Оптические характеристики разупорядоченных полупроводников, полупроводниковых границ раздела и пленок тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ



АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНСКОЙ ССР ИНСТИТУТ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

На правах рукописи УДК 621.315.592: 535.36:546.75

ГАВРШЕНКО Владимир Иванович

ОПТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРЖТЖИ РАЗУПОРЗДОЧЕННЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ, 1ГОЛУПГОЮДНИК0БЫХ ГРАНИЦ РАЗДШ. И ПЛЁНОК

(01.04.10 - физика полупроводников и диэлектриков)

диссертации на соискание учёной степени

\

доктора физико-математических наук

Автореферат

Киев - 1990

Работа выполнена в Институте полупроводников АН УССР, г.Киев

Официальные оппоненты: доктор физико-математических неук,

академик АН УССР М.П.ЛИСИЦА

доктор физико-математических наук, профессор В.К.БА2ЕН0В

доктор физико-математических наук И.А.ШАЙНЕБИЧ

Ведущая организация - Физико-технический институт

им. А.Ф.Иоффе, г.Ленинград

Защита состоится "_"_1990 г. в_час._мин.

на заседании Специализированного совета Д 016.25.01 при Институте полупроводников АН УССР (252650,- ГСП, г.Киев-28, пр. Науки 45).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института полупроводников АН УССР

Автореферат разослан "__"_ 1990 г.

Учёный секретарь Специализированного совета доктор физико-математических наук,

профессор В.А.РОМАНОВ

ОБЩАЯ Ш>АШРИеТШ РАБОТЫ

Актуальность темы. Интенсивное развитие физики твёрдого тела, а также её технических приложений (таких как полупроводниковая интегральная ышро- и оптоэлектроника, фотопреобраэовате-ли, твердотельная лазерная тезмика и т.д.) стимулировало с последнее время актиеные исследования в области одного из перспективных направлений данного раздела физики; фундаментальных свойств неупорядоченных (поли-, микрокристаллитных, аморфных) полупроводников, а также полупроводниковых слоистых систем на основе как кристаллических веществ, так и .«упорядочении* материалов. Интерзс к подобного рода исследованиям основан, с одной стороны, на необходимости дальнейшего развития физики нэупорддо-ченнсго состояния, динамики фазовс-структурнкх превращений типа порядок-беспорядок. С другой стороны, неупорядоченные (поли-, микрокристаллитные и аморфные) полупроводники, как правило, являются намного более дешевыми материалами.

Успехи последних лет в изучении данного раздела физики убедительно доказали возможность и перспективность создания различных приборов твердотельной опто- и микроэлектроники на основе неупорядоченных полупроводников, вполне способных конкурировать с их аналогами, выполненными на 'монокристаллкческих материалах и при этом, в отличие от последних, обладающих, в ряде случаев, новыми полезными свойствами. Например, более высокой твёрдостью (углеродные конденсаты), областью фоточуветвитольности, соответствующей ввдимому свегу (микрскристаллитный и аморфный кремний) и т.д. Ото обьясняет практический интерес по дальнейшему развит™ указанного направления фундаментальной и прикладной физики.

Большое значение для технических приложений имеет дальнейшее развитие методов диагностики некристаллических полупроводников, а также проблема прогнозирования их оптических свойств, основываясь на технологических условиях получения данных материалов. Перспективными для данных целей являятся методы оптической спектроскопии ввиду их бесконтактности. На момент постаьов;-ки данной работы отсутствовали результаты систематических исследований характера последовательной перестройки электронного энергетического спектра н оптических свойств полупроводников в процессу фаэово-структурных превращений типа порядок-беспорядок.

В то же время соответствующие данные необходимы для понимания динамики фазово-структурных переходов в полупроводниках.

Цедыо работы являлось комплексное экспериментальное и теоретическое исследование фундаментальных свойств неупорядоченных полупроводников, таких как электронная энерге'/ическая структура и оптические свойства, связанные с собственным поглощением электронной подсистемы, анализа роли полупроводниковых границ раздела в формировании указанных свойств, а также оптических свойств плёнок.

Сформулированная цель достигалась решением следующих зедач.

- Разработка метода расчёта электронной энергетической структуры поли- и микрокристаллитных полупроводников, учитывающего влияние внутренних границ раздела микрокристаллитсв.

- Установление основных закономерностей перестройки элех-троьного энергетического спектра полупроводников, определяющего их оптические свойства в области фундаментального поглощения, в процессе превращений типа порядок-беспорядок.

- Исследование оптических свойств, связанных с наличием внутренних границ раздела з лолупроводниках (границ зёрен в микрокристалл итных веществах, внутренних границ раздела в слоистых полупроводниках и т.п.).

- Разработка новых концепций диагностики структуры неупорядоченных полупроводников на основе оптических методов их исследования.

Объекты и методы исследований. Изучался поли- к микрокрис-таялитный кремний, полученный в различных технологических условиях, а также плёнки аморфного и аморфного гидрогенизированного кремния. Исследования проводились также на плёнках углеродных конденсатов, стеклоуглероде, слоистых кристаллах карбида кремния различных политипов, твёрдых растворах типадд хса 1_хАг •

Теоретически электронная энергетичэская структура поли- и микрокристаллитных материалов исследовалась с помощью развитого в работе метода расчёта, основанного на концепции виртуельного кристалла в теории электронной структуры неупорядоченных твёрдых тел с учётом основных факторов, описывающих влияние внутренних границ раздела микрокристаллитов: структурные дефекты, внутренние механические, а также электрические поля в приграничных областях зёрен.

Экспериментально параметры электронной энергетической структуры неупорядоченных полупроводников исследовались с помощью методов оптической спектроскопии: ИК отражения и электроот-радения, а также спектральной эллипсометрии с вращающимся анализатором. Метод электроотражения применялся на основе рекомендаций, полученных в результате выполненного в работе анализа путей оптимизации режимов измерений в установках модуляционной спектроскопии. Резонансные энергии измерялись по спектрам оптических констант, полученных с помощью спектральной эллипсометрии, в рамках многоосциляторной модели путём численного одно- и двухкратного дифференцирования. Параметры структуры микрокрис-таллитных полупроводников определялись с помощью рентгенодифра-кционного метода путём цифровой обработки сигнала с использованием больших: времен накопления.

Энергии валентных электронов в неупорядоченном кремнии и их зависимость от степени структурного беспорядка определялись с помощью внешней фотоэлектронной спектроскопии. Для улучшения точности определения характерных энергий применялось электрическое дифференцирование сигнала в процессе измерений. Абсолютные значения эффективности рассеяния света в полупроводниковых твердых растворах измерялись по спектрам резонансного комбинационного рассеяния первого порядка с использованием перестраиваемых лазеров на красителях.

Научная новизна представленных в диссертации результатов определяется следующим.

- Развит оригинальный метод расчёта электронной энергетической структуры поли- и микрокристаллитных полупроводников, основанный на использовании концепции виртуального кристалла в теории электронной структуры неупорядоченных твердых тел с учётом основных факторов, описывающих влияние внутренних границ раздела в полупроводниках: структурные дефекты (девиации углов и длин межатомных связей), внутренние механические и электрические поля вблизи поверхности зёрен.

- Обнаружен немонотонный характер изменения одноэлектронных энергетических параметров кремния (величин прямых энергетических зазоров, абсолютных энергий валентных электронов и т.п.) в процессе структурных превращений типа порядок-беспорядок. На основе квантово-химического анализа установлена природа перестройки его

электронной энергетической структуры при разупорядочении. Показано, что существенную роль в данном процессе играет соотношение вкладов направленных и изотопных атомных орбиталей в одно-электронные энергии кремния.

- В графитоподобных углеродных конденсатах методами спектральной эллшсометрки, олектроотражения и ИК отражения, обнаружены дополнительные, по сравнению с графитов, энергетические зазоры, появление которых характеризует превращение данного материала типа полуметалл-полупроводник и обусловлено микрокряс-таллитной природой данных материалов.

- Методом из первых принципов, локализованных ячеечных орбиталей (ЛМТО), впервые расчитана полная электронная энергетическая структура гексагональных политипов карбада кремния 2Н, 4Н и 6Н. С помощью метода электроотражения получены новые данные по прямым энергетическим зазорам в видимой и ближней ультрафиолетовой областях спектра ряда гексагональных (4Н, 6Н и 8Н)

и ромбоэдрических (15а , 21 в и 27& ) политипов Sic • Сопоставление результатов теории и эксперимента позволило провести ццентификациа и анализ симметрии оптических переходов зю •

- В твёрдых растворах A^Gaj^As , методом резонансного комбинационного рассеяния в области первых прямых разрешённых переходов, впервые измерены абсолютные значения сечения рассеяния света и его зависимость от композиционного состава в диапазоне 0,2 < х < 0,7.

Практическая значимость работы заключается в следующем.

Развита методология диагностики структуры поли- и микро-кристаллитных полупроводников с помощью оптической спектроскопии. Результаты проведенных в работе исследований, с одной стороны, позволяют с помощью оптической спектроскопии определять средние размеры микрокристаллитов, величины внутренних механических полей вблизи границ зёрен, а, с другой стороны, исходя из известных параметров структуры неупорядоченных полупроводников, прогнозировать их оптические свойства в области фундаментального поглощения.

Разработан не имеющий прототипов оптический неразрушащий способ измерения средних размеров зёрен поликристаллического .кремния, наиболее перспективный для диагностики структуры микро-кристаллитного кремния.

В ряде политипов карбида кремния измерены одноэлектронные энергетические параметры» определяющие в видимой области спектра характеристики различных оптоэлектронных прибороэ (сватоизлучателей, фотоприёмников и т.д.).

На осноЕе анализа режимов измерений, представлены практические рекомендации по оптимизации условий получения оптических спектров полупроводников в установках модуляционной спектроскопии.

Положения, выносимьо на зад;иту.

На защиту выносятся следующие положения.

- Основные тенденции и особенности перестройки электронного энергетического спектра полупроводников в процессе раэупоря-дочения, расчитанные в рамках концепции виртуального кристалла в теории электронной структуры неупорядоченных твёрдых тел,

- Немонотонный характер изменении одноэлектронных энергетических параметров кремния (величин прямых энергетических зазоров абсолютных энергий валентных электронов и т.д.) в процессе структурного разупорядочения и рекристаллизации.

- Проявление ряда дополнительных (по сравнении с графитом) энергетических зазоров в электронной структуре графитоподобных углеродных конденсатов, как результат их микрокристаллитной природы.

- Фундаментальные характеристики электронной энергетической структуры гексагональных политипов карбида кремния в спектральной области собственного поглощения света, измеренных экспериментально и расчитанных теоретически из первых принципов.

- Абсолютные значения сечения рассеяния света в твёрдых, растворах д^Са ¿_хДз , измеренные методом резонансного комбинационного рассеяния на основе экситонной теории.

Совокупность полученных в диссертационной работе физических результатов можно рассматривать как разработку нового перспективного научного направления: - физические основы формирования электронного энергетического спектра полупроводников с нарушенной кристаллической структурой.

Апробация работы. Основные результаты работь докладывались на: 26-м Международном коллоквиуме по физике и технике полупроводников (1981 г., Ильменау, ГДР), Всесоюзном совещании по теории зонной струхстуры твёрдых тел (1930 г., Одесса), Всесоюзном

7

симпозиуме "Полупроводниковые преобразователи солнечной энергии" (1982 г., Киев), 4-й научно-технической конференции "Физические принципы ВДП (ДП) интегральной электроники" (1983 г., Севастополь), 29-м и 32-м Международных коллоквиумах по микроэлектронике (1983 и 1987 г.г., Ильменау, ГДР), УП-й Международной конференции по ионной имплантации в полупроводниках (1983 г., Вильнюс), У1-м Всесоюзном совещании по материаловедению полупроводниковых соединений группы аЧ (1984 г., Каменец-Подольский) , 1-й Всесоюзной конференции "Физические методы исследования поверхности и диагностика материалов и элементов вычислительной техники (1986 г., Кишинёв), У-й Республиканской конференции "Физические проблемы МДП-интегральной электроники (1987 г., Дрогобыч), 1Х-м Всесоюзном симпозиуме "Электронные процессы на поверхности и в тонких слоях полупроводников" (1988 г., Новосибирск), 19-й Международной конференции по физике полупроводников (1988 г., Варшава, Польша), Международной конференции по ионной имплантации в полупроводниках и другие материалы (1988 г., Люблин, Польша), XI-й Международной конференции по романовской спектроскопии (1988 г., Лондон, Великобритании), П-й Всесоюзной конференции по высокотемпературной сверхпроводимости (1989 г., Киев), 1У-й Всесоюзной конференции по спектроскопии комбинационного рассеяния света (1989 г., Ужгород) , 1Х-м Республиканском семинаре по спектроскопии молекул и кристаллов (1989 г., Тернополь), координационном совещании социалистических стран по физическим проблемам оптоэлектроники (1989 г., Баку).

Публикации. Основное содержание работы изложено в 42 публикациях, включаюцйх справочник /32/, брошюру /6/, а также патент ГДР на изобретение /37/. Список представлен в конце автореферата. Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, шести оригинальных разделов (пяти глав и приложений), общих выводов, заключения и списка литературы. Общий объём диссертации - 221 стр., включая 42 рисунка, 17 таблиц, а также библиографию в количестве 240 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖА;«® РАБОТи

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель работы, научная новизна, практическая значимость и основные положения, выносимые на защиту. Дана краткая аннотация результатов по основньм разделам работы.

В первой главе рассмотрены теоретические аспекты электронной энергетической структуры (ЭЭС) неупорядоченных полупроводников. Существенной физической особенностью данного класса материалов является отклонение силового поля от периодичности, чем обусловлено введение понятия случайного поля для описания их физических свойств. Рассмотрение данной проблемы в диссертации ограничено анализом вопросов, связанных с применением теории сильной связи для описания оптических свойств и ЭЭС неупорядоченных полупрозодников. При этом рассмотрен достаточно обширный класс некристаллических веществ, часто применяющихся на практике: - это микро- и поликристаллитныа полупроводники, полупроводниковые твёрдые растворы, материалы, содержащие структурные дефекты в результате внешних воздействий и т.д. Характерной особенностью данных пещоств является то, что подавляющее большинство атомов в них находится в упорядоченном состоянии, близком к их положениям в идеальном кристалле. Другши словами, круг рассматриваемых веществ характеризуется следующим критерием: число нарушенных межатомных связей в полупроводнике ( и ) мало по сравнению с общим числом связей (и), соответствующих идеальному кристаллу, т.е. Л/и I. Оценки показывают, что данный критерий выполняется для полупроводников различной структуры с размерами микрокристаллитов от нескольких десятков ангстрем и выше. Важным следствием выполнимости этого критерия является возможность рассматривать структурные нарушения в веществах данной группы как малое возмущение и применять такие приближения как теорию возмущений, приближение когерренгного потенциала, приближение виртуального кристалла и т.д.

Электронная струнтура полупроводника определялась в результате решения секулярного уравнения. Расчёт матрицы гамильтониана, н^ , в полуэмпирическом варианте теории сильной связи в базисе гибридных ЗР^ - орбиталей для кристаллов типа цинковой обманки дан в Приложении. Используя технику проекционных опера-

Э

торов в работе получены аналитические выражения энергий опти-чоских зазоров в кристаллах типа цинковой обманки, определяющие спектры их оптических констант в области фундаментального поглощения. Анализ полученных выражений показал, что прямые оптические зазоры Е^ и Е^ обладают более высокой стабильностью (по сравнению с другими зонами) по отношению к деструктирующим воздействиям, таким как, например, внешние и внутренние механические поля, структурные дефекты и т.д. В основе данного эффекта лэжит тот факт, что энергии Е^ и в кубических полупроводниках определяются межатомным взаимодействием преимущественно в пределах первой координационной сферы атомов. Важным является также что соответствующие антисвязаннке состояния характеризуются существенным вкладом изотропных атомных орбиталей (б - типа), тогда как состояния, обусловленные направленными (р- типа) связями,подвержены деструктирующим воздействиям значительно сильнее.

В неупорядоченном полупроводнике наличие структурных дефектов приводит к нарушению трансляционной симметрии. Одноэлек-трокныэ свойства системы могут быть описаны с помощью одночас-тичной функции Грина, о (Е), которая,после усреднения по различным конфигурация!.! дефектов, определяется функцией когеррентного потенциала ¿(Е): <0(Е)>- (Е - н -20')) . Мнимая часть когеррентного потенциала характеризузт процессы рассеяния электронов, а реальная часть - изменения одноэлоктронных энергий, обусловленные нарушениями структуры. Выполнимость указанного выше критерия, а также отсутствие необходимости анализа топологии дефектов, позволяет использовать приближение виртуального кристалла и тем самым избежать суммирования по волновому вектору к , при вычислении 5!(Е), что существенно упрощает процедуру расчёта. Суть приближения виртуального кристалла заключается в пренебрежении статистическими флуктуациями случайных величин, т.е. в усреднении когеррентного потенциале по конфигурациям дефектов.

В работе, ЭЭС микро- и поликристаллитннх полупроводников раечнтана с учётом основных факторов, характеризующих влияние границ раздела микрокристаллитол на ЭсС этих материалов: нарушения атомной структуры (девиации углов и длин связей), внутренние механические, а также электрические поля. Расчёт влияния структурных нарушений выполнен в полу .эмпирической схеме сильной

10

связи, когда потенциальное поле в твёрдом теле задаётся в виде энергетических параметров межатомного взаимодействия ( определяемых из сопоставления с экспериментальными значениями одноэлектронных энергий в твёрдом теле. Вычисление изменений Vn , вызванных структурными дефектами, проведено исходя из установленной У.Харрисоном зависимости V от межатомного расстояния в виде: V -^d , что справедливо для-материалов с з - и р - валентными электронами. Усреднение по конфигурациям дефектов выполнено с учётом межатомного взаимодействия, включая три ближайшие координационные сферы атомов.

Влияние внутренних механических напряжений в области вблизи границ зёрен на ЭЭС и оптические свойства микрокристаллитных полупроводников описано в рамках макроскопической теории деформационных эффектов в твёрдых телах. Воздействие электрических полей в приповерхностных областях границ зёрен учтено согя&сно теории эффекта Франца-Келдыша. В рамках изложенной модели мик-рокристаллитного полупроводника установлена зависимость энергетических параметров ЭЭС от характеристик его структуры: среднего размера (объёма) зёрен.

Во второй главе представлены результаты исследований оптических свойств и особенностей электронного энергетического спектра поли- и микрокристаллитного кремния ( ^с- sí). В рамках развитого в работе и описанного в первой главе метода, расчита-на ЭЭС цс~ 31 и ёё зависимость от среднего размера зёрен. Показано, что в процессе разупорядочения (т.е. при уменьшении среднего размера зерна) изменение ЭХ 31 должно происходить немонотонно. Так, в частности, предсказывается, что в относительно крупнозернистом tc-Si, с0 средними размерами зёрен IO"v- 10^ нм, энергии оптических зазоров должны превышать их знечения в кристаллическом (с - si), а также в аморфном кремнии (а - ai) и мелкозернистом ц_с- ах .

Экспериментально изучены серии образцов плёнок ус-Sí , полученных методом химического осаждения из газовой фазы, а также в результате рекристаллизации a-Si и последующих прогревах при разных температурах. Для определения структурных характеристик образцов кремния использовались методы растровой и просвечивающей электронной микроскопии, а также дифракции рентгеновских лучей. Параметры ЭЭС • 31 измерялись методами оптической и фото-

II

электронной спектроскопии. Значения энергий прямых оптических переходов в цс- 31 измерялись с помощью модуляционной спектроскопии электроотражения, а также спектральной эллипсометрии с вращающимся анализатором. Количественные значения получены в рамках модели невзаимодействующих осциляторов. Обнаружена немонотонность изменения энергий оптических переходов по мере уменьшения среднего размера зерна. Так, энергии Е^, Е£ и Е£ уменьшаются, тогда как Е£ - увеличивается. При этом энергия Е| вначале увеличивается,, а затем резко уменьшается. Количественная интерпретация полученных данных выполнена с помощью теоретической модели, описанной в первой главе. В теории ЭЭС г(С- 31 имеется два свободных параметра: величины среднего объёма зерна и внутренних механических напряжений. Независимые измерения средних размеров зёрен в цс- ¡31 » в результате сопоставления данных теории н эксперимента, позволили бесконтактным способом определить величины внутренних механических полей з межзёрен-ных областях. Показано, что в плёнках г(с- , полученных методом химического осаждения из газочой фазы, средние внутренние механические поля в областях границ зерен достигают значений 2.10® Па. Тогда как в плёнках термически рекристаллизоьанного , указанные поля составляют 4,5.10® Па.

Данные фотоэлектронной спектроскопии свидетельствуют о немонотонности изменения характерных энергий валентных электронов в кремнии в процессе амортизации. Так, вершина валэнтной зоны и первый пик плотности состояний, соответствующий Зр - электронам, по мере уменьшения среднего размера зёрен 31 вначале понижаются (относительно энергии Ферми), а затем вновь повышаются. В рамках квангово-химичсского анализа, обнаруженные особенности перестройки электронной энергетической структуры кремния при разупорядочении объяснены влиянием границ зёрен на ЭЭС 31 : девиацией углов и длин связей (до 10° и 1%, соответственно) на поверхностях зёрен, а также воздействие!.! внутренних полей в приповерхностных областях микрокристаллитов. Показано, что предсказываемые теоретически и наблюдаемые экспериментально немонотонности изменения характерных энергетических параметров 31 при разупордцочении обусловлены конкурирующим воздействием внутренних полей и структурных дефектов вблизи внутренних границ раздела микрокристаллитов на ЭЭС кремния.

12

В плёнках а-31 (со средними размерами зёрен 30 - 40 8), а также в а-31 :Н в оптических спектрах, наряду с проявлением особенностей, связанных с наличием микрокристаллитов (оптическая структура в области 4,0 эВ), обнаружены также эффекты, обусловленные дополнительной локализацией электронов, вследствие наличия случайного поля. Последнее проявляется, в частности, в появлении в спектрах электроотражения дополнительных (по сравнению с с-£н ) прямых оптических переходов а а-31 и а-31 :Н с энергиями, близкими к непрямым энергетическим зазорам Г-ХиГ- 1>в с-31 . Указанные эффекты обусловлены снятием запрета по волновому вектору ввиду дополнительной локализации электронов на флуктуациях случайного потенциального поля.

Анализ данных оптической спектроскопии цс,- 31 поли-щ указывает на то, что в процессе разупорядочения энергии переходов Е^ и Е^ изменяются слабо (в отличие от других энергий). 3 результате сопоставления с данными расчёта ЭХ цс,- 31 показано, что наблюдаемая устойчивость энергий Е^ и при нарушениях структуры 3± обусловлена тем, что данные сноргии определяются межатомным взаимодействием преимущественно медду ближайшши соседями (отсутствует вклад второй координационной сферы). Кроме того, соответствующие антисвяэашше состояния формируются в значительной степени атомными орбиталями 3 - типа, ноторые в отличие от направленных р - орбиталей, подвержены деструкти-рующим воздействиям значительно слабее.

Анализ измеренных смещений энергий оптических переходов ь по сравнению с с-31 позволил количественно оценить изменение матричного элемента 5Г- взаимодействия мееду атомными орбиталями р - типа в а1 при разупорядочении (т.е. величины ( ррл ))• Используя полученные, в результате факториэг ;ии матрицы гамильтониана, аналитические выражения для энергий оптических переходов, найдено, что б ^с- зх , со средними размерами зёрен ~ 30 нм, изменение величины ( ррл") составляет д(рр.Т)= - 0,0075 эВ.

Таким образом, результаты проведенных исследований позволяют, с одной стороны, получать количественную информацию о структуре кремния, основываясь на данных оптической спектроскопии. С другой стороны, изложенный подход позволяет прогнозировать оптические свойства микрокристачлитного кремния, исходя из

13

данных о его структурных характеристиках.

В третьей главе изложены результаты исследований оптических свойств и особенностей электронной энергетической структуры графитоподобных углеродных конденсатов.

Согласно данным структурного анализа, графитоподобные углеродные плёнки являются микрокристаллитными, со средними размерами сечения нитеподобных кристаллитов в несколько десятков ангстрем. В настоящем разделе описаны результаты расчёта ЭЭС микрокристаллитных образцов углеродных конденсатов с помощью развитого в диссертации метода анализа ЭЭС микрокристаллитных твёрдых тел в рамках приближения виртуального кристалла в теории сильной связи. Электронная структура углеродных плёнок определена в базисе атомных 2з и 2Р функций углерода в трёхмерном случае из решения соответствующего секулярного уравнения. Наличие искажений атомной структуры кристаллитов по сравнению с графитом (и изменения, поэтому, гибрвдизации атомных связей от ара - к зр^ - типа), учтено путём введения углового параметра, в . Собственные энергии электронов найдены путём аналитического решения секулярного уравнения размерностью 4x4. Наличие структурных искажений (т.е. при 9^0 ) приводит к снятию вырождения й" - электронов и превращению материала из полуметалла в полупроводник. При этом предсказывается одновременное проявление в ввдимой и ближней Ш областях оптических спектров углеродных конденсатов четырёх энергетических зазоров, Ев1 * Ец^, величины которых определяются единственным свободным параметром в теории: - 9 .

Экспериментально, методами спектральной эллипсометрии с вращающимся анализатором, электроотражения и ИК-атр&т.ения изучены оптические спектры графитоподобных углеродных плёнок в диапазоне X = 0,25 - 8,0 мкм. Серии образцов углеродных плёнок (а - С) получены при комнатной температуре осаждением на медные подложки низкоэнергетических (энергией 1-2 эВ) потоков частиц из плазмы, с введением в ряде случаев водорода (а - С:Н). Конденсаты обладали плотностью о = 2,4 - 2,5 Г/см^ и микротвёрдостью Н - 35 ГПа. Удельное сопротивление плёнок а-С находилось в интервале 9 = 104 - Ю5 Ом.см, а плёнок а-С:Н, § = «Ю8 Ом .см. Оптические константы в видимой и ближней инфракрасной областях спектра расчитаны по эллипсометрическим углам

14,

с помощью модели полубесконечной среды с одной границей раздела. Значения определялись б рамнах многоосциляторной модели, а также по спектральным зависимостям функции (.¡¿ Ьи? где - коэффициент поглощения. В Ш-обласги, при количественном анализе оптических спектров плёнок, учитывались две границы раздела.

Спектры коэффициента преломления, п , в ПК области обладают слабой дисперсией: п = 3,0 - 4,0. Спектры мнимой части диэлектрической проницаемости характеризуются проявлением С-Нх (х = 1-3) связей (при X - 3 мк), С - С связей (при X ^

мк), а также энергетического зазора ЕеЗ = 0,2 - 0,3 эВ, определяющего полупроводниковые свойства углеродных плёнок. Сопоставление данных теории и эксперимента приводит к следующему выводу: наличие структурных дефектов обуславливает увеличение доли зр3 - связей по сравнению с Зра - конфигурацией, что снимает вырождение Я - электронов и превращает углерод из полуметалла в.полупроводник. При этом искажения атомных /Г- связей в исследованных углеродных конденсатах составляют 9 = 8 - II0. Важно отметить, что экспериментально наблюдаются все энергетические зазоры, предсказываемые теоретически, а их величина хорошо описывается с помощью единственного параметра в теории:

В видимой и ближней ультрафиолетовой областях спектра, ЭЭС углеродных конденсатов изучена методом электроотражения. Количественный анализ полученных спектров в рамках многоосциляторной модели указывает на проявление следующих зазоров: = = 1,2 - 1,3 эВ, Ее4^ 2,0 эВ и Е2 = 4,2 - 4,8 эВ.

Значение Е^ согласуется с данными спектральной эллипсоие-трии и ИК отражения. Проявление зазора Е^, а также наблюдаемое значительное уменьшение энергии (в графите Е^ = 4,8 эВ) в углеродных конденсатах, не могут быть объяснены в рамках модели виртуального кристалла. Данные результаты свидетельствуют о существенном вкладе эффектов случайного поля в формирование оптических свойств и ЭЭС рассматриваемых материалов. Так, в ЭЭС графита в ультрафиолетовой области спектра имеется также прямой энергетический зазор Е^ с энергией 4,1 эВ. Однако в графите зазоры Ее^ и Е1 являются запрещёнными для прямых переходов по симметрии {ввиду одинаковой чётности начального и конечного состояний 5Г- электронов). Наличие статистических флуктуаций

15

случайного поля вследствие структурных дефектов приводит к дополнительной локализации электронов и изменению локальной симметрии их состояний. Последнее обуславливает релаксацию правил отбора и снятие запрета на указанные переходы. В результате наблюдаемое уменьшение энергии Е£ и рост амплитуды сигнала вблизи" энергии являются мерой вклада эффектов случайного поля. Таким образом, оптические свойства и электронная структура углеродных конденсатов характеризуются как наличием микрокристаллитов с графитоподобной атомной структурой, так и влиянием флуктуаций случайного поля. Изложенные е настоящем разделе результаты исследований позволяют использовать методы оптической спектроскопии для определения структурных параметров графи-топодобных углеродных плёнок.

В четвёртой главе диссертации приведены результаты экспериментального и теоретического исследований электронной энергетической структуры и оптических свойств карбида кремния.

Нерелятивистская электронная зонная структура гексагональных 2Н, 4Н и 6Н политипов карбида кремния расчитана впервые во всей зоне Бршшээна методом ЖТО из первых принципов (локализованных ячеечных орбиталей). С целью достижения наилучшего пространственного заполнения кристаллической решётки политила 2Н, а также для уменьшения перекрытия сфер, выбрано два типа пустых сфер. В более сложных политилах (4Н к 6Н), где слои с координацией типа цинковой обманки повторяются периодически в различных комбинациях слоев типа вюрцита, введен также третий тип пустых сфер с радиусами, равными сферам кремния и углерода. Радиусы сфер выбраны пропорциональным увеличением соприкасающихся ячеечных сфер так,-чтобы заполнить все пространство. В базисный набор волновых функций включены состояния £ , р и с! - типа. Полная и локальные плотности состояний определены методом тетраэдронов, путём интегрирования по набору точек, включавшему 112, 84 и 56 точек в неприводимой части зоны Бриллюзна политипов 2Н, 4Н и 6Н, соответственно. Максимум при 6,65 эВ в функции полной плотности состояний определяется з - электронами кремния. Вершина валентной зоны зю (6Н) формируется преимущественно р- электронами и с (однако доминирующим является вклад орбиталей углерода) . Зона проводимости определяется а, р и а электронами кремния. Ширина валентной зоны ( ~ 15 эВ) несколько меньше чем

в кубическом SIC . Показано, что имеется заметное различие з занятости р- состояний для различных политипов и разных узлов в однсм политипо. Состояния d - симметрии играют важную роль в узлах кремния. Увеличение периода сверхструктуры вдоль оптической оси вызывает складывание зон вдоль направлений Г - А и К - Н в зоне Бриллюэна.

Абсолютные (расчитанныз.) величины наименьшего (запрещённого) энергетического зазора в SiO : 2,76(2Н), 2,89(4Н) и 2,92 эВ (6Н), согласуются с экспериментальными значениями: 3,33(2Н), 3,20(411) и 2,86 эВ (6Н). Однако тенденция изменения величины запрещённой зоны при переходе от 2Н к 6Н политипам противоположна экспериментально наблюдаемой. Нижайший минимум зоны проводимости Sic (2Н) расположен в точке К, a Sic (4Н) и 310 (6Н) -в точке М зоны Бриллюэна, что согласуется с литературой.

Экспериментально, методом электроотражения, изучена электронная энергетическая структура гексагональных (4Н, 6Н) и ромбоэдрических (15а, 21 н и 27и) политипов карбида кремния в спектральном диапазоне 1,0 - 5,6 эВ. Путём выбора геометрии эксперимента измерены спектральные зависимости линейной ( Cj ) и квадратичных (<Ь,Р я ) компонент электрооптического тензора гексого^чьиых кристаллов Sic . Так, при взаимных ориентация* векторов поляризации света ( в ), внешнего электрического поля ( ]?) и оятической оси кристалла (С ^соответствующих случаю ele и V II С , измеренный оптический отклик кристаллов определялся r1i и компонентами электрооптического тензора. Тогда как при ( «П с , К 1 С ) и ( е" II с , F 1С) полученные спектры формировались» соответственно, G12 и G^ компонентами только квадратичного электрооптического эффекта. Значение примерно на порядок первышает , чем определяется различие в амплитудах измеренных сигналов.

Величины энергий прямых оптических зазоров и Sic определены в рамках модели, основанной на линейной суперпозиции двумерных осциляторов. Величины, измеренные на гексагональных политипах S 1С , сопоставлены с, расчитанными в работе теоретически, зазора-пи. Так, для Sic (44) получено: 2,17(2,20); 5,030(5,060) при о || о и 2,60(2,75); 4,585(4,65); 4,98(4,97) при «Tie. Для Sic (6Н) определены следующие значения: 1,36(1,25); 3,85(3,92); 4,63(4,58) при е ¡I о и 2,25(2,042); 4,07(4,10); 4,71(4,63);

17

5,5(5,63) при ele . Результаты расчёта указаны в скобках. Величины энергетических зазоров даны в электронвольтах. Полученная теоретически ЭЭС 4Н и 6Н предсказывает наличие прямых энергетических зазоров с энергией меньшей 6,0 эВ только в окрестности точки М зоны Вриллюэна. Это позволило отнести наблюдавшиеся прямые переходы 4Н и 6Н политипов sifl к М-симмет-рии (подгруппагруппы c£v ). Измеренные энергии (в эВ) прямых переходов в ромбоэдрических политипах síc равны: SiC (15й ), 4,20; 4,62 и 5,21 для с и 5,14 для в" Л с ; SiO(2Ia), 5,20 для ele и 4,68; 5,20 для е II с ; SiC (27а), 4,32; 5,42 для i"i. с и 4,30; 5,08 для в || с .

Абсолютные величины электрооптического эффекта в карбиде кремния обусловлены возбуждением экситонов, что определяется сравнительно большими значениями экситшного рвдберга в'политипах карбида кремния. Анализ измеренных экспериментально энергий прямых оптических зазоров в различных политипах карбида кремния указывает на их соответствие с предсказываемым и теоретически в модели одномерной сверхрешётки, что свидетельствует ■ о проявлении последней в оптических спектрах электроотражения.

В пятой главе диссертации изложены результаты исследований оптических свойств твёрдых растворов aiх As в области первых прямых разрешённых переходов, EQ , методом резонансного комбинационного рассеяния света. Изучались плёнки чистого (не легированного) A^Gaj^Aa с концентрацией остаточноЯ,примеси о. < Ю14 см"3 и содержанием алшиния в интервале 0,2 «А< 0,7. Образцы были получены методом жидкостнофазовой эпитаксии на подложках полуизолирующего GaAs ориентацией (001). Содержание алюминия определялось методами МСВИ, краевой люминесценции, а также спектральной эллипсометрии (по зависимости энергии. Е от х ). Измерения выполнялись в геометрии обратного рассеяния от поверхности (001), что соответствовало разрешённому рассеянию X 0 - фононов на деформационном потенциале. Возбуждение в диапазоне от 1,75 до 2,60 зВ осуществлялось с помощью перестраиваемых лазеров на красителях. Абсолютные значения квадрата рама-новского тензора, |aj2, определены путём сравнения с контрольными образцами чистого кремния по однофононной полосе оптфонона, частотой 520 см-*. В рассмотренном диапазоне составов характер рассеяния света является двухмодовым.

18

Анализ значений |а |^ъ точках резонанса для обеих мод указывает на следующее их поведение: [^ддд | 2;> |аД1Да | 2 при х <0,5; с ростом х значения | |2 уменьшаются быстрее,

чем I «Аф I2 • ПРИ этом I (х = °'555) (/Кми=

= 0,685) = 3,5, тогда как аналогичная величина для Ясйв -- моды равна: ^ = 12,3. Количественно, измеренные значения \а I2 описаны в рамках теории возмущений с учётом членов третьего порядка малости для экситон-фононного взаимодействия типа рассеяния на деформационном потенциале. Использовано теоретическое выражение для рамановской поляризуемости, полученное ранее в рамках водородо-подобной модели для дискретных и континуальных экситонных состояний. В теории использован единственный подгоночный параметр: лоренцевский фактор уширения экситонных состояний, Г. Рассмотрены электронные переходы с зон лёгких и тяжёлых дырок (критическая точка Е0), а также со спин-орбиталь-но отщепленной зоны (точка Е0 + Д0), что соответствовало учёту шест?; диаграм в третьем порядке теории возмущений. Зависимость параметров электронного и колебательного спектров от состава определена в рамках приближения виртуального кристалла. В расчётах использовано значение константы оптического деформационного потенциала <ао = 36 эВ, расчитанное ранее методом эмпирического псевдопотенциала. Из сопоставления данных теории и эксперимента получена что при х 4 0,5 изменение | с/дад |2 в диапазоне 2,4 х хГС-4 - *,5хЮ Я4 обусловлено ростом лоренцевского параметра ушире,.ия Г от 2,6 до 5,0 мэВ. В то же время при х >0,5 изменение | аА>Чг и в диапазоне 1,5.Ю-5 - 6,0.КГ7 Я4 и 1,3.10"®— 1,9.10"^ й^ , соответственно, связано с резким возрастанием Г, от 5,0 до 50 мэВ.

Таким образом, в рамках экситонной теории учитывающей электронные возбуждения во всех близко расположенных критических точках вблизи фундаментального края е д1х Са];_х да » в работе впервые количественно описана эффективность резонансного комбинационного рассеяния света с учётом единственного свободного параметра - экситонного времени жизни.

Показано, что полученная из сопоставления теории и эксперимента зависимость лоренцевского параметра уширения Г от состава, определяется эмпирическими соотнесениями веда: Г(х) - 2,5 + + 3,15 х (при 0 с х<0,43) и Г(х) =. 4,02 + 1172,92(х - 0,49)2

19 „

(при 0,45 < х). Линейный рост Г при х < 0,49 объяснён (в рамках классической статистической теории) влиянием флуктуаций состава на время жизни экситонов. В то же время, резкое возрастание Г(х) при х >0,49 не может быть интерпретировано в рамках статистической флуктуационной теории рассеяния. Данный эффект обусловлен резким уменьшением времени жизни возбуждённых светом экситонов вследствие междолинного резонанса, т.е. когда, по мере роста х, прямой энергетический зазор в точке Г зоны Бршшюэна становится больше непрямых зазоров Г - X и Г - 1 , Это приводит к включению дополнительных каналов рассеяния за счёт междолинных переносов, и, как следствие, к резкому уменьшению времени жизни экситонов'в центре зоны.

В Приложении представлен анализ путей оптимизации режимов измерений в установках модуляционной спектроскопии, описана процедура расчёта матрицы гамильтониана сильной связи для полупроводников кубической структуры, на примере плёнок Лов, и системы ЗЮр- цс-31 показано практическое применение- спектральной зллипсометрии для определения структурных характеристик полу-. проводниковых материалов, описан способ, измерения средних размеров зёрен ^с - 31с помощью спектроскопии электроотражения, являющийся предметом патента ГДР на изобретение.

В работе проанализированы условия измерений в экспериментальных установках модуляционной спектроскопии и даны гвкомен-дации по оптимизации режимов измерений с целью повышен/к чувствительности и точности результатов. Рассмотрены причины, приводящие к ошибкам и появлению ложных структур в оптических спектрах. Так, в установках, использующих в качестве фотоприёмников фотоэлектронные умножители (ФЭУ) с кислородно-серебрдао-цезие-вым фотокатодом (ФЭУ-28, ФЭУ-62, ФЭУ-83) при больших напряжениях питания оказывается существенный вклад темнового тока. Это может явиться одной из причин появления ложных структур в модуляционных спектрах, что продемонстрировано на примере электроотражения (6Н) в ближней ИК-обла.сти. Показано, что влияние темнового тока может быть ослаблено 'путём выбора <1ЭУ, его охлаждения, компенсации от вспомогательного £ЭУ, применением управляемого источника питания с глубокой отрицательной обратной связь». В работе сделан вывод о том, уто улучшения порога чувствительности установок модуляционной спектроскопии можно

■ 20, • ;

добиться путём: использования фотопризмников с максимальной эффективностью фотокатода в данной спектральной области, увеличения мощности источника излучения, увеличения времени накопления сигнала или, что эквивалентно, сужения щумовой полосы регистрирующей системы. Предпринятые в работе мероприятия пс улучшению параметров измерительных установок оказались весьма полезными для исследования оптических спектров неупорядоченных материалов, где, ввиду дефектности структуры,полезные сигналы обычно существенно ниже, чем в кристаллических материалах.

Описана методика расчёта матрицы гамильтониана для структуры типа цинковой обманки в полуэмпирическом варианте теории сильной связи. В качестве базиса использовались гибридные зр^ -- орбитали, а межатомные взаимодействия учтены до третьей координационной сферы включительно. Представлена полная матрица гамильтониана, использованная в диссертационной работа. ,

В работе изложены оригинальные результаты по применению метода многоугловой спектральной эллипсомегрии с вращающимся анализатором для ряда практических целей: измерение оптических параметров слоистых структур на основе неупорядоченных полупроводников (оптических констант, толщин слоев и т.д.), определение характеристик переходного слоя на границе раздела среда-плёнка и т.п. Получение количественной информации о структурных параметрах переходного слоя и подложки (девиации углов и длин связей и т.п.) иллюстрируется на примере исследования системы среда-пй£еходной слой-аморфная плёнка 2пР2 , а также среда -переходной слой - плёнка поликристаллического кремния. Обсуждаются информативность и реальная точность метода.

Содержанием Приложений является также Патент ГДР, веданный на способ бесконтактного определения средних размеров зёрен по-ликристаллическэго кремния. Данный способ бал разработан на основе общего подхода к анализу электронной структуры и сптичзс-ких свойств микрокристаллитчых полупроводников, развитого в настоящей работе. Проведен сравнительный анализ указанного способа с другими известными ранее методами контроля зернистости материалов: электронная микроскопия (на иросве?), метод рентгеноЕской дифракции. Показано, что разработанный способ наиболее перспективен для анализа характеристик структуры мелкозернистого кремния со средними размерами микрокри".таллитов т.

21

интервале от сотен до нескольких тысяч ангстрем.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации представлены результаты экспериментального и теоретического исследований электронной энергетической структуры и оптических свойств неупорядоченных (поли-, микрокристал-литных и аморфных) полупроводников и неоднородных слоистых систем (некристаллических полупроводниковых плёнок, слоистых полупроводников со сложной атомной структурой и т.д.). Установлены закономерности изменения одноэлектронных характеристик в процессе превращений типа порядок-беспорядок. Впервые измерен ряд параметров электронной энергетической структуры слоистых полупроводников и полупроводниковых плёнок.

Основные полученные результаты могут быть сформулированы следующим образом. 1

1. Развит метод расчёта электронной структуры поли- и мик-рокристаллитных полупроводников, основанный на использовании концепции виртуального кристалла в теории ЭЭС неупорядоченных твёрдых тел с учётом основных факторов, описывающих влияние границ зёрен в полупроводниках: - структурные дефекты (девиации углов и длин межатомных связей), а также внутренние механические и электрические поля.

2. Анализ электронной структуры кубических полупроводников, выполненный в рамках теории сильной связи.позволил вцделить участки электронного спектра (связанные с переходами^типа Е0 и Е^ ), определяющиеся межатомным взаимодействием преимущественно в пределах ближайшей координационной сферы атомов. Это объясняет наблвдаемую сравнительную устойчивость указанных участков электронной энергетической структуры по отношению к деструкти-рующим воздействиям (внешние и внутренние механические поля, структурные дефекты и т.п.).

3. Экспериментально, методами оптической и фотоэлектронной спектроскопии, изучен характер изменения одноэлектронных энергетических параметров кремния в процессе структурных превращений типа порадок-беспордцок. Обнаружены эффекты немонотонности изменения величин прямых энергетических зазоров, а также абсолютных энергий валентных электронов в кремнии при последовательном разупорядочении. На основе сопоставления результатов рас-

22

чёта электронной энергетической структуры микрокристаллитногс кремния,с помощью развитого в работе метода и полученных данных эксперимента,выяснена природа обнаруженных эффектов. Показано, что это связано с конкурирующим воздействием внутренних (механических и электрических) полей, а также нарушений атомной структуры. Развитый подход позволяет бесконтактным способом определять средние величины внутренних механических полей и девиаций углов и длин межатомных связей в микрокристаллитном кремнии, а также прогнозировать характер изменения ЭЭС к решил в процессе раэупорядочения и рекристаллизации.

4. Проведены комплексные (теоретические и экспериментальные) исследования оптических свойств и электронной структуры графитоподобных углеродных конденсатов. Экспериментально, методами спектральной эллипсометрии, электроотражения и Ж отражения, а также теоретически, с помощью развитого в работе, подхода к анализу ЭЭС неупорядоченных твёрдых тол, обнаружены дополнительные, по сравнению с графитом, энергетические зазоры, появление которых характеризует превращение данного материала типа полуметалл-полупроводник. Показано, что данные энергетические зазоры обусловлены микрокристаллитной природой углеродных конденсатор. Сравнение данных теории и эксперимента позволило определить количественно степень нарушения структуры (средние девиации уГлов Тс - связей) в данных материалах.

5. Методом ЖГО из первых принципов (локализованных ячеечных орбиталей) впервые расчитана полная электронная энергетическая структура гексагональных политипов карбида кремния, 2Н, 4Н и 6Н. С помощью метода электроотражзния получены новые данные по прямым энергетическим зазорам в видимой и ближней ультрафиолетовой областях спектра ряда гексагональных (4Н, 6Н и 8Н) и. ромбоэдрических (15 H, 2IR и 27R ) политипов Si« . В результате сопоставления результатов теории и эксперимента проведены идентификация и анализ симметрии электронных переходов, определяющих оптические свойства sic в области фундаментального поглощения.

6. В твёрдых растворах aix поручены новые данные по спектрэльнсй зависимости разрешённого комбинационного рассе-

. яния света в области первых прямых разрешённых переходов в диапазоне составов 0,2 < х < 0,7. Впервые, на основе анализа

23

экспериментальных данных с помощь» окситонной теории, учитывающей резонансное возбуждение как дискретных, так и континуальных энситснов, определены абсолютные значения сечения рассеяния света в Д-^а 1-хАз и его зависимость от композиционного состава.

В области х >0,4, когда полупроводник становится непрямым, обнаружено резкое уменьшение времени жизни возбувдённых состояний. Показано, что полученная зависимость параметра уши-реиия от состава объясняется как влиянием флуктуаций состава, так и резким возрастанием интенсивности экситон-фононного взаимодействия вследствие увеличения вероятности междолинных переходов.

7. Выполнен подробный анализ режимов измерений в установках модуляционной спектроскопии с целью оптимизации условий получения оптических спектров полупроводников. Выведены соотношения, определяющие возможные пути улучшения чувствительности и точности экспериментальных установок модуляционной спектроскопии. Практическая реализация сделанных выводов представлена на примере постановки экспериментов по измерению спектров электро-отрааения кремния и карбида кремния.

8. Разработан,не имеющий прототипов,оптический нераз^ушаю-щий способ измерения средних размеров зёрен поликристаллического кремния, наиболее перспективный для диагностики структуры мелкозернистого кремния. ^

В целом, изложенные в диссертации результаты комплексного теоретического и экспериментального исследования электронной структуры неупорядоченных полупроводников и полупроводниковых слоистых систем позволили установить физические закономерности формирования электронного энергетического спектра и оптических свойств полупроводников с нарушенной кристаллической структурой, а также предложить новые методы структурной диагностики неупорядоченных полупроводников.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

I. Гавриленко В.И., Зуев В.А., Литовченко В.Г. Исследование нарушения ближнего порздка в приповерхностных слоях кремния методом электроотражения // Физика твёрдого тела. - 1977. -19, Ж. - С.560-583.

2. Гавриленко В.И., Зуав В.А., Литовченко В.Г. О корреляции между электрическими и электрооптическими характеристиками эпитаксиальных плёнок кремния // Украинский физический журнал. - 1978. - 23, № 5. - С. 854-856.

3. Электроотражение монокристаллов гексагонального (6Н) и кубического карбида кремния // В.И.Гавриленко, В.А.Зуев, В.Г.Ли-товченко, Д.Т.Таращенко / Физика и техника полупроводников.

- 1978. - 12, № 8. - С. I621-1624.

4. Гавриленко В.И., Зуев В.А., Литовченко В.Г. Особенности лазерного отжига в ионно-имплэнтированных образцах кремния при влиянии условий на поверхности // Полупроводниковая техника и микроэлектроника. - 1980. - Вып. 32. - С. 22-28.

5. Optical and. luminescent propertyes of Ion implanted films // V.G.Lltovchenko, V.A.Zuav, O.T.Korbufcyak, V. I.Gavrilenbo / Thin Solid Filma. - 1<}80. - S6, Ы 2. - P. 255-259.

6. Попов В.Г., Гавриленко В.И. Методы лазерной технологии в интегральной электронике // К.: Знание. - 1980. - 24 с.

7. Спектры электроотражения интеркалированных кристаллов GaSe// В.И.Гавриленко, В.А.Зуев, Д.В.Корбутяк, М.Т.Иванийчук / Физика твёрдого тела. - 198I. - 23, № 3. - С. 391-394.

8. Особенности лазерного отжига приповерхностных слоев полупроводников // В.И.Гавриленко, В.Г.Литовченко, В.Г.Попов, Б.П. Ромашек-/ Труды 26-го Международного коллоквиума. - Ильме-нау, ГДа. - 1981. - С. 71-74.

9. Исследование электроотражения некоторых ромбоэдрических политипов карбида кремния // В.И.Гавриленко, И.С.Горбань, В.Г. Литовченко, А.С.Скирда / Физика и техника полупроводников.

- 1982. - 16, » I. - С. I78-181.

10. Гавриленко В.И., Зуев В.А., Литовченко В.Г. Влияние приповерхностных разупорядоченных слоёв на спектры электроотражения системы Ai-3io2-3i с тунельным окислом // Известия вузов. Физика. - 1982. - 25, № 9. - С. II7-II9.

11. Исследование некоторых активных воздействий на характеристики гидрогенизированного аморфного кремния // В.И.Гавриленко, В.Г.Литовченко, В.Г.Попов и др. / Поверхность. -1983. - № I. - С. I06-II0.

12. О зонной структуре поверхностных слоёв имплантированных слоёв кремния // В.И.Гавриленко, В.А.Зуев, Б.Г.Литовченко

25

y др. / Поверхность. - Í9G3. - № 3. - С. 104-107.

13. Влияние амортизации на энергетические состояния валентных электронов в кремнии // В.И.Гавриленко, A.M.Грехов, Г.А. Кагрич и др. / Физика и техника полупроводников. - 1983. -

17, J? 9, - С. 1642-1647.

14. Элек'троотражение кристеллов Ji-ínfí-J/ В.И.Гавриленко, В.А. Зуев, Н.И.Клюй и др. / Тезисы доклада У1-Й Всесоюзной конференции ''Материаловедение полупроводниковых соединений группы АГ1ВЧ Каменец-Подольсккй. - 1964. -С. 34.

15. Статистическая кластерная модель гидрогенизированного аморфного кремния // A.M.Грехов, В.И.Гавриленко, Г.МЛСлагленко, Ю.П.Цященко / Украинский физический журнал. - 1984. - 29,

№ 4. - С. 536-540.

16. Оптические характеристики имплантированных кремниевых плёнок // В.И.Гавриленко, В.А.Зуев, Т.М.Каландадзе и др. / Известия вузов. Физика. - 1984. - 27, № 5. - С. 40-43.

17. Гаврияенко В.И., Грехов A.M., Литовченко В.Г. Изменение электронной энергетической структуры кремния в процессе аморфизацш! // Квантозая электроника. - К.: Наукова думка.

- 1984. -Вкл. 26. - С. 95-100.

[8. Электроотражение карбида кремния в видимой и ближней инфракрасной областях спектра // В.И.Гавриленко, И.С.Горбань,-< Н.И.Клюй и др. / Физика и техника полупроводников. - IS34.

- 18, № 7. •• С. I269-I27I. ' 19, Электроотрэжение кристаллов ?пРг моноклинной сингонии ¿/

В.И.Гавриленко, В.А.Зуев, Н.И.Клюй и др. / Физика и техника полупроводников. - 1984. - 18, № 9. - С. I7I2-I7I4. 2U. Оптические свойства и структура плёнок a-$¿ , свободных от подложки // И.П.Акимченко, Ю.В.Еармин, В.С.Вавилов, В.И.Гавриленко и др. / Физика и техника полупроводнгков. - 1984. -

18, № 12. - С. 2I30-2KI.

21. Анализ структурных искажений ионноимплантированного монокри-стеллическсго и аморфного кремния методами оптической и фотоэлектронной спектроскопии /1 В.И.Г&вриленко, A.M.Грехов, Г.А.Катрич, В.Г.ЛитоЕченко / Труды УП-й Международной конференции "Ионная имплантации в полупроводники и другие материалы", Вильнюс, 1983 г. - Изд-во Минвуза Лит. ССР.: Вильнюс. - 1985. - C.-I79-I8I.

26

22. О двумеризации в a-s.t :Н // В.Г.Литовченко, В.И.Гавриленко,

A.M.Грехов, Г.М.Клапченко / Физика и техника полупроводников. - 1985. - 19, № 12. - С. 2237.

23. Грехов A.M., Гавриленко В.И., Литовченко В.Г. Моделирование электронной структуры аморфного гидрогениэированного кремния с помощью малых кластеров // Известил АН СССР. Неорганические материалы. - 1986. - 22, № 2. - С. 318-320.

24. Суббота-Мельник П.А., Скирда А.С., Гавриленко В.И. Оптимизация режима измерений в установках модуляционной спектроскопии для целей оптоэлектроники // Опто-электроника и полупроводниковая техника. - К.: Наукова думка. - 1906. -

Вып. 9. - С. 53-64.

25. OpticfU properties ami structure of free (;3u.bstratelea3) anorphoua films // I.P.nJiirchenko, Yu.V.Barmin, V.S.Vavllcv, V. i.Givrileuio ot ai. / ih.in Solid Eilns. - 1у8й. - 1jS. 1П. - P. 21-гь>.

26. Оптические свойства аморфных плёнок SiP2 // В.И.Гавриленко, В.А.Зуев, Д.Т.Таращенко и др. / Украинский физический журнал. - I9E6. - 31, № 5. - С. 661-665.

27. Исследование кремниевых эпитаксиальных структур со скрытыми оксидными и нитридными изолирующими слоями // В.Г.Литовченко, Б.Н.Романюк, В.Г.Попов, В.И.Гавриленко и др. / Оптоэле-кт|5оника и полупроводниковая техника. - К.: Наукова думка.

- 19¿i6. - Вып. 10. - С. 63-71.

28. V. I.Gavrilenko. Kl^ctroiiic structure and optical properties of pol^cryatalline cubic aoiaioonductora // РЬуз. 3tat.

á olid i (b). - 1^87. - И 2. - P. 457-466.

29. Особенности электрон.юй структуры углеродных конденсатов //

B.И.Гавриленко, Н.И.Клюй, В.Г.Литовченко и др. / Физика твёрдого тела. - 1987. - 29, №11. - С. 3449-3451.

30. Влияние комбинированной имплантации аргона и водорода на спектры злектроотраженин кремния // В.И.Гавриленко, Н.И. Клюй, В.Г.Литовченко, Б.Н.Романюк / Тезисы докл. У Респ. конф. "Физические проблемы МДП-интегральной электроники".-

. Дрогобыч. - 1987. - С. 46-47.

31. Оптический метод контроля параметров структуры поликристаллического кремния // В.И.Гавриленко, В.Г.Литовченко, Д.Т. Таращенко и др. / Оптоэлектроника и полупроводниковая

27

техника. - К.: Наукова думка. - 1987. - Вып. 12. - С. 6-9.

32. Оптические свойства полупроводников. Справочник. // В.И. Гавриленко, A.M.Грехов, Д.В.Корбутяк, З.Г.Литовченко / К.: Наукова думка. - 1987. - 607 с.

33. ülektroref lectionsmessungen an polykristallinem Silizium // V.I.Gavrilenko, H.I.Xlyui, V.G.Litovchenko, Б.Müller. / In: .abstracts des 32 Internationales Wissenschaftliches Kolloquiums. - Ilmenau. DDR. - 1987. - 3. 26.

!34. Characteristic features of the electronic structure of carbon films // V. I.Gavrilenko, H.I.Klyui, V.G.Litovchenio, V.fi.Streloitski'/ Phys.Stat.Solidi (b). - 1988. - Ii 1.

- P. 209-217.

35. Deformation potential LO-phonon хЧавап scattering near the S0"gap in AlxGa1_jA.s-alloy. Excitouic effects. // V. I.Gavrilenko, C.Trallero-Ginner, U.Cardona, iS.Eauser / Solid State Commun. - 1988. - §2, H 5. - P. 459-463.

36. Особенности разупорядочения поверхности кремния при ионной имплантации // В.И.Гавриленко, Н.И.Клюй, В.Г.Литовченко, Б.Н.Романюк / Тезисы докл. IX Всесоюзн. симпоз. "Электронные процессы на поверхности и в тонких слоях полупроводников".

- Новосибирск. 1988. - 4.1. - С. 104.

37. llessverfahren zur Bestimmung der Korngrössen. in polykrystal-linam Silizium// B.Müller, V.Gavrilenko, ll.Klyui, V^Litov-chenko / PATENTSCHROT DD 25&375 AI. -04.05.88.

38. Optical properties and electronic structure of micrfcorystal-line and amorphous silicon // V.I.Gavrilenko, J.Ilmalicek, il.I.Klyui et al./ Eroc. 19 th Int. Conf. РЬуз. Semic. -Warsaw. - 1988. - P. Р20-Б23.

39. Investigation of the ion implanted silicon by eloctroreflec-tance spectroscopy // V. I.Gavrilenko, ii.I.Klyui, V.G.Litov-chento, B.N..Romany uk / Phy3. Stat. Solidi (a). - 1989. -122. И 2. - P. 805-810.

40. Электроотражение аморфного гидрогенизированного углерода //

B.И.Гавриленко, Н.И.Клюй, В.Г.Литовченко, В.Е.Стрельницкий/ Физика и техника полупроводников. - 1988. - 22, № 7. -

C. I302-1303.

41. Electron energy structure and optical properties of micro-crystalline silicon// V. I.Gavrilenko, J.Humlicak, N.I.Klyui,

V.G.LitovcbenXo / Phya. Stat. Solid! (b). - 1°89. - 1.55. if 2. - P. 723-732. 42. Trallero-'Jrinn.9T C., Gavrilonko V.I. , Cardona IJ. Resonant Raman acattaring by LO-phonaoa in Al^Ga^^As (0,2<x<0,7): Exoiton broadening and alloying efrect3 // Phjra. Hav. B.--198?. - 4C, N 2. - P. 1238-1243.

k