором Тереховым В.А., д.ф.-м.н., профессором Домашевской Э.П. и к.ф.-м.н., доцентом Кашкаровым В.М. Лабораторная технология получения ПК на подложках п-типа, проявляющего интенсивную ФЛ, была разработана лично автором, а также разработан алгоритм, написана компьютерная программа для математического анализа "фазового" состава экспериментальных спектров. Объекты исследования и результаты работы получены лично автором и доцентом Кашкаровым В.М. Автором произведены расчеты всех экспериментальных РЭС спектров, а обсуждение их проведено совместно с д.ф.-м. н., профессором Тереховым и доцентом Кашкаровым В.М. Основные результаты и выводы получены лично автором.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на Первом Российско-Германском семинаре по Рентгеновской и Электронной Спектроскопии (Воронеж, Май-июнь 1996), XVI-междунар. школы-семинаре «Рентгеновские и электронные спектры и химическая связь» Воронеж май-июнь 1996г, ECASIA - European Conference on Surface and Interface Analysis (Швеция, Осень-1996), Всероссийская Научная Студенческая Конференция (Екатеринбург, Февраль-1997), ICES - International Conference on Electron Spectroscopy (Япония, Сентябрь-1997), Школа-семинар по рентгеновской и электронной спектроскопии (Екатеринбург, 1998), XYI Научная Школа-семинар «Рентгеновские и электронные спектры и химическая связь», (Ижевск, 1998), IVC-14 (Birmingham, GB, И 998), E-MRS 1999, Spring meeting; (June, 1999, Strasbourg, France), I Всерос. конф. "Химия поверхности и нанотехнология" Санкт-Петербург-Хилово (сент,- окт. 1999 г.), 3rd Russian-German seminar on electron and X-ray spectroscopy. (Екатеринбург, осень 1999.)

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 14 печатных работах, цитируемых по ходу изложения диссертации.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, изложенных на 125 страницах машинописного текста, включая 49 рисунков и список литературы на 95 наименований.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

Впервые разработана воспроизводимая лабораторная технология получения пористого кремния на подложках п-типа, проявляющего высокоинтенсивную фотолюминесценцию в видимой области спектра.

Для анализа "фазового" состава поверхностных слоев пористого кремния по рентгеновским эмиссионным спектрам разработан алгоритм расчета компонентного состава сложных многофазных систем, включая и аморфные материалы. На его основе создана специальная компьютерная программа. Использование этой программы показало высокую воспроизводимость результатов и позволило установить состав ПК в зависимости от условий его формирования и последующих обработок. Результаты этих исследований позволили сформулировать следующие выводы.

1) Фазовый состав пористого кремния зависит от ориентации подложки исходного кристаллического кремния. Установлено, что ПК, полученный на подложке с ориентацией поверхности <100>, имеет большую степень разупорядоченности структурной сетки.

2) В ПК непосредственно после получения значительное количество атомов кремния содержится в разупорядоченной фазе на поверхности пор. При выдержке на воздухе происходит окисление в первую очередь именно этого нарушенного слоя.

3) В поверхностных слоях ПК впервые обнаружен оксид 8ЮХ с малой степенью окисления, который не наблюдается на поверхности монокристаллического кремния при его взаимодействии с различными окислителями, а также при термических отжигах в кислородсодержащих средах. Образование этого оксида можно интерпретировать как возникновение дефектного слоя 81-810, либо 81

1. Бреслер М.С., Яссиевич И.Н. / Физические свойства и фотолюминесценция пористого кремния // Физика и техника полупроводников 1993, т.27, вып.5 / с. 871-883.

2. Canham L.T. / Silicon quantum wire array fabrication by electrochemicaland chemical dissolution of wafers// Appl. Phyp. Lett., 3 September 1990, v.57, N.10, p.1046-1048.

3. Cullis A.G., Canham L.T. // Nature, 1991, v.353, p.355.

4. Андриянов A.B., Ковалев Д.И., Шуман В.Б. и др. / Время-разрешеннаяфотолюминесценция пористого кремния // Физика и техника полупроводников, 1993, т.27, вып.1 / с. 136-140.

5. Roy A., Chainani A., Sarma D.D. et al. // Appl. Phys. Lett., 1992, v.61,1. N.14, p.1655-1657.

6. K.M. Yung, S. Shin, and D.L. Kwong, // J. Electrochem. Soc. , 1993,

7. V.140, № 10, p. 3046-3064.

8. Kalkhoran N.M., Namavar F., Maruska H.P. // Preprint, Spire Corporation,1. Bedford, 1991.

9. George C. John and Vijai A.Singh // Physical Review B. 1994. V. 50, N8.1. P. 5329-5334

10. Gardelis S., Rimmer J.S., Dawson P. et al. // Appl. Phys. Lett., 1991, v.59,p.2118.

11. Xie J.H., Wilson W.L., Ross T.M. et al.// Appl. Phys. Lett., 1992, v.60, p.640.

12. Андрианов A.B., Ковалев Д.И., Шуман В.Б. и др. // Письма в ЖЭТФ, 1992, т.56, с. 242.

13. Аверкиев Н.С., Аснин В.М., Марков И.И., и др. // Письма в ЖЭТФ, 1992, т.55, с. 631.

14. Suemune I., Noguchi N., Jamanishi M. // Japan. J. Appl. Phys., 1992, v.31, L494.

15. Koshida N., Koyana H., // Preprint. Tokyo University of Agriculture and Technology, Tokyo, 1991.

16. Abstract of the 1991 Fall Meeting of the Material Research Society. / Reports AA 3.4, AA 4.8. Boston, 1991.

17. Sanders G.D., Chang J.C., // Phys. Rev. В., 1992, v. 45, p.9202.

18. Brandt M.S., Fuchs H.D., Stutzmann M. et. all // Sol. St. Commun., 1992, v.81, p.307.

19. Koshuda N., Koyama H. // Appl. Phys. Lett., 1992, v.60, p.2514.

20. Namavar F., Maruska H.P., Kalkhoran N.M. // Appl. Phys. Lett., 1992, v.60, p.347.

21. Chen Z., Bosman G., Ochoa R. // Appl. Phys. Lett., 1992, v.62, p.708.

22. Беляков JI.В., Горячев Д.Н., Сресели О.М. и др. / Эффективная электролюминесценция пористого кремния // Физика и техника полупроводников, 1993, т.27, вып. 11-12.

23. Писков Ю.В. / Фотоэлектрохимия полупроводников, М., 1983, 132 с.

24. Морозов Г.К., Жерздев А.В. / К вопросу о механизме формирования пористого кремния // Российская академия наук, 1994, т.28, N.6.

25. Zhou W., Shen Н., Harvey J.F. et al. // Appl. Phys. Lett., 1992, v.61, N.12, p.1435-1437.

26. Naylor D.L., Lee S.B., Pincenti J.C. et al.// Preprint, University of Hilinois, Chicago, 1991.

27. Mochizuki J., Mizuta M., Ochai J. et al. // Phys. Rev. В., 1992, v.46, N.19, p.12353-12357.

28. Hummel R.E., Chang S., // Appl. Phys. Lett., 1992, v.61, N.16, p. 19651967.

29. Ретина И.И., Гук Е.Г. // Физика и техника полупроводников, 1993, т.27, N.5, с. 728-735.

30. Мосс Т., Баррел Г., Эллис Б. / Полупроводниковая оптоэлектроника, 1976, М., Мир, 431 с.

31. Grivickas V., Kolenda J., Bernussi A. et al. // Braz. J. Phys., 1994, v.24, N.l, p.349-358.

32. П.К.Кашкаров, В.Ю.Тимошенко // Люминесценция пористого кремния. Природа,1995, N12., с. 12-20.

33. Бонч-Бруевич Б.Л., Звягин И.П., Кайнер Р. и др. / Электронная теория неупорядоченных полупроводников, М., Мир, 1981, 384 с.

34. Лифшиц И.М., Гредескул С.А., Пастур A.A. / Введение в теорию неупорядоченных систем, М., Наука, 1982, 358 с.

35. Немошкаленко В.А., Алешин В.Г. / Теоретические основы рентгеновской эмиссионной спектроскопии, Киев, Наукова думка, 1974,376 с.

36. Спектрограф-монохроматор рентгеновский РСМ-500. / Техническое описание и инструкция по эксплуатации.

37. Зимкина Т.М., Фомичев В.А. / Ультрамягкая рентгеновская спектроскопия, Л., 1971, Изд-во ЛГУ, 132 с.

38. Шулаков A.C., Степанов А.П. / Глубина генерации ультрамягкого рентгеновского излучения в SiC>2 и поверхность // Физ. Хим. Тех., 1988, N.10, с 146-148.

39. В.П. Бондаренко, В.Е. Борисенко, Л.Н. Глиненко, В.А. Райко / Новые области применения пористого кремния в полупроводниковой оптоэлектронике. // Зарубежная электронная техника. 1989, том 340, № 9, стр. 55-84.

40. Shueh-Lin Yau, Mark Arendt, and Allen J. Bard / Study of the structure and chemical nature of porous Si and siloxene by STM, AFM, XPS, and LIMA // J. Electrochem. So.c., Vol 141, № 2, 1994, p. 402-409.

41. E.P. Domashevskaya, V.M. Kashkarov, E.Yu. Manukovskii, A.V. Schukarev, V.A. Terekhov / XPS, USXS and PLS investigations ofporous silicon // J. Electr. Spectr. and Rel. Phen., Vol. 88-91, (1998), p. 969-972.

42. Melissa M. Riger and Paul A. Kohl / Mechanism of (111) silicon etching in HF-acetonitrile // J. Electrochem. Soc., Vol. 142, №. 5, 1995, p. 14901495.

43. A.H. Образцов, В.Ю. Тимошенко, X. Окушиу, X. / Ватанабе Сравнительное исследование оптических свойств пористого кремния и оксидов SiO и Si02 // Физика и техника полупроводников, 1999, том 33, вып. 3, с. 322-326.

44. J.A.Taylor, G.M.Lancaster, J.W.Rabalais // J.Electr.Spectrosc., 13, N6, (1978), p.435-444.

45. Beyer W., Wagner H. / The role of hydrogen in a-Si:H- results of evolution and annealing studies // J.Non-Cryst.Sol., 1983, v.59-60 p.161-168.

46. В.А.Терехов, А.Ф.Хохлов, Н.С.Ковалева, В.М.Кашкаров и др., // Физ.Тверд.Тела. т.39. N 243-245 (1997).

47. R.C.Gray, J.C.Carver, D.M.Hercules // J.Electr.Spectrosc., 8, N5, (1976), p.343-358.

48. V.M. Kashkarov, E.Yu. Manukovskii / XVI Международная школа-семинар Рентгеновские и электронные спектры и химическая связь, Тез. докл., ВГУ, Воронеж, 1996, с. 59.

49. Виноградов А.С., Филатова Е.О., Зимкина Т.М. / Спектр отражения кремния вблизи Ь2>з порога ионизации. S13N4 // Письма в ЖЭТФ. -1989,- т.15. - B.I.- с. 84-86.

50. R.M'ghaieth, Н. Maaref, I. Mihalcescu, J.С. Vial / Porous silicon: photoluminescence decay in nanosecond range // Microelectronics Journal, v.30, 1999, p.695-698.

51. Tight-binding descriptions of disordered nanostructures: an application to porous silicon / // Applied Surface Science, v. 142, 1999, p.564-568.

52. J. Taguena-Martinez, Yury G. Rubo, M. Cruz, MR. Beltrân, C. Wang, B. Gelloz, A. Bsiesy / Carrier transport mechanisms in porous silicon in contact with a liquid phase: a diffusion process // Applied Surface Science, v. 135, 1998, p. 15-22.

53. Naokatsu Yamamoto, Hiroshi Takai / Inverse-percolation model for investigating a mechanism of formation and photoluminescence of porous silicon // Journal of Luminescence, v. 82, 1999, p. 85-90.

54. C.M.A. Ashruf, P.J. French, P.M.M.C. Bressers, J.J. Kelley / Galvanic porous silicon formation without external contact // Sensors and actuators, v. 74, 1999, p. 118-122.

55. A. Zeitschel, A. Friedberger, W. Welser, G. Muller / Breaking the isotropy of porous silicon formation by means of current focusing // Sensors and actuators, v. 74, p. 113-117.

56. HF solutions / S. Zangooie, R. Janson, H. Arwin / Microstructural control of porous silicon by electrochemical etching in mixed HC1 // Applied Surface Science, v. 136, 1998, 123-130.

57. S.N. Kuznetsov, V.B. Pikulev, A.N. Skorokhodov, Yu.E. Gardin, V.A. Gurtov / Observation of adsorbtion-induced luminescence in porous silicon // Applied Surface Science, v. 140, i999, p. 239-242.

58. B. Gelloz, A. Bsiesy, R. Herino / Light-induced porous silicon photoluminescence quenching // Journal of Luminescence, v. 82, 1999, p. 205-211.

59. Th. Bischoff, G. Muller, W. Welser, F. Koch / Frontside micromachining using porous-silicon sacrificial-layer technologies // Sensors and actuators A, v. 60, 1997, p. 228-234.

60. I. Coulthard, T.K. Sham / Luminescence from porous silicon: an optical X-ray absorbtion fine structures study at the Si L^-edge// Solid State Communications, v. 110, 1999, p. 203-208.

61. V.A. Terekhov / X-ray spectroscopy as the method of investigation of the electron structure in disordered semiconductors // Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, v. 96, 1998, p. 19-22.

62. Ruchuan Liu, Biefang Yang, Zhengping Fu, Pingsheng He, Yaozhong Ruan / Stable blue-green and ultraviolet photoluminescence from silicon carbide on porous silicon // Solid State Communications, v. 106, 1998, N.4, p. 211-214.

63. V.A. Makara, O.V. Vakulenko, O.I. Dacenko et. All. / Effect of boron doping of silicon on the micromechanical and luminescent properties of porous layers // Thin Solid Films, v. 312,1998, p. 202-206.

64. Raminder G. Mathur, Vivechana, R.M. Mehra, P.C. Mathur, V.K. Jain / Electron transport in porous silicon // Thin Solid Films, v. 312, p. 254258.

65. Jl.A. Балагуров / Пористый кремний. Получение, свойства, возможные применения. // Материаловедение, 1998, N 1-3.

66. Ying Kang and Jacob Jorné / Photoelectrochemical dissolution of N-type silicon // Electrónica Acta, v. 43, 1998, p. 2389-2398.

67. J. Salonen, V.-P. Lehto, E. Laine / The room temperature oxidation of porous silicon.// Applied Surface Science, v. 120, 1997, p. 191-198.

68. E.A. Шелонин, M.B. Найденкова, A.M. Хорт и др. / Влияние термических отжигов и химических воздействий на фотолюминесценцию пористого кремния // Физика и техника полупроводников, 1998, т. 32, N 4, с. 494-496.

69. Г.В. Гадияк, J. Stathis / Физическая модель и результаты численного моделирования деградации SÍ/SÍO2- структуры при отжиге в вакууме // Физика и техника полупроводников, 1998, т. 32, N 9, с.

70. Н.Е. Корсунская, Т.В. Торчинская, Б.Р. Джумаев, Л.Ю. Хоменкова, Б.М. Булах / Два источника возбуждения фотолюминесценциипористого кремния // Физика и техника полупроводников, 1997, т. 31, N8, с. 908-911.

71. Д.Н. Горячев, О.М. Сресели, Л.В. Беляков / Механизм электролюминесценции пористого кремния в электролитах // Физика и техника полупроводников, 1997, т. 31, N 7, с. 844-847.

72. В.В. Филиппов, В.П. Бондаренко, П.П. Першукевич / Спектры фотолюминесценции и фотовозбуждения пористого кремния, подвергнутого анодному окислению и травлению // Физика и техника полупроводников, 1997, т. 31, N 9, с. 1135-1141.

73. Г А. Качурин, А.Ф. Лейер, К.С. Журавлев и др. / Влияние дозы и режима отжигов на формирование центров люминесценции в 8102, имплантированном ионами 81 // Физика и техника полупроводников, 1998, т. 32, N 11, с. 1371-1377.

74. А.И. Белогорохов, Л.И. Белогорохова / Оптические свойства слоев пористого кремния, полученных с использованием электролита НС1:НБ:С2Н50Н // Физика и техника полупроводников, 1999, т. 33, вып. 2, с. 198-204.

75. А.Н. Образцов, В.Ю. Тимошенко, X. Окуши, X. Ватанабе / Сравнительное исследование оптических свойств пористого кремния и оксидов 810 и 810г // Физика и техника полупроводников, 1999, т. 33, вып. 3, с. 322-326.

76. Е.В. Астрова, Б.В. Воронков, А.Д. Ременюк и др. V Изменение параметров и состава тонких пленок пористого кремния в результатеокисления. Элипсометрические исследования // Физика и техника полупроводников, 1999, т. 33, вып. 10, с. 1264-1270.

77. С.П. Зимин / Классификация электрических свойств пористого кремния // Физика и техника полупроводников, 2000, т. 34, вып. 3, с. 359-363.

78. Д.Н. Горячев, Г. Полисский, О.М. Сресели / Механизм переноса и инжекции носителей в пористый кремний при его электролюминесценции в электролитах // Физика и техника полупроводников, 2000, т. 34, вып. 2, с. 227-233.

79. P. Lagarde, М. Pompa, R. Delaunay, A.M. Flank / Resonance effects in the non-radiative de-exitation of silicon in porous silicon // Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, v. 94, 1998, p. 229-235.

80. Michael T. Kelly, Andrew B. Bocarsly / Mechanisms of photoluminescent quenching of oxidezed porous silicon. Applications to chemical sensing // Coordination Chemistry Reviews, v. 171, 1998, p 252-259.

81. Д.Н. Горячев, Г. Полисский, О.М. Сресели / Особенности взаимодействия пористого кремния с тяжелой водой // Физика и техника полупроводников, 1998, т. 32, N 8, с. 1016-1018.

82. C.J. Powell, A. Jablonski, I.S. Tilinin, S. Tanuma, D. R. Penn / Surface sensitivity of Auger-electron spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy // Electron Spectroscopy and Related Phenomena, v. 98-99, 1999, p. 1-15.

83. V. Lysenko, V. Gliba, V. Strikha at. Al. / Nanoscale nature and low thermal conductivity of porous silicon layaers // Applied Surface Science, v. 123/124, 1998, p. 458-461.

84. D. Bimberg / Quantum dots: paradigm changes in semiconductor physics // Физика и техника полупроводников, 1999, т. 33, вып. 9, с. 10441048.

85. A.A. Baski, S.С. Erwin, L.J. Whitman / The structure of silicon surfaces from (001) to (111) // Surface science, v. 392, 1997, p. 69-85.

86. Debajyoti Das / Quantum confinement effects in nano-silicon thin films // Solid State Communications, v. 108,1998, N 12, p. 983-987.

87. Oxygen-related surface states and their role in photoluminescence from porous Si / Xi-Мао Bao, Xiang He, Ting Gao, Feng Yan, Hui-Lan Chen // Solid State Communications, v. 109,1999, p. 169-172.

88. J. Von Behren, T. Van Buuren, M. Zacharias at. Al. / Quantum confinement in nanoscale silicon: the correlation of the size with bandgap and luminescence // Solid State Communication, v. 105, 1998, N 5, p. 317-322.

89. K.H. Hong, K.W. Tse and P.Y. Foo / Density-of-states in a rough quantum wire // Solid State Communication, v. 105, 1998, N 6, p. 363365.

90. П.К. Кашкаров, E.A. Константинова, С. А. Петрова, В.Ю. Тимошенко, А.Э. Юнович / К вопросу о температурной зависимости фотолюминесценции пористого кремния // Физика и техника полупроводников, 1997, т. 31, N 6, с. 745-748.

91. С.П. Зимин, А.Н. Брагин / Релаксация проводимости в закрытом пористом кремнии после термообработки // Физика и техника полупроводников, 1999, т. 33, вып. 4, с. 476-480.

92. Г.А. Качурин, J1. Реболле, В. Скорупа и др. / Коротковолновая фотолюминесценция слоев Si02, имплантированных большими дозами ионов Si, Ge и Ar // Физика и техника полупроводников, 1998, т. 32, N4, с. 439-444.

93. JI.B. Беляков, T.JI. Макарова, В.И. Сахаров, И.Т. Серенков, О.М. Сресели / Состав и пористость многокомпонентных структур: пористый кремний как трехкомпонентная система // Физика и техника полупроводников, 1998, т. 32, N 9, с. 1122-1124.129

94. E.A. Petrova, K.N. Bogoslovskaya, L.A. Balagurov, G.I. Kochoradze / Room temperature oxidation of porous silicon in air // Material Science&Engineering B, 2000, 69-70 (0), p. 152-156.

95. B.M. Кашкаров, Э.Ю. Мануковский, С.Ю. Турищев, В.А. Терехов / Рентгеноспектральные исследования фазового состава пористого кремния, окисленного при высокой температуре. // Конденсированные среды и межфазные границы, т.2, н.2, 2000 г., с. 37-44.