Исследование оптических свойств тонкопленочных структур на основе элементов IV группы эллипсометрическими методами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ ФІЗИКИ НАПІВПРОВІДНИКІВ СПЕЦІАЛІЗОВАНА ВЧЕНА РАДА К50.07.02.

С'

На правах рукопису УДК: 621.315.592.+539.216.2

МИТУС ВОЛОДИМИР АНАТОЛІЙОВИЧ

ДОСЛІДЖЕННЯ ОПТИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ТОНКОПЛІВКОВИХ СТРУКТУР НА ОСНОВІ ЕЛЕМЕНТІВ

IV ГРУПИ ЕЛІПСОМЕТРИЧНИМИ МЕТОДАМИ

(01.04.07- фізика твердого тіла)

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико- математичних наук

КИЇВ - 1997

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті фізики напівпровідників НАН України, м. Київ

Науковий керівник: кандидат фізико-математичних наук, ст.н.с.

Клюй Микола Іванович Науковий консультант: доктор фізико-математичних наук, професор, член-кореспондент НАН України Литовченко Володимир Григорович Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор Фекешгазі І.В.

кандидат фізико-математичних наук, доцент Стащук B.C.

Провідна організація: Інститут фізики НАН України, м.Київ

/и'5"

Захист відбудеться “20” червня 1997 р. о 1-і- на засіданні Спеціалізованої вченої ради К50.07.02 в Інституті фізики напівпровідників НАН України за адресою: 252650 Київ-28, проспект Науки, 45.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту фізики напівпровідників.

Відгуки на автореферат у двох примірниках, засвідчені печаткою, прохання надсилати за вказаною адресою на ім'я вченого секретаря Спеціалізованої ради.

Автореферат розісланий травня 1997 р. .

Вчений секретар Спеціалізованої ради кандидат фізико-математичних наук (

Загальна характеристика роботи

Актуальність тематики: Сучасна мікроелектроніка потребує для подальшого розвитку нових матеріалів. Найбільш перспективними залишаються матеріали ІУгрупи, які допускають варіювання їх оптичних та механічних параметрів у широких межах. До таких матеріалів відносяться, зокрема, алмазоподібні (АПП) вуглецеві плівки, властивості яких залежать від співвідношення Бр3 та зр2 фаз в них, та сплави 5іі_х(3ех, властивості яких радикально змінюються в залежності від вмісту германію у сплаві.

Дослідження фізичних властивостей таких матеріалів актуальне як з точки зору прикладних досліджень, зокрема, отримання плівок з наперед заданими параметрами та розширення меж варіювання їх властивостей, так і для фундаментальних досліджень, важливих для розуміння фізичних процесів, що відбуваються при осадженні та модифікації цих речовин. Важливою перевагою вказаних матеріалів є також можливість отримання їх у вигляді тонких плівок, з варіюванням їх властивостей по товщині. Через це особливу зацікавленість викликають дослідження впливу обробок, зокрема йонної імплантації, на оптичні та механічні властивості цих матеріалів.

Оскільки вуглецеві плівки, отримані різними методами і при різних умовах, досить сильно різняться за своїми характеристиками, актуальним є дослідження їх властивостей та механізмів формування в залежності від режимів осадження. Хоча дослідженню властивостей алмазоподібних вуглецевих плівок присвячено чимало робіт, на момент постановки даної роботи експериментальні дані не були систематизовані. Оскільки

плівки осаджувались різними методами і при різних режимах, результати досліджень виявились досить суперечливими. Більшість робіт було присвячено дослідженню впливу умов осадження на властивості а-С:Н плівок, отриманих в діапазоні напруг зміщення підкладинки до 1000 В. Останнім часом велику зацікавленість дослідників викликають алмазоподібні плівки, що містять азот: а-С:Н:1М. Однак відомості про вплив азоту на процес формування та властивості плівок були епізодичними. Отримані результати пояснювались різними моделями. Залежності оптичних властивостей вуглецевих плівок від вмісту в них азоту було досліджено лише частково. Роботи по дослідженню впливу "холодної" імплантації азоту у вуглецеві плівки "м'якого" типу взагалі були відсутні. Практично не досліджувались оптичними методами процеси релаксації механічних напружень в термічно відпалених та йонно-імплантованих плівках 8іі.хСех.

Перспективним неруйнівним методом, що дозволяє досліджувати оптичні властивості багатопрошаркових структур, є еліпсометрія.

Виходячи з викладеного, метою даної роботи є експериментальне дослідження еліпсометричними методами оптичних властивостей тонкоплівкових структур на основі елементів IV групи та вивчення механізмів модифікації їх параметрів при зміні умов нанесення і в залежності від режимів термічних та йонно-імплантаційних обробок.

Для досягнення поставленої мети розв'язувались такі задачі: -дослідити оптичні властивості та механізми росту АПП в залежності від умов їх осадження (тиску та складу плазми, напруги зміщення на підкладинці, вмісту азоту).

-вивчити процеси йонно-стимульованої модифікації АПП та їх вплив на оптичні та механічні властивості плівок.

-дослідити особливості процесу структурної модифікації плівок скловуглецю під дією імплантації йонів С+ в підігріту підкладинку.

-вивчити закономірності зміни оптичних властивостей плівок 5іі_х(3ех після термічних відпалів та імплантації йонів С+ та встановити їх зв'язок зі зміною величини внутрішніх механічних напружень в плівці.

Наукова новизна дисертації визначається такими результатами:

1. Виявлено ефект та проаналізовано механізм зміни оптичних та структурних властивостей АПП при зміні умов їх нанесення (тиску в камері, напруги зміщення підкладинки, складу плазми).

2. Показано, що за рахунок введення в АПП домішки азоту можна, не змінюючи інших параметрів процесу осадження плівки, в широких межах варіювати характеристики плівок АПП, та запропоновано модель, що пояснює вплив азоту на їх структурні, оптичні, та механічні властивості.

3. Виявлено ефект значного (в 3-5 разів) збільшення твердості АПП, імплантованих йонами азоту та вуглецю, встановлена кореляція між зміною оптичних та механічних властивостей йонно-імплантованих плівок.

4. Вперше виявлено ефект йонно-стимульованої фазово-структурної перебудови в плівках скловуглецю, імплантованих йонами С+ при підвищеній температурі, який проявляється в появі енергетичної щілини та збільшенні твердості імплантованої плівки.

5. Методом спектральної еліпсометрії досліджено ефект релаксації механічних напружень в плівках 5і]_хОех під дією

термічних відпалів та імплантації ізовалентної домішки вуглецю. На основі співставлення з результатами теоретичних розрахунків запропоновано метод безконтактного визначення величини механічних напружень в плівках Зі]_хОех.

Практична значимість одержаних результатів полягає в тому, що вони розвивають фізичні уявлення про процеси формування вуглецевих плівок при введенні домішки азоту та зміні параметрів нанесення та про механізми йонно-стимульованої модифікації їх властивостей під дією імплантації йонів різного типу та при різних температурах. Розвинуто підходи по дослідженню неруйнівним спектральним еліпсометричним методом процесів релаксації внутрішніх механічних напружень в йонно-імплантованих та термічно відпалених плівках 5і]_хОех. Одержані результати можуть бути використані для цілеспрямованого керування властивостями АПП та отримання плівок з наперед заданими оптичними та механічними властивостями.

На основі співставлення з результатами теоретичних розрахунків запропоновано метод безконтактного визначення величини механічних напружень в плівках 8і]_хОех.

Використання АПП у якості просвітлюючих покриттів дозволяє підвищити коефіцієнт корисної дії кремнієвих сонячних елементів в 1.3-1.4 рази та підвищити їх стійкість до дії агресивних середовищ.

Положення, які виносяться на захист:

1. Оптичні, механічні та структурні властивості АПП, вирощених методом СУТ), визначаються, крім умов синтезу (тиску в камері, напруги зміщення підкладинки, складу плазми), наявністю в плівці домішки азоту. Введення азоту в АЦП змінює співвідношення эр3 та эр2 - координованих зв'язків, призводячи

б

до зміни її оптичних властивостей (п, к, оптичної ширини забороненої зони (Еопт)), причому характер цієї зміни в залежності від концентрації азоту в АПП є немонотонним.

2. Імплантація йонів азоту та вуглецю в АПП призводить до їх фазово-структурної перебудови і, в результаті, до зміни оптичних властивостей та покращення твердості в 3-5 разів. Конверсія частини sp2 - координованих в 5р3-координовані зв'язки в плівці скловуглецю під дією імплантації йонів С+ приводить до появи енергетичної щілини та збільшення твердості плівки.

3. Релаксація механічних напружень в плівках Si^Ge*, що відбувається під дією імплантації йонів С+ обумовлена вбудовуванням в кристалічну гратку атомів вуглецю, що мають ковалентний радіус менший, ніж у атомів германію та кремнію. Ефект релаксації проявляється в оптичних спектрах у зміщенні енергії прямого зона-зонного переходу Е) до значення, близького до характерного для відрелаксованої плівки Sii_xGex.

Апробація роботи: Основні матеріали дисертації доповідались на Другому Міжнародному Симпозіумі по Алмазоподібних плівках, Травень 3-5 1994р, Мінск, Міждержавній конференції країн СНД “Алмазоподібні плівки вуглецю” 6-9 червня 1994р, Харків, Міжнародній конференції SPIE, 11-13 травня 1995р., Київ, Третьому Міжнародному Симпозіумі по Алмазоподібних плівках, 16-19червня 1996р., Санкт-Петербург, Міжнародному семінарі з прогресивних технологій багатокомпонентних плівок і структур та їх застосування у фотоніці, 3-5 жовтня 1996р., Ужгород. Публікації. Основні результати дисертації опубліковані у 11 роботах, перелік яких наведено у кінці автореферату. Всі вони виконані у співавторстві.

Особистий науковий внесок: Дисертація є узагальненням

досліджень, виконаних автором у співавторстві з колегами по роботі. Автор особисто провів всі еліпсометричні дослідження оптичних властивостей АППВ та плівок Si^Ge*, які визначають наукову новизну дисертаційної роботи. Дисертанту належить суттєва роль в інтерпретації одержаних результатів і написанні основних наукових праць.

Об'єм та структура роботи: Дисертація викладена на 134 сторінках друкованого тексту. Складається з вступу, чотирьох розділів, додатку, захлючення, списку використаної літератури із 116 назв, 5 таблиць та ЗО рисунків.

Основний зміст роботи.

У вступі обгрунтовано актуальність теми, сформульована мета роботи, викладена наукова новизна, практична значимість отриманих результатів та положення, які виносяться на захист. У вступі також містяться відомості про апробацію роботи та стисло викладено зміст роботи.

В розділі 1 міститься огляд літературних джерел, в яких висвітлено питання стосовно оптичних, механічних та структурних властивостей алмазоподібних плівок, скловуглецю та сплавів Si^Ge*. Основна увага приділяється даним по оптичним властивостям досліджуваних матеріалів, впливу на них імплантації та умов осадження. Розглянуто модельні уявлення про структуру цих матеріалів. Також стисло викладено суть CVD (Chemical Vapour Deposition)- методу осадження вуглецевих плівок та еліпсометричних методів, використовуваних у даній роботі.

В розділі 2 представлено результати експериментальних досліджень структурних та оптичних властивостей

гідрогенізованих вуглецевих плівок, отриманих СУО-методом при різних умовах осадження. Показано, що швидкість осадження плівок а-С:Н монотонно збільшується із збільшенням напруги зміщення на підкладинці. Встановлено, що збільшення вмісту водню в плазмі призводить до зменшення швидкості осадження, оскільки водень підсилює процес дисоціації метану і знижує концентрацію вільних вуглеводневих радикалів у газовій суміші, перетворюючи їх на стабільні вуглеводні С2Н4, С2Н6, та ін. Виявлено, що показник заломлення, коефіцієнт екстинкції плівок а-С:Н залежать від складу і тиску газу в реакційній камері та від напруги зміщення на підкладинці, причому значення показника заломлення монотоішо збільшується із збільшенням напруги зміщення. Показано, що змінюючи напругу зміщення на підкладинці в діапазоні 1200-1900 В, можна отримувати алмазоподібні плівки з наперед заданими значеннями показника заломлення у діапазоні 1.5-2.2, при цьому коефіцієнт екстинкції не перевищує 0.09, а твердість змінюється від 0.6 до 10 ГПа. Це дає змогу використовувати алмазоподібні плівки у якості просвітлюючих покриттів для кремнієвих сонячних елементів. Детальне вивчення спектральних залежностей п та к для “м'яких” плівок свідчить, що сильна дисперсія п та к спостерігається при енергіях фотонів більше 3 еВ (рис.1а). При цьому умови синтезу стимулюють формування структурної сітки плівки, що складається з фрагментів СН груп. Для “твердих” (Н=10 ГПа ) плівок характерна слабка дисперсія і більші абсолютні значення (порівняно з “м'якими” плівками) показника заломлення (рис. 16).

Рис.іа. Спектральна залежність Рис.іб. Спектральна залежність

показника заломлення та коефіцієнта показника заломлення та коефіцієнта екстинкції “м'яких” а-С:Н плівок екстинкції “твердих” а-С:Н плівок

При цьому основну роль в формуванні структури плівки відіграють вуглець-вуглецеві зв'язки, що підтверджується результатами вимірювань спектрів інфрачервоного поглинання плівок обох типів. Також виявлено, що “твердим” плівкам а-С:Н властива висока термостабільність. Крім того, в розділі 2 розглянуто вплив азоту на оптичні та механічні властивості а-С:Н:М плівок. Плівки а-С:Н:М отримувались шляхом додавання азоту в газову суміш в процесі осадження плівки СУО-методом. Виявлено (рис.2), що при збільшенні вмісту азоту в плазмі до 1015 % оптична ширина забороненої зони плівки зменшується, а при досягненні концентрації азоту більше 15% починає збільшуватись. При цьому діапазон зміни Еопт залежить від тиску

газу в реакційній камері (рис.2). Із даною залежністю добре корелюють залежності показника заломлення та коефіцієнта екстинкції плівки від вмісту азоту в плазмі. Такий вигляд залежностей Рис.2. Залежність Еопт а-С:Н:М плівок пояснюється особливостями від вмісту азоту в газовій суміші.

впливу азоту на співвідношення хр3/зр2 фаз. На першому етапі, при незначному вмісті азоту в плазмі, азот створює хімічні зв'язки з вуглецем на границях $р2- кластерів, одночасно збільшуючи вміст зр2-фази та розупорядковуючи її, внаслідок чого зростають значешія п та к і зменшується ширина забороненої зони. Однак, із збільшенням концентрації азоту в плазмі надлишковий азот починає вбудовуватись в місткові положення між зр2-кластерами, призводячи до часткової релаксації внутрішніх механічних напружень і збільшення вмісту 5р3-фази. Це, в свою чергу, спричинює зменшення значень показника заломлення та коефіцієнта екстинкції та збільшення оптичної ширини забороненої зони. Це призводить, при вмісті азоту в плазмі 40%, до формування плівки з аномально низькими значеннями коефіцієнта екстинкції. Представлений механізм підтверджується гарною кореляцією оптичних та механічних властивостей плівок, а також порівнянням спектрів псевд од ¡електричної функції таких плівок з літературними спектрами АПГІ з різним співвідношенням эр3/эр2 фаз. Також у розділі 2 представлено результати дослідження вмісту азоту в

еВ

Вміст азоту в газовій суміші (%)

плівці методом Оже-спектроскопії, які пов'язують вміст азоту в плівці із вмістом азоту в плазмі в процесі її осадження.

В розділі 3 розглянуто вплив імплантації йонів азоту та вуглецю на оптичні та механічні властивості вуглецевих плівок. Представлено результати кількох серій експериментів по імплантації азоту та вуглецю з енергією 150 кеВ та дозами 1-3 1016 йонів/см2 в АПП. Встановлено, що така імплантація призводить до зміни оптичних властивостей “м'яких” АПП (зменшення Е0ПІ, збільшення п та к), що обумовлено структурним розупорядкуванням плівки та виходом з неї водню. Даний ефект супроводжується значним ( в 3-5 разів) збільшенням твердості та модуля Юнга імплантованих плівок, що раніше не спостерігалось. Також у розділі 3 представлено результати досліджень впливу йонної імплантації на властивості скловуглецю. Виявлено, що при імплантації скловуглецю йонами вуглецю з дозою 1016 йонів/см2 та енергією 150 кеВ при температурі підкладинки 550°С відбувається радіаційно-стимульований фазово-структурний перехід (конверсія деякої частини зр2-координованих зв'язків в 5р3-коордішоват), який проявляється у виникненні у скловуглеці енергетичної щілини (рис.З). Додатковим підтвердженням запропонованого механізму є збільшення твердості йонно-імплактованих плівок скловуглецю.

( аь)

ЬсцеВ

Рис.З. Залежність (ссімх>),/2 від Ьсо для плівки скловуглецю,

імплантовано! йонами С+ при

Проведено дослідження впливу імплантації йонів азоту та вуглецю на оптичні та механічні властивості АПП, що містять азот. Показано, що твердість імплантованих плівок зростає порівняно з вихідними незалежно від типу йонів і вмісту азоту в плівці. Однак для плівок, отриманих при

вмісті азоту в газовій суміші до Т=500°С ЗО % імплантація йонів вуглецю

призводить до більш значного збільшення твердості, ніж

імплантація йонів азоту, а для плівок, отриманих при N >30% навпаки. Запропоновано механізм даного ефекту, який враховує вплив азоту на внутрішні механічні напруження в плівці та, в результаті, на її структуру (співвідношення Бр2 і зр3-

координованих фаз).

У розділі 4 наведено результати досліджень впливу термічних відпалів і імплантації ізовалентної домішки вуглецю на оптичні властивості плівок 5і].хОех та процеси релаксації внутрішніх механічних напружень в них. Дослідження виконано методом спектральної еліпсометрії. Показано, що релаксація механічних напружень при термічних відпалах починається при Твідпалу > 600°С. Для плівок, відпалених при Т= 1050°С енергія переходу Е] близька до значення, характерного для відрелаксованої плівки. Імплантація йонів вуглецю (Е = 20 кеВ, Д = 1016 см-2) також призводить до релаксації напружень в плівці за рахунок вбудовування атомів вуглецю (що мають малий, по

відношенню до кремнію та германію, ковалентний радіус) в гратку Біі_хОех. Даний ефект проявляється в зміні енергії прямого зона-зонного переходу Еі- Проведено співставлення отриманих результатів з даними теоретичних розрахунків енергії переходу Е] для напруженої та відрелаксованої плівки Зі^Ое*.

У додатку наводяться експериментальні результати, що свідчать про перспективність використання алмазоподібних плівок у якості просвітлюючих та захисних покриттів кремнієвих сонячних елементів. Показано, що використання АПП, що мають показник заломлення близький до оптималного (п=2.0) для просвітлення сонячних елементів (СЕ) на основі кремнію, дозволяє збільшити їх коефіцієнт корисної дії (ті) в 1.3 -1.4 рази (див. табл.1).

Таблиця 1 '

№ зразка матеріал елемента просв. покриття ■^,в Ікз.М А ЕЕ Ц,%

1 КДБ-ЇО - 0.53 40 0.79 5.8

Iі КДБ-10 АППВ 0.54 45.8 0.80 6.7

2 КБЕ-2 - 0.58 34.2 0.72 10.6

2і КБЕ-2 АППВ 0.59 40.8 0.75 13.4

Зразки Iі та 2 і - зразки 1 та 2 після нанесення просвітлюючого покриття.

Використані для просвітлення СЕ АПП відносяться до плівок “твердого” типу і мають досить високу термічну стабільність (відпал при Т=350°С на протязі 1 години не призводив до погіршення параметрів СЕ з просвітлюючим АПП покриттям). Також показано, що алмазоподібна вуглецева плівка

є ефективним захисним покриттям для СЕ, що працюють в екстремальних умовах.

Основні результати і висновки

1. “М'які” умови синтезу (напруга зміщення до 1500 В) стимулюють формування АПП з підвищеним вмістом водню (»50 ат. %), невисокою твердістю (<1 ГПа ) і великою щирішою забороненої зони (>3 еВ). Збільшення напруги ВЧ-розряду (>1500 В) і зменшення вмісту метану в газовій суміші обумовлює ріст АПП з малим вмістом водню (<20 ат.%), високою твердістю (>10 ГПа ) і малою шириною забороненої зони (<2 еВ). Основну роль у формуванні структури плівок даного типу відіграють вуглець-вуглецеві зв'язки, що обумовлює високу термостабільність плівок. Залежності швидкості росту, показника заломлення та коефіцієнта екстинкції є лінійними для обох типів плівок.

2. Показано, що введення домішки азоту в АПП в процесі їх осадження суттєво впливає на їх оптичні та механічні властивості, змінюючи співвідношення зр2 та Бр3 - координованих зв'язків в плівці. На початковому етапі азот вбудовується в плівку на границі 5р2-кластерів, а при подальшому збільшенні концентрації надлишковий азот, вбудовуючись в місткове положення між вр2-кластерами, призводить до зменшення внутрішніх механічних напружень в плівці і стимулює формування Бр3 - координованих зв'язків.

3. Зміна оптичних властивостей АПП (зменшення ЕОІГГ, збільшення п та к), імплантованих йонами азоту або вуглецю обумовлена структурним розупорядкуванням плівки (збільшенням кількості Бр2- розупорядкованих зв'язків) та зменшенням

кількості С-Н - зв'язків, і супроводжується значним (в 3-5 разів) збільшенням твердості плівок. Даний ефект залежить від типу та дози імплантованих йонів і вмісту азоту у вихідних плівках.

4. Виявлено ефект фазово-структурної перебудови в плівках скловуглецю під дією імплантації йонів С+ з дозами 1016 йонів/см2 та енергіями 150 кеВ в підігріту (Т-500°С) підкладинку, що проявляється у появі енергетичної щілини та збільшенні твердості імплантованої плівки. Даний ефект обумовлений йонно-стимульованою конверсією частини Бр2 -

\ . О .

координованих вуглець-вуглецевих зв язкш в Бр3 - координовані

зв'язки.

5. Імплантація йонів вуглецю в плівки Бі^Ое* призводить до

релаксації внутрішніх напружень в них за рахунок вбудовування атомів вуглецю в гратку 5І!_хОех. Релаксація внутрішніх механічних напружень також спостерігалась в термічно

відпалених (Т= 650-1050°С) плівках 5і1.хСех, а ступінь релаксації залежить від температури відпалу. Ефект релаксації проявляється у оптичних спектрах в зміщенні енергії прямого зона-зонного переходу Е] до значення, близького до характерного для відрелаксованої плівки

6. Використання АПП у якості захисних та просвітлюючих

покриттів дозволяє суттєво ( в 1.3-1.4 рази) підвищити коефіцієнт корисної дії кремнієвих сонячних елементів та

збільшити їх стійкість до дії агресивних середовищ. При зміні параметрів нанесення АПП (тиску та складу газової суміші, напруги зміщення на підкладинці) в одному технологічному циклі можна отримати багатошарові просвітлюючі покриття з градієнтом показника заломлення по товщині.

Осповні результати дисертації опубліковані в таких наукових працях

1. V.A. Semenovich, N.I. Klyui, S.I. Frolov, V.A. Mitus. The effect of synthesis condition on optical properties of diamond-like carbon films// J. of Superhard Matherials; Allerton Press Inc.; New York. -1995. v.17. -M°5. -P.9-13.

2. V.A. Semenovich, N.I. Klyui, S.N. Dub, V.G. Litovchenko, B.N. Romanyuk, V.A. Mitus. Improvements in mechanical properties of diamond- like carbon films by nitrogen-ion implantation// J. of Superhard Matherials; Allerton Press Inc.; New York. -1996. v.lji. -№3. -P.26-35.

3. Н.И. Клюй, В.Г. Литовченко, С.И. Фролов, Б.Н. Романюк, В.А. Митус, В.А. Семенович, С.Н. Дуб. Оптические и механические свойства ионно-имплантированых углеродных пленок// Функциональные материалы, -1995. -т.2. -№4. -С.469-474.

4. N.I. Klyui, B.N. Romanyuk, V.G. Litovchenko, B.N. Shkarban, V.A. Mitus. Nitrogen-doped DLC Films: Correlation between Optical and Mechanical Properties//J. of CVD. -1997. -v.5, -P.11-17.

5. N.I. Klyui, V.A. Semenovich, V.G.Litovchenko, S.I. Frolov, B.N. Romanyuk, S.N. Dub, V.A. Mitus. Properties of nitrogen containing diamond-like carbon films// TATF'96 Procedings, 5-th Intern. Symp., Colmar, France, April 1-3, 1996. -P. 160-162.

6. V.G. Litovchenko, S.I.Frolov, N.I. Klyui, B.N. Shkarban, V.A. Mitus, D. Kruger. Diagnostics of Si^Gej. alloys by spectroellipsometry//SPIE Procedings. -1995. -v.2648. -P.433-438.

7. В.А. Семенович, В.Г. Литовченко, Н.И. Клюй, С.И. Фролов, Б.Н. Романюк, В.А. Митус. Оптические свойства ионно-имплантированых углеродных пленок/ / Материалы межгосударственной конф. стран СНГ “Алмазоподобные пленки углерода”., Харьков, 6-9 июня -1994. -С.37-38.

8. V.A.Semenovich, N.I. Klyui, V.G. Litovchenko, S.I. Frolov, B.N. Romanyuk, V.A. Mitus. Optical properties of ion-irradiated diamond-like and carbon films// Abstract of the 2-nd Intern. Sump, on Diamond Films, Minsk, May 3-5, -1994. -P. 137-138.

9. V.A. Semenovich, N.I. Klyui, S.N. Dub, B.N. Romanyuk, V.G.Litovchenko, V.A. Mitus. Nitrogen-doped films: Correlation between optical and mechanical properties// Abstract of the Third Int. Symp. on Diam. Films, St. Peterburg, Russia, June 16-19, -1996. -P.79.

10. N.I. Klyui, V.A. Semenovich, V.G. Litovchenko, V.A. Mitus, B.N. Shkarban, D.N. Moskal. Diagnostic of multicomponent diamond like carbon films and structures by optical methods// Int. Workshop on Adv. Tech. of Multicomponent Solid Films and Str., -1996. October 3-5, -Uzhgorod, Ukraine, -book of abstracts, -P.46.

11. N.I.Klyui, V.A. Semenovich, V.P. Kostylyov, V.G.Litovchenko, V.V. Chernenko, V.A. Mitus. Diamond like carbon films as antireflecting coatings for Solar Cells// Intern. Workshop on Adv. Tech. of Multicomponent Solid Films and Struct. -Uzhgorod, Ukraine, -1996, -October 3-5, - book of abstracts, -p.82.

ABSTRACT

Mitus Vladimir A. Investigation of optical properties of thin film structures based on IV group elements by ellipsometry methods (manuscript).

The physics and mathematics sciences candidate (Ph.D.) dissertation in the field of speciality 01.04.07- solid state physics. Institute of Semiconductor Physics National Academy of Science of the Ukraine, Kyiv, 1997

Optical properties and mechanisms of diamond-like carbon (DLC) films formation in dependence on deposition condition and nitrogen content in the films were experimentally investigated by ellipsometric methods. The mechanisms of ion-stimulated modification of optical and mechanical properties of DLC and Sij. xGex films were also studied. The tendencies of optical properties changes of as deposited and ion-beam modified DLC and Si!_xGex films have been established.

The obtained results develop physical models about processes of formation and structural modification of DLC films under action of ion irradiation as well as about processes of internal mechanical stresses relaxation in ion-implanted Si^Ge* films. It was shown that DLC films are perspective antireflecting and protective coatings for silicon solar cells.

АННОТАЦИЯ

Mirryc B.A. “Исследование оптических свойств тонкопленочных структур на основе элементов IV группы эллипсометрическими методами” (рукопись).

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.07,- физика твердого тела. Институт физики полупроводников НАН Украины, Киев, 1997.

Эллипсометрическими методами экспериментально исследованы оптические свойства и механизмы формирования алмазоподобных углеродных пленок (АПП) в зависимости от

условий осаждения и уровня легирования пленок азотом. Изучены механизмы ионно-стимулированой модификации оптических и механических свойств АПП и пленок 8іі_хСех. Установлены закономерности изменения оптических свойств при изменении структуры осажденных и ионно-модифицированых пленок Біі-хСгЄх и АПП.

Полученные результаты развивают физические представления о процессах формирования и структурной модификации АПП под действием ионного облучения, процессах релаксации внутрених механических напряжений в ионно-имплантированых пленках 5іі.хСех. Показана перспективность применения АПП в качестве защитных и просветляющих покрытий для солнечных елементов на основе кремния.

Ключові слова: алмазоподібні плівки вуглецю, йонна

імплантація, кристалічні сплави Бі^Ое*, оптичні властивості, твердість, модуль Юнга, релаксація механічних напружень.