Формирование тонкопленочных оксидосодержащих гетероструктур

Ховив, Дмитрий Александрович

Формирование тонкопленочных оксидосодержащих гетероструктур тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Ховив, Дмитрий Александрович АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Воронеж МЕСТО ЗАЩИТЫ

2008 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.07 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Формирование тонкопленочных оксидосодержащих гетероструктур»

Автореферат диссертации на тему "Формирование тонкопленочных оксидосодержащих гетероструктур"

На правах рукописи

Ховив Дмитрий Александрович

ФОРМИРОВАНИЕ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ ОКСИДОСОДЕРЖАЩИХ ГЕТЕРОСТРУКТУР

Специальность 01 04 07 - физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

003444ЭБи

Воронеж 2008

003444960

Работа выполнена в Воронежском государственном университете

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор

Домашевская Эвелина Павловна

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор

Даринский Борис Михайлович

доктор химических наук Кецко Валерий Александрович

Ведущая организация: Институт проблем химической физики РАН,

г Черноголовка, Московская обл

Защита состоится «3» июля 2008 г в 15 час 40 мин на заседании диссертационного совета Д 212 038 06 при Воронежском государственном университете по адресу 394000, Воронеж, Университетская площадь, 1, ауд 428

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного университета

Автореферат разослан «30» мая 2008 г

Ученый секретарь Диссертационного совета

Дрождин С Н

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Установление зависимостей между условиями синтеза, структурой, последовательностью межфазных границ и свойствами получаемых тонкопленочных оксидосодержащих гетероструктур - одна из современных задач физики конденсированного состояния В данной работе в качестве объектов исследования были выбраны тонкопленочные гетерофазные структуры на основе металлов титана, ниобия, индия, олова и их оксидов на подложке из монокристаллического кремния Наиболее значимым свойством подобных структур является то, что в зависимости от последовательности межфазных границ и условий синтеза на базе одних и тех же материалов возможно формирование материалов с различными диэлектрическими, полупроводниковыми и оптоэлектронными свойствами Для формирования пленок с заданными свойствами необходимо установить связь их состава и структуры с условиями синтеза Поэтому на первый план выдвигается изучение фазовых превращений, изменения кристаллической структуры и поверхностной морфологии тонкопленочных гетероструктур, происходящих при их термообработке Варьируя условия синтеза, можно изменять в требуемом направлении состав и свойства получаемых пленок Несмотря на весьма значимые перспективы использования тонкопленочных гетероструктур, полученных при оксидировании сложных композиций на основе металлических слоев и их оксидов, механизм их формирования далеко не всегда ясен

Именно поэтому механизмы процессов формирования сложных гетероструктур интенсивно изучаются в последнее время в связи с высокой востребованностью и применением таких материалов Тонкопленочные оксиды металлов и полупроводников широко используются в таких перспективных областях, как микро- и наноэлектроника, тонкие слои являются основой любой современной технологии в производстве интегральных схем Особенность тонкопленочного состояния практически во всех известных случаях изменяет характеристики материала по сравнению с его обычными свойствами

С этих точек зрения, актуальность предлагаемого исследования тонкопленочных оксидосодержащих гетероструктур является обоснованной

Цель работы: синтез тонкопленочных гетероструктур сложного состава на основе Т1, КЬ, 1п, Эп и их оксидов Изучение механизмов формирования, фазового состава, субструктуры и электронных свойств синтезированных объектов

Для достижения поставленных целей были сформулированы и решены следующие задачи

Формирование тонких металлических слоев магнетронным методом напыления Синтез гетероструктур, содержащих сложные оксиды, с помощью термического, лазерно-термического отжигов в атмосфере кислорода и фотонного отжига в вакууме

У Изучение кинетики формирования плоскослоистых оксидных гетероструктур с помощью рентгенофазового анализа и эллипсометрического метода

^ Установление влияния последовательности межфазных границ при формировании двухслойной гетероструктуры титан - ниобий на их фазовый состав

/ Синтез и изучение методом рентгенофазового анализа и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии плоскослоистой гетероструктуры, содержащей [п, 8п и их оксиды на подложке из монокристаллического кремния

Определение механизмов формирования сложных оксидов гетероструктур на основе Т1-№>, Гп-Бп

Научная новизна диссертационной работы заключается в том, что впервые с помощью магнетронного метода напыления сформированы сложные гетероструктуры, содержащие оксиды титана, ниобия, индия и олова, толщиной от 14 нм до 1 мкм, характеризующиеся высокой степенью однородности, на подложках Б1(100) диаметром до 76 мм

• Впервые продемонстрирован эффект «лазерного ускорения» и «лазерного торможения» роста оксидной пленки титана при воздействии лазерного излучения среднего ИК - диапазона

• Впервые изучен процесс твердофазного взаимодействия металлического ниобия с оксидами титана и металлического титана с оксидами ниобия в ультратонких слоях в условиях высокого вакуума при фотонном воздействии

• Впервые синтезированы сложные гетероструктуры на основе оксидов титана и ниобия, содержащие сложный оксид ЪЫЬС^

• Предложен механизм формирования ТгЫЪО.^ заключающийся во взаимодействии металлического 1ЧЬ с ультратонкой пленкой монооксида

• Впервые получены оксиды индия-олова (1ТО) в тонкопленочном состоянии на подложке из монокристаллического кремния путем окисления послойно напыленных металлов в печи резистивного нагрева в атмосфере кислорода с последующим фотонным отжигом в вакууме

• Предложены доказательства механизма формирования 1ТО - структуры путем взаимодействия оксида индия 1п20з с оловом путем встраивания атомов Бп в решетку 1п20з с образованием мостиковых связей индий-кислород-олово (1п-0-5п) на основе химсдвигов РФЭС

Практическая значимость полученных в диссертационной работе результатов определяется тем, что все синтезированные структуры могут быть использованы в качестве элементов структур функциональной электроники, в том числе при разработках технологий сенсоров различного назначения,

солнечных элементов, защитных покрытий, а также оптических элементов, просветляющих и оптически активных покрытий

Результаты работы могут быть рекомендованы к использованию при разработках современных технологий и изделий функциональной электроники на основе ультратонких оксидных покрытий на Воронежском заводе полупроводниковых приборов и Научно-исследовательском институте полупроводникового машиностроения Результаты диссертационного исследования также могут быть использованы при подготовке и чтении специальных курсов по физике конденсированного состояния, современному материаловедению, физической электронике и нанондустрии

На защиту выносятся следующие положения:

> Лазерное излучение среднего ИК диапазона при средней плотности мощности 15 Вт/см2 приводит к росту скорости формирования оксидной пленки титана на начальной стадии окисления, что обусловлено стимулированием потока ионов титана к внешней границе раздела При достижении определенной толщины оксидной пленки происходит снижение скорости роста, за счет десорбции кислорода с поверхности оксида

> Последовательность напыления металлических слоев при термическом отжиге и последующем фотонном облучении в вакууме двухслойной структуры на основе пары металлов титан - ниобий и их оксидов определяет механизм формирования и состав гетерофазной пленочной структуры за счет твердофазного взаимодействия металла с соответствующим оксидом в случае структуры МЬ/ТЮ/81(100) пленка в основном состоит из сложного оксида Т11ЧЮ4, в случае структуры Т1/ЫЬ205/81(100) пленка содержит только оксиды соответствующих металлов

> При фотонном отжиге в вакууме гетероструктуры, содержащей металлы 1п,3п и их оксиды на подложке монокристаллического кремния, преобладающей фазой является 1ТО структура (Тп | в^Бпо |2)Оз Механизм формирования определяется твердофазным взаимодействием олова с оксидом индия за счет внедрения атомов олова в решетку 1п203

> Спектры рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии свидетельствуют о формировании 1ТО структуры, в результате чего наблюдаются противоположные по знаку химедвиги ДЕ(1п 3(15/2) = - 0,7 эВ и ДЕ(8п 3<15/2)= + 1,4 эВ

Апробация работы. Основные результаты работы представлены и обсуждены на следующих конференциях II Всероссийской конференции «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах «ФАГРАН-2004» (Воронеж, 2004 г), XI Национальная конференция по росту кристаллов «НКРК-2004» (Москва, 2004 г), VI Международной конференции «Рост монокристаллов и тепломассоперенос «1СБС-2005» (Обнинск, 2005 г), III Всероссийской конференции «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах «ФАГРАН-

2006» (Воронеж, 2006 г), XIX Всероссийская научная школа-семинар Рентгеновские и электронные спектры и химическая связь (Ижевск, 2007 г)

Публикации. Основное содержание работы изложено в 8 публикациях В том числе 4 статьи опубликованы в журналах, входящих в перечень периодических изданий ВАК

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 76 наименований, 2 приложений Работа изложена на 103 страницах основного текста, иллюстрирована 54 рисунками и содержит 11 таблиц

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе диссертационной работы приведен литературный обзор существующих на сегодняшний день сведений по проблеме представляемой диссертации

Рассмотрены основные способы синтеза тонкопленочных многокомпонентных оксидосодержащнх гетероструктур сложного состава на основе металлов и их оксидов, проявляющие нелинейные свойства Обсуждены достоинства и недостатки различных методов формирования гетероструктур с точки зрения воспроизводимости результатов синтеза, их простоты и надежности, а также с учетом возможности управляемого синтеза с целью достижения наперед заданных свойств гетероструктур

Наиболее подробно рассмотрен магнетронный способ напыления тонкопленочных планарных структур, как наиболее оптимальный для выбранных металлических систем

Обоснован выбор материалов в тонкопленочном состоянии, показаны особенности структуры и свойств тонких пленок

Сформулированны цели работы и поставлены задачи для их выполнения

Во второй главе описана методика синтеза тонкопленочных гетероструктур, содержащих пары металлов титан - ниобий, индий - олово и их оксиды, а также оборудование, использованное для исследования физико-химических свойств (химического состава, кристаллической структуры, толщины, электронных свойств) формируемых пленок

Тонкопленочные гетероструктуры на монокристаллическом кремнии и кварце, содержащие слои титан - ниобий, олово - индий, получали методом магнетронного напыления Пленки, полученные этим способом, оказываются достаточно однородными уже после их синтеза за счет смешивания потоков частиц металлов в плазменном разряде Благодаря этому, как правило, нет необходимости в последующем длительном гомогенизирующем отжиге пленок Осаждение металлов производилось в едином технологическом цикле Толщина исходных металлических пленок задавалась током разряда и

временем напыления Технологические параметры получения тонких металлических пленок приведены в таблице

Табиша 1

Режимы напьпения тонкопленочных структур (1р - ста тока разряда, ир - напряжение

разряда Р\г — давтение аргона в установке, У<\ - скорость осаждения)

Техноюгические параметры напьпения In Sn Ti i\b

I , А р 0,1 0,1 0,7 0,7

и ,В р РЛг'Т°РР 420 1,6 ю3 390 1,6 10' 520 1,1 10? 380 1,1 ю3

V„ , нм/с ОС 0,98 0,98 0,47 0,47

В качестве подложек при осаждении металлов использовались пластины монокристаллического кремния диаметром 76 мм и-типа проводимости марки ЭКЭФ с удельным сопротивлением 20 Ом см и кристаллографической ориентацией (100), со слоем естественного оксида толщиной 2-5 нм Высокосовершенная поверхность подложки (14 класс полировки) необходима для получения качественных тонкопленочных планарных структур, что позволяет использовать такие тонкие оптические методы, как эллипсометрия

Отжиг тонких пленок металлов и тонкопленочных гетероструктур на основе пар металлов титан - ниобий, олово - индий осуществлялся в кварцевом реакторе печи резистивного нагрева в потоке кислорода, в установке лазерно-термического отжига, а также в установке вакуумного отжига при давлении кислорода 2,7 103Па

Источником широкополосного фотонного излучения служили галогенные лампы ЛГ - 220/1000

Источником лазерного излучения служил С02 - лазер среднего ИК -диапазона с длинной волны Х=10,6 мкм и плотностью мощности порядка 15 Вт/см" Толщину напыленных пленок определяли по ступенькам и сколам с помощью оптического микроинтерферометра МИИ-4

Структуру и фазовый состав поверхности пленок изучали методом рентгеновской дифрактометрии на спектрометре универсальном рентгеновском СУР-01 «Реном» и ThermoTechno ARL'Extra в автоматическом режиме и дифрактометре ДРОН-ЗМ с медным анодом (А.=0,1541 нм)

Для исследования кинетики оксидирования образцов использовали эллипсометр марки ЛЭФ-ЗМ-1 Коэффициенты преломления (п), коэффициенты экстинкции (к) подложки и пленок, а также толщины оксидных пленок определялись путем решения обратной задачи эллипсометрии, используя программу, работающую в среде математического пакета Matlab 5

Спектры рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) были получены в научно-исследовательском центре Висконсин-Мэдиссон Университета (США) на синхротроне «Алладин», канале Hermon с подсоединенной к нему установкой СМА

Все описанные выше экспериментальные методики позволили получить результаты с достаточной степенью достоверности и воспроизводимости

Третья глава посвящена исследованию процессов оксидирования тонких пленок титана, ниобия на подложках из монокристаллического кремния

125 а20

¡15

! 10 >- 5

Термическое и лазерно-термическое окисленне тонких пленок тнтана

Пленки титана получали методом магнетронного распыления аргоном твердой мишени Отжиг проводили в кварцевом реакторе печи резистивного нагрева в потоке кислорода со средним расходом 40 л/ч В случае лазерно-термического отжига на поверхность образца, помещенного в кварцевый реактор печи как и в предыдущем случае, направляли лазерное излучение среднего ИК-диапазона со средней плотностью мощности 15 Вт/см2

Температурные режимы были выбраны с учетом перегрева в лазерном пятне На рис 1-3 представлены кинетические зависимости оксидирования пленок титана в двух режимах, в интервале температур от 673 К до 773 К и временных диапазонах 5-60 мин Скорость оксидирования во всех случаях невелика, и основной рост пленки наблюдается в течении первых десяти минут, что свидетельствует о пассивации поверхности титана при данной температуре Это справедливо для оксидировании как в термическом, так и в лазерно-термическом режимах Описание процесса оксидирования было проведено в соответствии с формально-кинетической моделью, учитывающей возможность самоорганизации слоев переменного состава В этом случае основными параметрами являются средняя скорость переноса реагентов через

оксидную пленку (Уе, нм/мин) и время самоорганизации переходного слоя (тг, мин), полученные в соответствии с линейно-параболической зависимостью

Ь2+2УетгЬ=2УеЬ01, где Ь - толщина оксидной пленки, I -время оксидирования, Ц - толщина "элементарного" слоя, подвергающегося самоорганизации

О 10 20 30 40 50 60 Время мин.

Рис 1 Кинетические кривые оксидирования пленки титана при 400 "С 1 - термический режим, 2 - лазерно-термический режим

1 Я

5 30

" 10 о

20 30 Время, шм

Рис 2 Кинетические кривые оксидирования тенки титана при 450 °С 1 - термический режим, 2 - лазерно-термический режим

Параметры Уе и тг могут быть определены как величины, кратные Ц В первом приближении можно считать, что Ь0 = 1 нм, что связано с кристаллографическими параметрами растущего оксида титана (максимальный размер элементарной ячейки диоксида титана составляет порядка 0,74 нм) Также были определены эффективные энергии активации процессов

термического и лезерно-термического оксидирования с помощью анализа температурной зависимости средней скорости массопереноса и времени самоорганизации При этом предполагалось, что их зависимость от температуры подчиняется закону Аррениуса (к=к0»ехр(-е/кТ)) Результаты расчетов приведены в таблицах 2 и 3

Таблица 2 Средняя скорость массопереноса реагентов через оксидную пленку (ус, нм/с),

время самоорганизации переходного слоя (т„ с) и эффективная энергия активации (ЭЭА, кДж/моль) для процесса оксидирования тонких пленок титана в потоке кислорода при атмосферном давлении _кислорода под воздействием лазерного излучения_

Температура,°С Кинетические параметры оксидирования

Ус, нм/сек т„ сек

400 2,76 2,36

450 7,71 1,76

500 53,44 0,22

ЭЭА, кДж/моль 130,00 170,00

Таблица 3 Средняя скорость массопереноса реагентов через оксидную пленку (у0 нм/с),

время самоорганизации переходного слоя (т„ с) и эффективная энергия активации (ЭЭА, кДж/моль) для процесса оксидирования тонких пленок титана в потоке кислорода при атмосферном давлении _ кислорода без воздействия лазерного излучения _

Температура,°С Кинетические параметры оксидирования

У„ нм/сек т„ сек

400 0 84 3,73

450 33,77 0,26

500 19,49 3,32

ЭЭА, кДж/моль 140 00 8,50

Как видно из рисунков 1 - 3, влияние лазерного излучения среднего ИК-диапазона может приводить как к увеличению скорости роста оксидной пленки, так и к ее уменьшению Так, при 673°К наблюдается эффект «лазерного ускорения» процесса оксидирования, те в лазерно-термическом режиме оксидная пленка на титане растет быстрее, чем в термическом при той же температуре При 723°К наблюдается смена эффектов «лазерного ускорения» на «лазерное торможение» при толщине оксидной пленки в районе 40 нм И,

150-

I 120} 90-1 | 60® 30-

а-

10 20 20 40 50 Вр|мя, мин

Рис 3. Кинетические кривые оксидирования пленки титана при 500"С 1 - термический режим, 2 - лазерно-термический режим

наконец, при 773°К лазерное излучение тормозит процесс во всем временном интервале

Наблюдаемый эффект может быть объяснен в предположении, что на начальной стадии процесса роста оксидной пленки титана лазерное излучение, поглощаемое пленкой, стимулирует поток ионов титана к внешней границе раздела Это приводит к ускорению роста оксидной пленки Однако, лазерное излучение одновременно стимулирует и десорбцию кислорода с границы раздела оксид/атмосфера кислорода, что по достижению некоторой определенной толщины оксидной пленки титана (порядка 40 нм) кинетические ограничения, накладываемые на пленку, сводят к минимуму эффект стимулирования потока титана к внешней границе раздела Преобладающим процессом становится десорбция кислорода с поверхности образца, что и приводит в дальнейшем к эффекту «лазерного торможения» роста оксидной пленки

Получение гетеростиуктуи на основе металлической пары титан - ниобий

Данная система представляет собой гетероструктуру на монокристаллическом кремнии, полученную методом послойного магнетронного распыления Все полученные пленки, после каждой ступени их обработки (напыление, окисление, фотонный отжиг) исследовались методом рентгенофазового анализа В обоих случаях толщины напыленных магнетронным методом поликристаллических пленок металлов пары титан -ниобий и ниобий - титан составили ~ 100 нм

Эксперимент по получению тонких пленок оксида ниобия-титана был спланирован следующим образом

1 На подложку монокристаллического кремния напыляли поликристаллическую пленку титана или ниобия

2 Полученную структуру окисляли в печи резистивного нагрева при соответсвующих условиях получения требуемого оксида

3 Поверх оксидного слоя напыляли поликристаллическую пленку второго металла пары

4 Окончательную гетероструктуру отжигали в установке фотонного отжига в условиях глубокого вакуума

В результате были получены две серии образцов В первой серии, в качестве первого материала был выбран ниобий, который напылялся на подложку из монокристаллического кремния В результате рентгено-фазового анализа было выявлено, что в образце преобладают мелкодисперсная фаза ШвО тетрагональной сингонии, рис 4

■ T^SS^Van^VV^V'''"

33 -10 42 44

Ge l param«;ers a=3.389 r.=3.?76

sb.o,i2Qe)

j Nb,0,(215J

""VVbv.^

Рис. 4. Дифрактограмма Nb/Si(100) после магнетронного напыления

Tet-agunal Cef! UHianeters л=3.в96 c=?5 «3

Рис. 5. Дифрактограмма Nb/Si(100) после отжига в печи резистивного нагрева в потоке кислорода

Вторым этапом для данной серии стал отжиг мелкодисперсной пленки ниобия в печи резистивного нагрева в течении 1 часа при температуре 773иК. В результате был получен оксид МЬ2С>5 тетрагональной сингонии, дифрактограмма которой приведена на рис 5.

Далее на полученную пленку оксида ниобия был напылен металлических титан. Результаты, представленные на рис. 6 показывают, что оксид ниобия ¡ЧЫСЬ сохранил свою тетрагональную структуру, а титан вступает во взаимодействие с оксидом ниобия с образованием нестехиометрической фазы оксида титана ТЮ0,5 гексагональной структуры.

После фотонного отжига в условиях глубокого вакуума процесс окисления титана развивается с образованием фазы "П5О9 триклинной сингонии (дифрактограмма на рис.7). При этом оставшийся оксид ниобия М^Оз сохраняет тетрагональную сингонию.

В случае второй серии образцов первым слоем, напыленным на подложку монокристаллического кремния являлся титан. Условия напыления были подобраны таким образом, чтобы получить поликристаллическую пленку титана, дифрактограмма которой приведена на рис 8. Пленка титана имеет

NOOMOI) &

Nb,0,{'05)

Ti0oi(101)

Nb 0.(206)

Nb,0.(215)

¿0 22 24 26 28 30 22 34 :6 3g 40 42 44 46 48 50 «2 54 56 58 80 20

Sys: Hexagonal Cell Parameters: a=4.99 c=2.874

Рис. 6. Дифрактограмма Ti/Nb205/Si(l00)

/ no.O4(»C»)

Ti. 0,(121) г

"20) J?

Ti,0,(122) «Г „

Ti.0,(023) g /j>' ' . ■ Ti)Oä(132) Nb.0s{206)

20 22 24 ¿6 28 30 32 J4 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 20

Sys- Triclinic Cell oarame'era: a=5.57 b=7.12 c=8.87

Рис. 7. Дифрактограмма Ti/Nb205/Si( 100) после фотонного отжига.

Tiiion

Cell parameters: 3=2.92 '.~ : 0/

Рис. 8. Дифрактограмма Тг'ЗЦЮО) после напыления.

Svs Telragonal Cell parameters: a=5 33 с=б 64

Рис. 9. Дифрактограмма Ti/Si(100) после термического отжига.

гексагональную сингонию, что свидетельствует о достаточно высокой чистоте исходных образцов.

Полученная тонкая пленка титана была подвергнута отжигу в печи резистивного нагрева в течение 1 час при температуре 723°К со средним расходом кислорода 40 л/ч, после чего была получена поликристаллическая оксидная пленка титана, которая расшифровывается как фаза "ПО тетрагональной сингонии (рис. 9). Далее на полученную оксидную пленку ТЮ была напылена тонкая пленка ниобия методом магнетронного напыления.

Результат, представленный на рис. 10, свидетельствует о получении на поверхности оксида титана поликристаллической пленки ниобия кубической сингонии.

Далее был проведен фотонный отжиг полученной гетероструктуры МЬ/ТЮ/Б^ЮО) в условиях глубокого вакуума при температуре 873°К в течение 1 часа. Дифрактограмма полученной гетероструктуры представлена на рис 11. Т.к. термодинамические расчеты показывают, что реакция восстановления титана ниобием невозможна, то результат, представленный на рис 11. можно объяснить следующим образом. Так или иначе в процессе эксперимента

Nb<1(X>)

Cell parameters: ' p. - * TlNbO - a=4.74 C-2.99

Ti,0, (310)

TO (210)

TiNbO, (101)

Ceil parameters' 3=3.30€

Рис. 10. Дифрактограмма Nb/TiO/Sm( 100)

вуз "П,О. - топос1|прс. Т|ЦЬОд - 1е1гадопа(

Рис. И. Дифрактограмма ЫЬ/ТЮ/БК100) после фотонного отжига в вакууме

(напыления, отжига и т д) даже в исходных пленках чистых металлов содержится кислород (растворенный в мишени, сорбированный и т д) то монооксид титана частично доокистяется до фазы Т13О5 моноклинной сингонии и появляется фаза сложного состава ТМЮф, тоже тетрагональной сингонии, которая является результатом твердофазного взаимодействия металлического ниобия с оксидом титана Таким образом во второй серии эксперимента нами была получена гетероструктура сложного состава, содержащая фазу Т1МЬС>4 тетрагональной сингонии наряду с оксидом титана ТЮ и Т13О5

Четвертая глава посвящена исследованию процессов оксидирования тонких пленок индия и олова на подложках из монокристаллического кремния

Получение тонкопленочных гетероструктур. содержащих индий и олово н их исследование методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и дифрактометрин

Для исследования эволюции фазового состава при синтезе пленок, содержащих оксиды олова и индия, на монокристаллическом кремнии было сформировано два типа образцов с различным характером межфазных границ Все образцы были исследованы методом рентгенофазового анализа на дифрактометре Thermo Techno "ARL" Extra" и методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии на установке СМА, на канале Hermon в центре синхротронных исследований университета Висконсин-Мэдисон «Алладин»

На ПОДЛОЖКУ ИЗ МОНОКрИСТЗЛЛИЧеКОГО Та6лица4 Положение пиков РФЭС для In/Si

кремния был напылен индий толщиной 200 нм Дифрактограмма исходного образца приведена на рис 12

Фотоэлектронные спектры данного образца представлены на рис 13 и рис 14 После математической обработки

после напыления

Peak KE BE Лит данные (In)

In 4d 3/2 677,6 eV 18,4 eV 17,7 eV

In 4d 5/2 678,5 eV 17,5 eV 16,9 eV

In 3d 3/2 244,9 eV 451,1 eV 451,4 eV

In 3d 5/2 251,5 eV 444,5 eV 443,9 eV

п (111)

¿р In CMJ

~jlL

*а г« ?в зг эв

i)> In (2321

т (003)

U-

да 42 я бо Cell parameters I « 58 с-4 88

Рис 12 Дифрактограмма In/Si посте напыления

Рис 13 Спектр РФЭС исходного обатца In 4d после математической обработки

спектров были получены результаты по положению пиков, приведенные в табл.4. Сравнение с литературными данными для металлического индия показывает, что тонкий поверхностный слой пленок индия оказывается окисленным.

» 8 sl i

it 5'

JlbJLxjLui

Рис. 14. Спектр РФЭС исходного Рис. 15. Дифрактограмма ln/Si(100) после

образца In 3d после математической отжига в печи резистивного нагрева

Затем образец помещался в печь резистивного нагрева при температуре 573°К на 60 мин. Дифрактограмма образца приведенная на рис.15 обнаруживает 1п20з кубической сингонии. Спектры РФЭС для остовных In 3d и субвалентных In 4d - состояний приведены на рис. 16 и рис. 17 соответственно. Согласно обоим методам исследования в данном образце обнаруживается оксид индия как в объеме пленки так и на ее поверхности. Положения пиков РФЭС в этом случае приведены в табл. 5.

Таблица 5. Положение пиков РФЭС для In/Si после отжига в печи резистивного нагрева

| *>•

In 4

Рис. 16. Спектр РФЭС окисленного образца 1пЗ<1

Далее на полученный оксид индия напылялось олово толщиной порядка 1420 нм, что составляет около 7% от толщины напыленного индия и, согласно литературным данным, является

Peak KE BE Лит. данные (In)

In 4d 3/2 677,3 eV 18,7 eV 17,7 eV

In 4d 5/2 678,2 eV 17,8 eV 16,9 eV

In 3d 3/2 244,7 eV 451,3 eV 451,4 eV

In 3d 5/2 251,2 eV 444,8 eV 443,9 eV

ЗДОО ■4040 £ УЖИ Э 4000 € < »00 .'ooo In i in3d il У

Рис. 17. Спектр образца In 3d

РФЭС окисленного

необходимым условием формирование структуры 1ТО (оксид индия-олова) Дифрактограмма и спектры РФЭС такой гетероструктуры приведены на рис 1820 соотвественно

П|

И И

i 5'

Syt TeMflOnal Ceil parameler« a-5 B332 c>3 1B2

Рис. 18 Дифрактограмма Sn/In:03/Si(100) после напыления

Рис. 19 Спектр РФЭС напыленного образца Sn 4d

В данном случае положения пиков РФЭС свидетельствуют о формировании тонкого оксидного слоя в приповерхностной области образца Положения пиков РФЭС приведены в таблице 6

Рис 20 Спектр РФЭС напыленного образца 8п 3(1

5 ^ i I

1 s »

« 52 <л ео Cell parameter» а*Ю 131

Рис 21 Дифрактограмма 8п/1п2Оу8|(ЮО) после фотонного отжига

Таблица 6 Положение пиков РФЭС для Бп/Б^ЮО) после напыления

Peak KE BE Лит данные (вп)

Sn 4d 3/2 669,5 eV 26,5 eV 24,9 еУ

Sn 4d 5/2 670,5 eV 25,5 eV 23,9 еУ

Sn 3d 3/2 202,4 eV 493,6 eV 493,3 еУ

Sn 3d 5/2 210,8 cV 485,2 eV 484,9 еУ

Конечным этапом

формирования образца был фотонный отжиг гетероструктуры 5п/1п203/81(100) в условиях вакуума при температуре 773°К в течение 1 часа В результате расшифровки данных рентгено-фазового анализа наиболее вероятным вариантом структуры

Рис. 22. Спектр РФЭС [ТО структуры, полученный после фотонного отжига в вакууме

Рис 23 Спектр РФЭС 1ТО структуры, полученный после фотонного отжига в вакууме

является фаза 1ТО (1П| 888п012)Оз Замещение атомов индия К.1П—2 А менее крупными атомами олова Я8П=1,72 А приводит к небольшому уменьшению параметров кубической решетки твердого раствора 1ТО (агго= 10,13,

а1„2оз=Ю,14)

Таблица 7 Положение пиков РФЭС для ГГО/Б^ 100) Данные РФЭС Также

подтверждают образование 1ТО Спектры гетероструктуры 1ТО приведены для остовных состояний 1п Зёз/2 на рис 24 и Бп Зdз/2 на рис 23 Ввиду большой ширины и ассиметрии линий Бп ЗсЗз/2 и Эп Зс15/2, мы провели разложение на компоненты, одна из которых (ЕВе= 485,6 еУ) принадлежит БпОг, а вторая 1ТО (Еве= 486,3 еУ) Химсдвиги этих линий относительно литературных

Реак КЕ, еУ ВЕ,еУ ЛЕ, еУ Фаза

вп 4а 5/2 669 27 +1,5 1ТО

вп 4<1 5/2 670,4 25,6 +0,1 впОг

1п 4(1 3/2 677,5 17,6 -0,1 1ТО

1п 4(15/2 678,4 16,8 -0,1 1ТО

вп 3(13/2 201,4 494,6 +1,3 1ТО

вп за 3/2 202,1 493,9 +0,6 впОг

вп 3(15/2 209,7 486,3 +1,4 1ТО

вп 3<15/2 210,4 485,6 +0,7 впОг

1п 3(13/2 245,2 450,8 -0,6 1ТО

1п за 5/2 252,8 443,2 -0,7 1ТО

данных для металлического олова имеют положительный знак и составляют +1,4 и +1,3 эВ соотвественно В то же время, остовные линии 1п Зс1з/2 и 1п ЪАцг, имеют форму и ширину, близкую к металлическому индию и не подлежат разложению Однако, наименьшая энергия связи и отрицательный, по сравнению со всеми известными литературными данными для металла и известных соеденений, хнмсдвнг указывает на образование новой фазы, а именно (1п|,885п0,|2)О3, Данные для субоставных состояний Бп 4с1з/2 5/2 и 1п 4<1з/2 5д подтверждают это предположение (рис 22) Они показывают, что индий входит в состав только одного сложного окисла 1ТО, но и образуется тонкий приповерхностный слой диоксида олова БпОз (см табл 7) При этом химсдвиг Бп 4(15/2 в 1ТО является наибольшим и составляет +1,5 эВ Таким образом данные РФЭС свидетельствуют об образовании химической связи и

уменьшении электронной плотности вблизи атома Бп, даже более значительном, чем в БпСЬ

В то же время на атоме индия при образовании 1ТО электронная плотность возрастает Такое перераспределение электронной плотности может быть связано с уменьшением параметра решетки НО по сравнению с параметрами 1п20з

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Влияние лазерного излучения среднего ЯК-диапазона может приводить как к увеличению скорости роста оксидной пленки, так и к ее уменьшению в зависимости от некоторой критической толщины

2. Последовательность напыления при термическом отжиге двухслойной структуры определяет механизм формирования фазового состава гетероструктуры за счет твердофазного взаимодействия металла с соответствующим оксидом

3. При фотонном отжиге в вакууме гетероструктуры ЫЬ/ТЮ/Б^ЮО) наряду с оксидом ТЮ и Т13О5 образуется Т1ЫЬ04 тетрагональной сингонии

4. При фотонном отжиге в вакууме гетероструктуры, содержащей металлы 1п, Бп и их оксиды на подложке 81(100), преобладающей фазой является фаза (1п1888п0,12)Оз Механизм формирования определяется твердофазным взаимодействием олова с оксидом индия, за счет внедрения атомов олова в решетку 1п20з

Рис 24 Спектр РФЭС 1ТО структуры, полученный посте фотонного отжига в вакууме

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1 Прибытков Д М Лазерно-стимулированное оксидирование тонкопленочного титана / Д М Прибытков, Н А Дивакова, Д А Ховив // Цветные металлы Бм -2005 №9 - С 30-32

2 Ховив А М Синхротронные исследования лазерно-термически окисленных тонких пленок титана /ДМ Прибытков, Д А Ховив, Э П Домашевская // Известия РАН Сер физическая - Москва, 2008 - т 72 - №4 - С 542-546

3 Прибытков Д М Лазерно-термическое окисление тонких пленок титана / Д М Прибытков, Д А Ховив // Поверхность - 2005 - №5 - С 85 -88

4 Логачева В А Особенности пленок вольфроматов индия, полученных методом послойного напыления / ГС Григорян, А М Солодуха, Д А Ховив, М В Марчуков, А М Ховив // Неорганические материалы -Москва,2008 -т44 -№3 -С 366-371

5 Ховив Д А Оксидирование тонких пленок титана на монокристаллическом кремнии под действием ИК-лазерного излучения / ДМ Прибытков // Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах "ФАГРАН-2004" II Всерос конф, Воронеж, 10-15 окт 2004 Материалы конф — Бм —2004 — Т 2 — С 438-441

6 Ховив Д А Лазерно-термическое окисление тонких пленок титана /ДМ Прибытков // НКРК-2004 XI Национальная конференция по росту кристаллов, Москва, 13-17 дек 2004 г тез докл —Б м , 2004 —С 450

7 Прибытков ДМ Лазерно-термическое окисление тонких пленок титана / Д А Ховив // Рост монокристаллов и тепломассоперенос ICSC-2005, Обнинск, Россия, 25-30 сент 2005 г 6-я международ конф сб тр — Обнинск,2005 — Т 1 -С 150-153 —0,3 пл

8 Домашевская Э П Синхротронные исследования тонких оксидных пленок Ti / Ховив ДА// Рентгеновские и электронные спектры и химическая связь XIX Всерос науч шк-семинар, 19-22 марта 2007 г, Ижевск — Ижевск, 2007 —С 156 — 0,1 пл

Работы 1 -4 опубликованы в изданиях, соответствующих списку ВАК.

Подписано в печать 29 05 08 Формат 60 х 84 у[6 Уел печ л 1,2 Тираж 100 экз Заказ 1100

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии Издательско-потиграфического центра Воронежского государственного университета 394000, Воронеж, ул Пушкинская, 3

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Ховив, Дмитрий Александрович

Введение.

Глава 1. СВОЙСТВА И СПОСОБЫ СИНТЕЗА ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУР НА ОСНОВЕ И, NB, IN, SN, И ИХ ОКСИДОВ

1.1 Окисление металлов и сплавов. Законы роста оксидных пленок.

1.2 Особенности оксидирования индия и олова.

1.3 Оксидирование титана.

1.4 Оксидирование тонких пленок титана.

1.5 Оксидирование ниобия.

1.6 Взаимодействия в системе In-Sn-О.

1.7 Оксидирование двухкомпонетных гетероструктур на основе олова и индия.

1.8 Влияние оптического излучения на оксидирование титана.

1.9 Тонкие пленки. Синтез, свойства и структура тонких пленок.

1.10 Выводы. Цель и задачи.

Глава 2. МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1 Получение тонких пленок методом магнетронного напыления.

2.2 Оксидирование тонких пленок в печи резистивного нагрева.

2.3 Оксидирование при фотонном нагреве подложек.

2.4 Лазерно-термическое окисление тонких пленок.

2.5 Методики исследования состава и структуры пленок.

2.5.1 Эллипсометрическоий метод.

2.5.2 Рентгено-фазовый анализ.

2.5.3 Методика XANES (X-ray absorption near edge structure).

2.6. Методика рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии.

Глава 3. ОКСИДИРОВАНИЯ ГЕТЕРОСТРУКТУР НА ОСНОВЕ ТИТАНА, НИОБИЯ И ИХ ОКСИДОВ

3.1 Термическое и лазерно-термическое окисление тонких пленок титана.

3.2 Термическое окисление тонких пленок на основе титана и ниобия.

3.2.1. Методика получения серий образцов.

3.2.2. Серия 1.

3.2.2. Серия 2.

Глава 4. ПОЛУЧЕНИЕ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУР, СОДЕРЖАЩИХ ИНДИЙ И ОЛОВО И ИХ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ РЕНТГЕНОВСКОЙ ФОТОЭЛЕКТРОННОЙ

СПЕКТРОСКОПИИ И ДИФРАКТОМЕТРИИ

4.1. Методика получения серий образцов.

4.2. Исследования гетероструктур с помощью дифрактометрии и РФЭС.

Введение диссертация по физике, на тему "Формирование тонкопленочных оксидосодержащих гетероструктур"

Актуальность работы. Установление зависимостей между условиями синтеза, структурой, последовательностью межфазных границ и свойствами получаемых тонкопленочных оксидосодержащих гетсроструктур - одна из главных задач физики конденсированного состояния. В данной работе в качестве объектов исследования были выбраны тонкие пленки на основе металлов и их оксидов титана, ниобия, индия и олова на подложке из монокристаллического кремния. Наиболее значимым свойством подобных структур является то, что в зависимости от последовательности межфазных границ и условий синтеза на базе одних и тех же материалов возможно формирование диэлектрических, полупроводниковых и оптоэлектронных материалов. Для формирования пленок с заданными свойствами необходимо установить связь их состава и структуры с условиями синтеза. Поэтому на первый план выдвигается изучение фазовых превращений, изменения кристаллической структуры и поверхностной морфологии пленок, происходящих при их термообработке. Варьируя условия синтеза, можно изменять в требуемом направлении состав и свойства получаемых пленок. Наряду с весьма значимыми перспективами использования тонкопленочных гетсроструктур, полученных при оксидировании сложных композиций на основе металлических слоев и их оксидов, механизм их формирования далеко не всегда ясен.

Исследование процесса формирования сложных гетероструктур интенсивно изучается в последнее время из-за высокой востребованности и применения таких материалов. Тонкопленочные оксиды металлов и полупроводников широко используются в таких перспективных областях, как микро- и наноэлектроника; тонкие слои являются основой любой современной технологии в производстве интегральных схем. Однако, не смотря на значительный интерес к данным объектам, до сих пор остается ряд невыясненных вопросов. Особенность тонкопленочного состояния практически во всех известных случаях коренным образом изменяет характеристики процесса.

С этих точек зрения, актуальность предлагаемого исследования выглядит достаточно обосновано.

Цель работы: синтез тонкопленочных гетероструктур сложного состава на основе Тл, №>, 1п, Бп и их оксидов. Изучение механизмов формирования, фазового состава, субструктуры и электронных свойств синтезированных объектов.

Для достижения поставленных целей были сформулированы и решены следующие задачи: Формирование тонких металлических слоев магнетронным методом напыления. Синтез гетероструктур, содержащих сложные оксиды, с помощью термического, лазерно-термического отжигов в атмосфере кислорода и фотонного отжига в вакууме. Изучение кинетики формирования плоскослоистых оксидных гетероструктур с помощью рентгенофазового анализа и эллипсометрического метода. Установление влияния последовательности межфазных границ при формировании двухслойной гетероструктуры титан - ниобий на их фазовый состав. Синтез и изучение методом рентгенофазового анализа и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии плоскослоистой гетероструктуры, содержащей 1п, 8п и их оксиды на подложке из монокристаллического кремния. Определение механизмов формирования сложных оксидов гетероструктур на основе ТьЫЬ, 1п-8п.

• Впервые синтезированы сложные гетероструктуры на основе оксидов титана и ниобия, содержащие сложный оксид ТП\ГЬ04.

• Предложен механизм формирования "ПЫЬО^ заключающийся во взаимодействии металлического 1ЧЬ с ультратонкой пленкой монооксида.

• Предложены доказательства механизма формирования 1ТО -структуры путем взаимодействия оксида индия 1п20з с оловом путем встраивания атомов Бп в решетку 1п20з с образованием мостиковых связей индий-кислород-олово (¡п-О-Бп) на основе химсдвигов РФЭС.

Результаты работы могут быть рекомендованы к использованию при разработках современных технологий и изделий функциональной электроники на основе ультратонких оксидных покрытий па Воронежском 6 заводе полупроводниковых приборов и Научно-исследовательском институте полупроводникового машиностроения. Результаты диссертационного исследования также могут быть использованы при подготовке и чтении специальных курсов по физике конденсированного состояния, современному материаловедению, физической электронике и нанондустрии.

На защиту выносятся следующие положения:

Лазерное излучение среднего ИК диапазона при средней плотности мощности 15 Вт/см приводит к росту скорости формирования оксидной пленки титана на начальной стадии окисления, что обусловлено стимулированием потока ионов титана к внешней границе раздела. При достижении определенной толщины оксидной пленки происходит снижение скорости роста, за счет десорбции кислорода с поверхности оксида.

Последовательность напыления металлических слоев при термическом отжиге и последующем фотонном облучении в вакууме двухслойной структуры на основе пары металлов титан - ниобий и их оксидов определяет механизм формирования и состав гетерофазной пленочной структуры за счет твердофазного взаимодействия металла с соответствующим оксидом: в случае структуры КЬ/ТЮ/81(100) пленка в основном состоит из сложного оксида ТП^ЬСХь в случае структуры Т1/№)205/81(100) пленка содержит только оксиды соответствующих металлов.

При фотонном отжиге в вакууме гетероструктуры, содержащей металлы 1п,8п и их оксиды на подложке монокристаллического кремния, преобладающей фазой является 1ТО структура: (1п1)888по,12)Оз- Механизм формирования определяется твердофазным взаимодействием олова с оксидом индия за счет внедрения атомов олова в решетку 1П2О3.

Спектры рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии свидетельствуют о формировании 1ТО структуры, в результате чего наблюдаются противоположные по знаку химсдвиги АЕ(1п Зё5/2) = - 0,7 эВ и АЕ(8пЗа5/2)=+ 1,4 эВ.

Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Влияние лазерного излучения среднего ИК-диапазона может приводить как к увеличению скорости роста оксидной пленки, так и к ее уменьшению в зависимости от ее толщины. В случае «лазерного ускорения» стимулирования потока ионов титана к внешней границе раздела оксид-кислород при толщине оксидной пленки менее 40 нм является определяющим процессов и приводит к увеличению скорости роста. В случае «лазерного торможения» десорбция кислорода с внешней границы раздела имеет определяющее значения за счет кинетических ограничений наложенных на пленку толщиной более 40 нм, что и приводит к снижению скорости роста.

2. Последовательность межфазных границ при термическом отжиге двухслойной структуры на основе титана, ниобия и их оксидов определяет механизм формирования конечной фазы тонкой пленки за счет твердофазного взаимодействия металла с соответствующим оксидом. Получение сложного оксида ТлМЮд возможно только при последовательности межфазных границ №>/ТЮ/81, т.к. в данном случае, согласно термодинамическим расчетам ЫЬ не может восстанавливать Т1 и вынужден взаимодействовать с монооксидом титан при данных условиях фотонного отжига в вакууме.

3. При фотонном отжиге в вакууме плоскослоистой структуры, содержащей 1п,8п и их оксиды на подложке из монокристаллического кремния, преобладающей фазой в тонкой пленке сложного оксида является 1ТО структура. Механизм формирования определяется твердофазным взаимодействием олова с оксидом индия, за счет внедрения атомов олова в решетку 1пгОз и образованием мостиковых связей 8п-0-1п.

4. Результаты фотоэлектронной спектроскопии свидетельствуют в пользу предложенного механизма формирования 1ТО структуры вследствии повторного спип-дублетного расщепления в спектре 8п 3<1 и химического сдвига в спектре 1п 3<1 в область меньших энергий.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Ховив, Дмитрий Александрович, Воронеж

1. Гусев Е.П. Начальная стадия окисления металлов в модели решеточного газа / Е.П. Гусев, А.П. Попов // Поверхность. 1991. - №2. - С. 33-46.

2. Кубашевский О. Окисление металлов и сплавов / О.Кубашевский, Б.Гопкинс. Москва: Металлургия, 1965. - 428 с.

3. Кинетика взаимодействия кислорода с поверхностью. Образование и рост оксидной фазы на поверхности металла / Девятко Ю.Н. и др. // Поверхность. 1991.-№10.-С. 128-131.

4. Кинетика начальной стадии островкового роста оксидной фазы на поверхности металла / Борман В.Д. и др. // Поверхность. 1990. - №8. - С. 22-30.

5. Доильницына В.В. О закономерностях процесса окисления металлов / В.В. Доильницына // Металлы. 1999. - №5. - С. 27-32.

6. ОРМОНТ Б.Ф. СТРУКТУРЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ / Б.Ф. ОРМОНТ. МОСКВА, 1950. - С. 505.

7. ФЕДОРОВ П.И. ИНДИЙ / П.И. ФЕДОРОВ, Р.Х. АКЧУРИН. -МОСКВА, 2000. -С. 20-35.

8. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОКИСЛОВ: СПРАВОЧНИК / ПОД РЕД. Г.В. САМСОНОВ А. МОСКВА: МЕТАЛЛУРГИЯ, 1978. - 472 С.

9. Барабали О.М. Кристаллическая структура металлов и сплавов / О.М. Барабали, Ю.М. Коваль. Киев: Наукова Думка, 1986. - С. 526-530.

10. Крыжаковский Б.П. Характер нарушения стехиометрии и электропроводности моноокиси олова / Б.П. Крыжаковский, А.Я. Кузнецов // Журнал физической химии. 1961. - Т. XXXV, №1. - С. 80-83.

11. Хансен М. Структуры двойных сплавов: в 2-х т. / М. Хансен, К. Андерко; пер. с англ. П.К. Новика и др.; под ред. И.И. Новикова, И.Л. Рогельберга. Москва: Металлургия, 1962. - Т.2. - 609 с.

12. Спиваковский В.Б. Аналитическая химия олова. Серия: Аналитическая химия элементов / В.Б. Спиваковский. Москва: Наука, 1975. -250 с.

13. Рипап Р. Неорганическая химия: в 2-х т. / Р. Рипан, И. Четяну; перевод с румынского И.Б. Берсукера, Н.И. Беличука; под ред. В.И. Спицына, И.Д. Колли. Москва: Мир, 1971. - Т. 1. - 560 с.

14. Лазарев В.Б. Электропроводность окисных систем и пленочных структур / В.Б. Лазарев, В.Г. Красов, И.С. Шаплыгин; под ред. Н.М. Жаворонкова. Москва: Наука, 1979. - 168 с.

15. Kofstad P.J. Oxidation of the titanium in temperature rang 800-1200 °C / P.J. Kofstad // J. Less-Common Metals. 1961. - V.3. N 1. - P. 89-97.

16. Архаров В.И. Рентгенографическое исследование высокотемпературного окисления титана и его сплавов / В.И. Архаров, Г.П. Лучкин // Труды инст. физики металлов Урал. фил. АН СССР. 1955. - Вып. 16.-С. 101-116.

17. Войтович Р.Ф. Высокотемпературное окисление титана и его сплавов / Р.Ф. Войтович, Е.И. Головко. Киев: Наукова думка, 1984. - 255 с.

18. Лайнер Д.И. Изучение структуры титановой окалины в процессе ее образования / Д.И. Лайнер, М.И. Ципин // Металловедение и обработка цветных металлов. 1961. - Вып. 20. - С.42-64.

19. Hukman J.W. The oxidation of the titanium at high temperatures / J.W. Hukman, F.A. Gulbransen // Anal. Chem. 1948. - V. 20. N 2. - P. 158-171.

20. Jenkins A.F. A furthee study of the oxidation of titanium at high temperatures / A.F. Jenkins // J. Int. Metals. 1956. - V. 84. N 2. - P. 1-9.

21. Юраков Ю.А., Рябцев C.B., Чувенкова O.A., Домашевская Э.П. , Кашкаров В.М., Турищев С.Ю., Кущев С.Б., Канныкин С.В. Образование окислов в нанослоях олова // Конденсированные среды и межфазные границы. 2004. - Т.6, №4. С. 415-421.

22. Kofstad P.J. Investigation of oxidation mechanism of titanium / P.J. Kofstad, P.B. Anderson, O.J. Krudtaa // Acta Chem. Scand. 1956. - V. 12. N 2. -P. 239-266.

23. Лайнер Д.И. Кинетика окисления и структура окалины на титане / Д.И. Лайнер, М.И. Ципин, A.C. Бай // Физика металлов и металловедение. -1963.-Т.16.-С. 225-231.

24. Anderson S. Phase analyses studies on the titanium-oxigen system / S. Anderson, В. Gollen// Acta Chem. Scand. 1957.-V.ll. N 6.-P. 1641-1652.

25. Erlich P. Phasenverhalthisse und magnetisches Verhalten in System Titan-Sauerstoff / P. Erlich // Z. Electrochem B. 1939. -V45. N 5. - S. 362-370.

26. Kinna W. Uber die oxydation von Titan / W. Kinna, W. Knorr // Z.Metallik. 1956. - V.47. N 8. - S.594-598.

27. Ревякин A.B. К вопросу о кинетике окисления титана / A.B. Ревякин // Титан и его сплавы. 1962. - Вып.8. - С. 175-190.

28. Реакции в твердых телах и на их поверхности / К. Хоффе. М.: Изд-во иностр. лит. - 1963. - 2 т.

29. Anderson S. Phase analyses studies on the Ti-0 system / S. Anderson //Acta Chem. Scand. 1959.-V.31. N 3.-P. 415-419.

30. Томашов H.Д. Метод снятия тонких оксидных пленок с поверхности титана и их исследование / Н.Д. Томашов, P.M. Альтовский, М.Я Кушнерев//Зав. лаб. I960.-№.26.ТЗ.- С.298-301.

31. Томашов Н.Д. Исследование структуры пассивных окисных пленок на поверхности титана / Н.Д. Томашов, P.M. Альтовский, М.Я Кушнерев // Докл. АН СССР. 1961. - Т. 141. - С. 913-916.

32. Барсукова Л.В. Термическое и лазерно-термическое окисление титана в интервале температур 773-973 °К / Л.В. Барсукова, A.M. Ховив, В.З. Анохин // Неорганические материалы. 1992. - Т.28. - С.1019-1021.

33. Барсукова J1.B. Физико-химическая модель термического и лазерио-химического оксидирования титана: ис. .канд. хим. наук / Л.В. Барсукова. Воронеж, 1990. - 131 с.

34. Назаренко И.Н. Физико-химическая модель оксидирования полупроводников и металлов: монография / И.Н. Назаренко. Воронеж : Изд-во Воронеж, гос. технол. акад., 1997. - 73 с.

35. Kofstad P.J. High-temperature oxidation of titanium / P.J. Kofstad // J. Less-Common Metals. 1967. - V. 12. N 6. - P. 449-464.

36. Лайнер Д.И. Окисление титана и его сплавов / Лайнер Д.И. и др.. М.: Металлургия, 1970. - 317с.

37. Угай А .Я. Общая и неорганическая химия / А.Я. Угай. Москва, 2000. С. 426.

38. Ниобий и тантал / Сборник статей под ред. О.П. Колчина. -Москва, 1960. С. 21,106-108.

39. Барабаш О.М. Структура и свойства металлов и сплавов / О.М.Барабаш, Ю.Н. Коваль. Киев, 1986. С. 465-466.

40. Кофстад П. Высокотемпературное окисление металлов / П. Кофстад. Москва, 1969. - С. 60-61,190-191,201-202, 254-262.

41. Исследование растворимости кислорода в ниобии / В.М. Орлов, Л.А. Федорова//Неорганические материалы. 1985. - № 5. - С. 202-205.

42. Кукушкин С. А. Самоорганизация при зарождении многокомпонентных пленок / С.А. Кукушкин, А.В. Осипов // ФТТ. 1995. -N7. Т. 37.-С. 2127-2132.

43. EFFECT OF SUBSTRATE TEMPERATURE ON ELECTRICAL, STRUCTURAL, OPTICAL AND CATHODOLUMINESCENT PROPERTIES OF IN203-SN THIN FILMS PREPARED BY SPRAY PYROLYSIS / A.EL. HICHOU ET ALL. // THIN SOLID FILMS.- 2004. V. 458. - P. 263-268.

44. BREWER S.H. CALCULATION OF THE ELECTRONIC AND OPTICAL PROPERTIES OF INDIUM TIN OXIDE BY DENSITY

45. FUNCTIONAL THEORY / S.H. BREWER, S. FRANZEN // CHEMICAL PHYSICS. 2004. - V. 300. - P. 285-293.

46. Electrical and optical characteristics of ITO films by pulsed laser deposition using a 10 wt. % Sn02-doped 1п20з ceramic target / S.H. Kim et all. // Thin Solid Films. 2005. - V. 475. - P. 262-266.

47. Ховив A.M. Лазерное оксидирование проводящих твердых тел: дис. . д-ра физ.-мат. наук. / A.M. Ховив. Воронеж, 1990. - 246 с.

48. Карлов Н.В. Лазерная термохимия. / Н.В. Карлов, Н.А. Кириченко, Б.С. Лукьянчук. -М.: ЦентрКом. 1994. С. 199.

49. Барсукова Л.В. Термическое и лазерно-термическое окисление титана в интервале температур 773-973 °К / Л.В. Барсукова, A.M. Ховив, В.З. Анохин // Неорганические материалы. 1992. - Т.28. - С.1019-1021.

50. Нуприенок И. С. Исследование окисления пленок титана в зависимости от длины волны падающего УФ-облучения / И.С. Нуприенок, А.Н. Шибко // Ж. неорган, химии. 1996. - Т. 41. № 1. - С. 37-38.

51. Чапланов A.M. Влияние лазерного облучения на кинетику окисления пленок титана при термической обработке / A.M. Чапланов, А.Н. Шибко //Квантовая электроника. 1993. - Т. 20. № 2. - С. 191-193.

52. Ховив A. M. Особенности кинетики окисления кремния при воздействии лазерного излучения среднего ИК-диапазона / A.M. Ховив, И.Н. Назаренко, С.И. Дубов // Ж. физ. химии. 1995. - Т.69. № 4. - С. 756 - 760.

53. Ховив А. М. Влияние лазерного излучения среднего ИК-диапазона на формирование гетероструктуры «кремний оксид кремния» / A.M. Ховив и др. // Неорган, материалы. - Т.41. № 2. - С. 276 - 277.

54. Спектрофотометрия тонкопленочных полупроводниковых структур / А.В. Раков. М.: Сов. радио, 1975. - 92 с.

55. Руководство к практическому применению преобразований Лапласа / Г. Деч. -М.: Наука, 1965. 288 с.

56. Теория теплопроводности / A.B. Лыков. М.: Высшая школа, 1967.-599 с.

57. Свиташова С. II. Исследование процесса образования пленки естественного оксида на поверхности меди методом эллипсометрии / С.Н. Свиташова, Р.И. Любинская, Л.Л. Свиташов // Поверхность. 1976. - №11. -С. 80-85.

58. Ховив А. М. Кинетика термического окисления меди в атмосфере осушенного кислорода / A.M. Ховив, Л.А. Малевская // Неорган, материалы. 1995. - Т.31. №7. - С. 1076-1077.

59. Спичкин Ю.В. О механизме восстановления тонких оксидных слоев меди / Ю.В. Спичкин, Е.С. Воронцов // Изв. вузов. Цветная металлургия. 1977. - №4. - С. 130-131.

60. Спичкин Ю.В. Химическая устойчивость оксидных пленок на массивных и вакуумно конденсированных образцах никеля и меди / Ю.В. Спичкин, Е.С. Воронцов // Ж. прикл. химии. 1980. - Т. 53. №3. - С.510 -513.

61. Забродская В.Ф. Явление химической индукции в сопряженных реакциях окисления меди / В.Ф. Забродская, Е.С. Воронцов // Кинетика и катализ. 1977. - Т.18. №6. - С.2612 - 2617.

62. Немошкаленко В. А. Теоретические основы рентгеновской эмиссионной спектроскопии / В.А. Немошкаленко, В.Г. Алешин // Наукова думка. 1974. - Киев. - С. 376.

63. Зимкина Т.М. Ультрамягкая рентгеновская спектроскопия / Т.М. Зимкина, В.А. Фомичев // Изд-во ЛГУ. 1971. - Ленинград. - С. 132.

64. Fedoseenko S.I. Development and present status of the Russian -German soft X-ray beamline at BESSY II. S.I. Fedoseenko, I.E. Iossifov, S.A. Gorovikov et. al. // Nucí. Instr. And Meth. in Phys. Res. A. 2001. - №. 470. P. 84-88.

65. Фелдман JI. Основы анализа поверхности и тонких плёнок / Л. Фелдман, Д. Майер // Изд-во Мир. 1989. - Москва. - С. 344.

66. Методы исследования атомной структуры и субструктуры материалов, В.М. Иевлев, А.Т. Косилов, Ю.К. Ковнеристый, А.И. Лебедев, Э.П. Домашевская и др., Учебное пособие, Воронеж: ВГТУ, 2001, 446 стр.

67. Прибытков Д.М. Лазерно-стимулированное оксидирование тонкопленочного титана / Д.М. Прибытков, H.A. Дивакова, Д.А. Ховив // Цветные металлы. Б.м. -2005. № 9. С. 30-32.

68. Ховив A.M. Синхротронные исследования лазерно-термически окисленных тонких пленок титана / Д.М. Прибытков, Д.А. Ховив, Э.П. Домашевская // Известия РАН. Сер.: физическая. Москва, 2008 - т.72. - №4. - С. 542-546

69. Прибытков Д.М. Лазерно-термическое окисление тонких пленок титана / Д.М. Прибытков, Д.А. Ховив // Поверхность. 2005. - №5. - С. 85 -88

70. Логачева В.А. Особенности пленок вольфроматов индия, полученных методом послойного напыления / Г.С. Григорян, A.M. Солодуха, Д.А. Ховив, М.В. Марчуков, A.M. Ховив // Неорганические материалы. -Москва, 2008. т.44. - №3. - С. 366-371

71. Ховив Д.А. Лазерно-термическое окисление тонких пленок титана / Д.М. Прибытков // НКРК-2004 XI Национальная конференция по росту кристаллов, Москва, 13-17 дек. 2004 г. : тез. докл. — Б.м., 2004 .— С. 450

72. Прибытков Д.М. Лазерно-термическое окисление тонких пленок титана / Д.А. Ховив // Рост монокристаллов и тепломассоперенос 1С8С-2005, Обнинск, Россия, 25-30 сент. 2005 г.: 6-я международ, конф. : сб. тр. — Обнинск, 2005 .— Т. 1. С. 150-153 .— 0,3 п.л.

73. Домашевская Э.П. Синхротронные исследования тонких оксидных пленок И / Ховив Д.А. // Рентгеновские и электронные спектры и химическая связь : XIX Всерос. науч. шк.-семинар, 19-22 марта 2007 г., Ижевск .— Ижевск, 2007 .— С. 156 .— 0,1 п.л.