Термодесорбция газов с модифицированных поверхностей кремния, подвергнутых воздействию паров воды тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.17 ВАК РФ

Г I и

- и да

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЗЖЗИКО-ХИМИЧЕСШШ ИНСТИТУТ имени Л.Я. КАРПОВА

На правах рукописи

ЛОЗОВСКИЙ АЛЕКСАНДР ДМИТРИЕВИЧ

ТЕШОДЕСОРБЦИЯ ГАЗОВ О ЫОДШЩИРОВАНШХ ПОВЕРХНОСТЕЙ КРЕМНИЯ, ПОДВЕРГНУТЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПАРОВ ВОДЫ

01.04.17-хкмическая физика, в том числе физика горения и взрыва

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва - 1993

Работа выполнена в ордена Трудового Краевого Знамени Научно-исследовательском йгаико-химичешкж институте имени Л.Я. Картава

Научные руководители: доктор (¡каико-натематичвских наук, профессор Станов A.n., доктор фивико-математяческих наук Панеш ¿.Ы.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Писарев A.A.. кандидат химических наук, ведущие научный сотрудник Цивевио В.И.

Ведущая организация Российский научно-исследовательский центр по изучению свойств поверхности г вакуума.

Защита диссертации состоится А1 1993т. в часов

на заседании специализированного совета Д 138.02.04 при Научно-исследовательском Физико-химическом институте им. Л.Я. Карпова ш адресу: 103064, Москва, ул.Обуха, 10.

О диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан '£-> "//^/¿«Ц! ЭЭЗг

Учёный секретарь ешциаливщювавного совета г кандидат химических наук

Валысова Г.А.

ОЩЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

Ашттет» тем.

Известно, что вода обладает уникальными свойствами. Она хотят ыть универсальным растворителем или катализатором. G одной сторон, пара вода значительно изменяют электрические, оптические свойства .кремния и его способность к адгезии. О другой стороны, пары оды используют для создания оксидного слоя на поверхности премия. Состояния адсорбированных молекул воды на упорядоченных гове-иностях кремния изучены слабо. На модифицированных каким-либо воздействием поверхностях кремния эти состояния до настоящей работы а изучались. Одним из контролируемых способов иодофкации являются ионные пучки инертных газов, так как они не образуют химических оединений с атомами кремния, а создают точечные дефекты в припо-ерхностных слоях, изменяют состав и структуру поверхностей крем-ия. Природа дефектов на поверхностях кремния и их роль в процессах адсорбции паров вода в литературе практически не освещены. Taxe исследования актуальны, поскольку позволяют находить пути работоспособности поверхностей кремния, используемых в современной яектронной технологии.

Экспериментальное исследование структуры атомных связей на мо-¡ифицированных »пиинмя пучками поверхностях кремния, а также поедание состояний адсорбированных молекул на таких поверхностях [редставляет большой научный и практический интерес. Квантовохи-ичесжие расчета состояний адсорбированных атомов и молекул на по—

верхностях крсжяия в настозцае EPSKS ncxs Н? лавт той полной кар тины происходящих на них процессов, которая может быть подучен! при проведении прямых акшериментов.

Поэтому изучение поведения адсорбированных паров воды на упо рядоченных и предварительно модиДицированных ионным пучком поверх нсстях кремния In situ различными методами представляет несомненный интерес.

Иельв работы явилось исследование изменения состояний адсорОи рованных паров вода на упорядоченных и модифицированных ионным пучками поверхностях кремния в интервале температур от Т=300 К д Т=1200 К различными методами: термодесорбционной масс-спектромет риай (ТДНО), дифракцией медленных электронов (ДМЭ), электронна Ctea-спектроскопией (ЭОС), вторично-ионной масс-спектрометрие (ВИЮ).

Научная яоигонп.

В работе псжааано, что:

- при адсорбции паров вода на поверхностях Sl(IOQ) и Sl(III) п] температуре Т-300 К происходит полная диссоциация молекул вода i атома водорода и ОН-грушы, котомке связаны с дамэрвнми центра! кремния, при этом структура этих поверхностей не меняется;

- при нагреве систем Si(IQO)/HgO и Si(III)/I^O в интервале тема ратур от Т-=300 К до Т=1200 К происходит десорбция только модек Bg и S10.

Открыто явление одновременной десорбции молекул водорода ж ат нов инвртшго гвва щя температуре т«900 К из облученного ишртн газам кремния.

Впвршэ установлено, что:

- предварительная модификация поверхностей кремния 31(100) Sl(III) пучками иовов Аг*, Кг+ приводит к изменении адсорбцкшас 2

способности этих поверхностей к парам вода;

- при нагреве систем 91/1^0 в интервале температур от Т«=300 К до Т=1200 К происходит десорбция молекул одновременная десорбция Н2 и инертного газа, молекул 310.

Предложена и экспериментально подтверждена качественная поста-дийная модель превращения адсорбированных паров вода на упорядочении и предварительно модифицированных низкоэнергетическими ионными пучками инертных газов поверхностях кремния в интервале температур от Т=300 К до Т=1200 К.

Основные защищаемые положения.

1. Результаты исследования адсорбированных паров воды на чистых поверхностях кремния методами ТДМС, ВИМС, Э00, ДМЭ.

2. Результаты исследований одновременной термодесорбция водорода и атомов тяжелых инэртинт газов из предварительно облученных ионами монокристаллов кремния 81(100) и 31(111).

3. Результаты исследований адсорбированных паров воды на предварительно модифицированных ионным пучком поверхностях кремния методом ТДМО.

4. Квчественнул постядийнув модель превращений адсорбированных паров воды на упорядоченных и модифицированных поверхностях кремния в интервале температур от Т=300 К до Т=1200 К.

Практическая значимость работы.

1. Предложен новый способ обнаружения примесного водорода в кремнии и его удаления.

2. Результаты исследований термодесорбции газов при нагреве систем 31(100)/Н20, 81(Ш)/^0 могут быть использованы в. технологи-хеских процессах при изготовлении полупроводи и новых приборов на эснове кремния.

Апробапия pnrtriTH и ттуДтткнтши, Отдельные вопросы и разделы диссертации докладывались на II (1989) и III (1990) конференциях Научно-учебного центра Физико-химических методов исследования при Университете Дружбы Народов (Москва), IX (Москва, 1989) и X (Звенигород, 1991) Всесоюзных конференциях "Взаимодействие атомных частиц с твердым телом", III Всесоюзном совещании "Высокотемпературные физико-химические процессы на границе раздела твердое тело-газ" (Звенигород, 1989), XX (1990) и Ш1 (1992) Совещаниях по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами (Москва), VI Всесоюзной конференции молодых ученых н специалистов по физической химии (Москва, 1990), Всесоюзном совещании-семинаре "Диагностика поверхности ионными пучками" (Одесса, 1990).

По-материалам диссертации опубликовано 3 статьи и 8 тезисов докладов, одно авторское свидетельства.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав и заключения. Основной текст содержит 116 страниц машинописного текста, 24 рисунка. Список цитируемой литературы состоит из 115 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, № практическая значимость, формулируются цели и основные задачи работы.

В литературном обзоре отражено состояние исследований структур поверхностей кремния Si(100) и Si(III). Показано, что "идеальные" структуры граней S1(100)-(2x1) и Sl(III)-(7i7) изучены довольнс подробно, а тфпрмяция о дефектах в верхнем монослое монокристалле Si только начинает появляться. Отсутствует данные о дефектных комплексах в кремнии, в состав которых входят внедренные атомы инерт-4

ного газа и атомы примеси кристалла.

О применением разнообразных методов анализа поверхности опесп-нн исследования поведения адсорбированных паров вода на упорядоченных поверхностях кремния в интервале температур от Г=300 К до Т-1200 К. Отмечено, что существует одна работа, в которой исследования проводили непрерывно в процессе нагрева системы 31(111)/Н20 до полного восстановления чистой поверхности.

На.предварительно модифицированных ионными пучками поверхностях кремния поведение паров воды в интервале температур от Т=300 К до Т=1200 К не изучалось.

Описаны основные способы измерения и обработки данных методом те-рмодесорбционной масс-спектрометрии - одним из экспериментальных методов в исследовании процессов, происходящих в системах 31(100)/1^0, БКИП/Н^О и 31/1^0.

Вторая глава посвящена описании экспериментальной установки и методикам исследований, применявшимся в работе.

Эксперименты проводились в модифицированной сверхвысоковахуум-ной (до I•10-10Торр) установке фирмы "1ШШ1" (франция), включапцей методы: ТДЫС и ВИМО с квадрупольными анализаторами, ЭОС и ДЫЭ. К установке описаны:

1. разработанные и изготовленные:

- прогреваемая система напуска паров воды;

- миниатюрные разъемы для определения закона нагрева поверхностей кремния.

2. Закон нагрева поверхностей кремния определялся независимо от измерений их температуры термопарой и по выведенному закону:

ЕЛи

т1=-¡Г^- , (I)

1п[у./((Шли )йг/(ан/«)1]

где скорость десорбции -бН/сИ; определяется из спектра термодесорбции, Е и V - параметры кинетики десорбции водорода с поверхности кремния.Оба способа дают гиперболическую зависимость температуры образцов от времени.

сить чувствительность метода ТДМО почти на порядок. Оказалась, что регистрируемый сигнал термодесорбции (Б) связан со скоростью десорбции ШЛИ следующим образом:

где q - геометрический фактор, ш - масса молекулы, TQ=300 К, d тттнтщятгт, поперечного сечения входной щели ионного источника масс-спвктроывтра, S1 - калибровочный сигнал, р1 - соответствуете давление в камере.

Для получения чистых граней S1 (100)-(2х1) и (III)-(7x7) достаточно полировки кристалла оксидом хрома в газовой фазе при обычных условиях и проведения четырех циклов "облучение ионами Аг+; (£^+-0,9 квВ; 3^4-2.Itr7 А«аГ2; t=IO мин; о=45°; Т=300 К)+отжиг (т-10 мин; Т=1200 К в вакууме »IO~10 Topp)". Режим такого отжига позволял получать чистые поверхности монокристаллов кремния после их модификации ионными пучками и адсорбции паров вода. Атомарно чистые поверхности кремния контролировались методом 300.

Для модификации поверхности монокристаллов кремния использовались ионы инертных газов: Не*, Ne+, Аг+Г Кг+. Облучение проводилось тиной пушкой, установленной в камере анализа. Энергия налв-тащих ионов, шютвость потока варьировались в диапазонах от 0,6 до 4,0 каВ ж от I011 до ДО1* см~гс~1, а величина флюенса - от 3-Ю12 см-2 до I016 ом-2. Угол тгядйтшя пучка был постоянным о=45°. Температура образцов щк облучениибыла фиксированной (Т=300 К). Врк 8тс® же температуре проводилась адсорбция паров воды до насыщения на говещнортях кремшш.

3. Кодификация части высоковакуумной установки позволила говы-

(2)

В третьей главе представлены результаты исследования адсорЗцли паров вода (при насыщащих покрытиях) на упорядоченных гранях Б1(100)-(2х1) и 31(111)-(7х7) в зависимости от температуры методами: ДМЭ, ЭОС, ТДМС, ВИМС. В результате таких исследований предло-яена постадийная модель превращения адсорбированных паров вода на поверхностях кремния, происходящих при нагреве систем 31(100)-(2x1 >/1^0 и Б1(111)-(7х7)/Нг0 от 300 до 1200 К. На схеме (внизу) показана эта модель.

ПОВЕДЕНИЕ СИСТЕМЫ ЗКЮОЫЙхи/НдО ПРИ НАГРЕВЕ (ПСЮТАДИЙНАЯ МОДЕЛЬ)

1. Т=300 К

2. Т=300 К

¿1-11 ¿1-11 л л л л

Н ОН Н ОН

¿1-11 л л л л

Н Н Н Н О

3. Те(400...

л л л л

О

500) К

4. Т=880 К ¿1-0-11 ¿1 + 2Н-*

л л л л с

5. Т=920 К + 2310т

л . л л А

6. Т>950 К

¿1-^1 Ь-Ь

л л л л

Стадия I отображает участок поверхности 31(100)-(2х1), соответ-

ствупций цепочке из 4 атомов кремния. Методом ДМЭ показано наличие на поверхности SI(IOO) сверхструктуры (2x1), т.е. атома верхнего слоя попарно связаны ыекду собой (димеры), и каждый из них имеет по одной ненасыщенной валентной связи.

Стадия 2 отражает диссоциации адсорбированных паров воды на поверхностях кремния при температуре Т=300 К на атомы водорода и ги-дроксильные группы ОН, доказанный в работе методами ВИМС и ЭОС и подтвержденный в литературе другими методами. Методом ДМЭ показано, что даже при насыщающей экспозиции парами воды сверхструктура (2x1) сохраняется на грани Sl(IOQ).

Стадия 3. При нагреве системы Sl(I00)-(2xI)/H20 до температуры 1=420 К происходит диссоциация гидроксильной группы, причём десорбция водорода в втом-случае в газовую фазу не наблюдалась при различных законах нагрева. Этот факт подтверждается методами ВИМС и тдас.

Охлаждение системы S1(100)-(2x1) до температуры Т=300 К и снятие спектров Оже такой системы, их обработка по специальной методике поквзали, что появляется новое состояние в валентной зоне, которое связано с дигидриднстй труппой Si<jj и исчезает состояние, связанное с группой ОН. Эти данные подтверждены другими. авторами катодом ИК-спэктроскопии.

Нагрев до Т-500 К и одновременное облучение ионами Аг+ (метод БИМС) системы Si(I00)-(2xI)/H20 показали, что происходит десорбция ионов ОН", SiOH4", S1h£, SlgO4, SiO+. Это позволило сделать утверждение, что на поверхности S1(100)-(2x1) до температуры Т=500 К су-Н Н н н О

1 1 ~ 11 ществухгг два состояния S1-0-SI и S1 S1, которые представлены в

модели третьей стадией.

Стадия 4 и 5. На рис Л представлен спектр ТДНС системы Sl(100)-(2xl)/1^0. Из рисунка видно, что спектр состоит из двух пиков, один из ко тора: (ß) соответствует десорбции Hg, а второй 8

Рис.1. ТДМО-спектры системы 31(100)-(2х1)/Н20. Пики: а - десорбция Н^, б - БЮ

(0) - десорбции SiO. Температура максимума десорбции Hg (Т^Х=Ь80 К) для такой системы совпала с температурой максимума скорости десорбции из моногидридного состояния для системы Si(10Q)-(2xI)/Н. Отсвда сделан вывод, что десорбция водорода из системы Si(lOO)-(2x1 )/HgO при её нагреве цроисходит только из моногидридного состояния. Температура максимума десорбции молекул S10 К. Известно, что состояние S1-0-SI на поверхности переходит в состояние Si=0 и является лимитирующей стадией для десорбции молекул S10.

Охлаждение поверхности кремния до температуры Т=300 К после десорбции молекул S10 показало, что на поверхности SI(IOO) появляется сверхструктура 2x2, и адсорбционная способность к парам вода такой поверхности ухудшается по сравнению с чистой. Этот факт означает уменьшение концентрации поверхностных димеров S1-S1 и увеличение концентрации вакансий на поверхности.

Стадия 6. Отжиг поверхности кремния при температуре Т=1200 К в течение 10 минут и охлаждение до температуры Т=300 К приводят к восстановлению исходной структуры поверхности кремния (стадия I). Этот факт говорит о том, что дефекты поверхности: вакансии "залечиваются", а димеры восстанавливаются на поверхности Si(100) только при температурах T3II00 К. Восстановление сверхструктуры (7x7) на грани Si(III) происходит практически одновременно с десорбцией молекул S10, то есть "залечивание" дефектов на такой поверхности происходит раньше. Так как на поверхности S1(III)-(7x7) димеров меньше, то, следуя вышеизложенной модели, можно утверждать, что диссоциативная адсорбция паров вода на такой грани должна быть гораздо ниже. Эксперименты при изучении системы Sl(III)-(7x7)/I^0 в интервала температур от Т=300 к до Т=1200 к полностью подтвердили вто предположении.

Начальный раздал четвертой главы содержит материал по поиску

юдорода в кремнии. В силу технологических причин в кремнии Есегда рисутствует водород, концентрация которого достигает 0,1 %. Обна-ужение водорода и тем более очистка от него представляют серьезна проблемы. Для обнаружения водорода образцы чистого кремния повергались облучению при комнатной температуре пучком Лг+, а затем зучался спектр термодесорбции этих образцов. Оказалось, что стектр термодесорбции облученных ионами Аг+ (£^+=2 кэВ, ^,+=4• Ю1 ® см-2) образцов кремния §1(100), 21(111) при фшюенсах, зчиная с Фс=1-Ю14 см-2, состоит из двух пиков, один из которых [^=880 К) наблвдается и в спектрах ТДМО (рис.2) необлученннх 5разцов. Другой шк - 7 - (Т^ах=9Ш К) характеризуется одаовреме-шм выходом водорода (1^) и аргона. Аналогичные результаты полу->ны для облучения кремния ионами и Кг+. Показано,что:

1) порог появления пика 7 соответствует флвенсу 0^+=! • Ю14 Г2;

2) интенсивность пика 7 линейно растет при росте флюенса Фдр+ в тервале (5-Ю14...1-1016) см"2;

3) интенсивность пика у растет с ростом энергии ЕДг+ в интерва-(0,6...2,0) квВ, и дальнейшее повышение анергии до 4 кэВ ростом

генсивности не сопровождается;

4) чем больше масса иона инертного газа, тем меньше пороговый гене появления 7-пика и тем больше его интенсивность;

5) температура максимума и ширина пика 7 не зависят от парамет-1 ионного облучения.

Далее в четвертой глава рассматриваются результаты исследования :тем: адсорбированные пары вода на предварительно модифицироввн-: ионными пучками поверхностях кремния 31(100), 31(III). Модифи-ИЯ.поверхностей кремния проводилась ионными пучками инертных ов различными флюенсами при температура Товд=300 К. Затем (без

ж

I

>отН.ед. дг /;/5

800 900

950 Г,К

Ц к 5 в 7 в с

Рис.2. ТДЫС-спектрц с поверхности 81(100): а - водорода (необлз аднный образец); б и в - водорода в аргона соответственно пос. облучения ионами Аг+ №^+=2 квВ, ФД1>+=1-1015 см-2, ТоСл=300 К)

м

ЬОО 900 ЧН-1-

_1_

950 Т,К

3 Ч 5 6 7 8 1с

Рис.3. ТДИС-спвктры системы 21(100)/Нг0 ЧФ^+^-Ю15 см 2, Е^ квВ). Пики: р - десорбция 7- Н^Ат, 0 - 810. 12

>т*ига) на модифицированную таким образом поверхность адсорбирова-ш (при Тадо=300 К) пары вода до насыщения. Таким образом пригото-¡ленные системы §1(1СХ1)/Н20 и Й1(Ш )А1^0 изучались в зависимости т параметров ионного облучения в интервале температур от Т-300 К р Т=1ЕОО К методом ТДМС. На рас.З приведен спектр ТДМО с поверхности системы 31(100)/Н20 интервале температур (300...1200) К. Видно, что спектр включает себя 3 пика: пик р, соответствующий десорбции К^, пик 0 - Б1б, а ретий пик по-прежнему соответствует одновременной десорбции водо-эда и внедренного излучением аргона. Система Й1(100)/Н20 такте арактеризуется невылетом молекул 1^0 при нагреве. Показано,что:

X) интенсивности пиков р и 3 слабо зависят от энергии ионов Аг+ интервале энергий (0,6...4,0) каВ, что свидетельствует о том, га это - поверхностные состояния;

2) интенсивности пиков р и б с ростом флюенса монотонно умень-' 1ются, что связано с нарушением димэрной структуры поверхности .(100);

3) адсорбционная способность модифицированной поверхности (100) к воде ниже, чем у немо дампированной поверхности 81(100);

4) температуры максимумов пиков: Тр^^ввО К, Т^ах=Э20 К не за-сят от параметров ионного облучения;

5) пик р несколько уширяется с ростом флюенса ионного облуче-я;

6) пик 7 присутствует независимо от того, адсорбированы или нет зы вода или Н-атомы на поверхности кремния.

Известно, что при облучении кристаллических твердых тел шсойо-»ргетическини частицами возникают структурные дефекты в неравно-гаой концентрации. Такими дефектами являются превде всего вакан-[, примесные атомы в состоянии внедрения и замещения в их равно-шзные объединения, называемые комплексами. В главе показано,

13

что такие комплексы могут включать в себя атомы примесей, присут< твовавших в кристалле, а не только внесенные облучением.

По мере роста флюонса ионного облучения происходит накапливал! структурных дефектов, рост их концентрации, и при достижении 1 критической величины вещество амортизируется. При попадании ато: тяжелого инертного газа (Лг, Кг, Хе) в кристаллическую решет кремния (по-видимому, в положение, связанное с вакансией) час разорванных связей замыкается, а часть оказывается ловушками д имеющихся в кремнии атомов водорода.

Десорбционннй выход при одной и той ке температуре атомов тя» лого инертного газа (например Аг) и водорода указывает на образ вание комплексов, вклвчащих в себя, наряду с Аг и вакансш» атомы водороде. Рост температуры активирует миграцию этих компле сов, для которых поверхность образца является естественным стокс В силу малой концентрации атомов водорода в кремнии выход аргс должен быть существенно выше выхода водорода, что и наблюдается эксперименте.

Ионнное облучение граней 31(100) и 81(111) приводит к исчез] вешв рефлексов ДМЭ этих поверхностей. Это свидетельствует о ра: порядочивании верхних слоев атомов кремния в результате облучен Эксперименты показали, что адсорбция паров еоды на таких поверх стях не приводит к появлении на них какого-либо дальнего порядк расположении атомов кремния.

Поквзано, что адсорбционная способность модифицированных пое хностей 31(100) и §1(111) по отношению к парам воды изменяется ростом флвенса ионного облучения с выходом на некоторый стациог ный уровень. При этом для грани 21(100) она уменьшается, для г[ 31(111) - увеличивается.

Эти экспериментальные данные показывают, что, по-Еидимому, процессе облучения кремния поверхностная концентрация даш Б1-Б1 (центры адсорбции паров вода) изменяется (направление и: 14

ения соответстауьцим образом зависит от грани) и стремится к ве-ичине, определящейся условиями равновесия между разрушением ди-вров ионным пучком и их радиационным образованием.

Предложенная в настоящей работе постадайная модель превращения цсорбированных паров воды на поверхностях кремния, происходящих ри их нагреве от Т=300 К до Т=1200 К, практически выполняется по зем стадиям и для систем З^Л^О. По сравнении с соответствующими гарядоченными гранями на поверхностях 31 сверхструктуры (2x1) и Гх7) исчезают, а количество димерсв изменяется.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ

1.Методами ВШЗ, Оже-спектроскопии и ТДМО установлено, что при ;сорбции паров воды на поверхностях Б1(100) и 51(Ш) при темпе-туре Т=300 К происходит полная диссоциация молекул воды на атомы дорода и ОН-группы, которые связаны с димерными центрами крем-я. Методом ДНЭ показано, что при этих условиях структура данных верхностей не меняется.

2. Показано, ОТО при нагреве систем 31(100)/Н20 и 31(111 ЭЛ^О в гервале температур от Т=300 К до Т=1200 К происходит десорбция пько молекул ^ и БЮ. Определена энергия активации десорбции юкул Нд (Е^2=2,3 эВ).

3. Исследована термодесорбция примесного водорода из облучадно-ионами тяжелых инертных газов кремния. Впервые обнаружено явле-| одновременной десорбции молекул водорода Я^ и атомов инертного 1а при температуре Тшах=900 К. Установлен пороговый характер за-¡имости этой термодесорбции от флюенса: десорбция начинается при енсах, отвечавших порогу амортизации кремния. Установлено, что учение кремния ионами инертных газов и последующая термодесорб-

является хорошим методам обнаружения в кремнии примесного во-ода. Количество десорбированных газов из облученного кремния

15

своде тельствуе т о степени его аморфвзации.

4. Впервые установлено, что предварительная кодификация поверхностей кремния 31(100) и 31(III) пучками ионов Ке+, Аг+, Кг+ в

- интервале энергий (0,6...4,0). кэВ, флюенсов (3-Ю1?..1-Ю16) ион-см"2 и плотностей потоков (Ю11 ...Ю14) см-2 с-1 при температура Т«300 К приводит к изменению адсорбционной способности етш поверхностей к парам воды. Оно связано с изменением поверхностно! концентрации динаров 31-21 на поверхностях кремния.

5. Впервые показано, что щш нагреве систем ЗхЛ^О (поверхност) кремния предварительно модифицирована пучками ионов Не+, Аг+, Кг+ в интервале температур от Т=300 К до Т=1200 К происходит десорб ция молекул Н^, одновременная десорбция и инертного газа, моле кул Б10. Одновременная десорбция и атомов инертного газа н связана с сорбцией паров воды на таких поверхностях.

6; Количество десорбировавшегося моногидридного водорода с модифицированных поверхностей кремния позволяет определить адсорбци иыцую способность таких поверхностей и оценить степень разупоря-доченшсти верхнего слоя поверхности кремния.

7. Впервые приведена качественная постадийная модель превраад ния адоорОированных паров воды на упорядоченных и предварителы мпдаДн! ^х )нннних низковнвргетическими ионными пучками инертных п зов поверхностях кремния в интервале температур от Т=300 К } Т-1200 К.

ПуПлиициии. Основное содержание диссертации изложено в следу] цех работах.

I. Гврчиков и.о., Лозовский А.Д., Панеш 1.4., Трубайчук Д.Б. Щх мвнашю териодвоорбционной масс-спектроме трии для изучения сжсте адсррбент-адсорбат на примере "кремний-вода"// II конференц Научао-учебного центра визико-хнмичаских методов исследования п ТГИжверситете Друябй Народов: Тез.^.докл.- П., 1989.- 0.70.

16

Z. Лозовский А.Д., Герчиков M.D., Пввео A.M., Симонов А.П. Влияние ионной бомбардировки на состояния адсорбции вода на поверхности Si(IOO)// IX Всесоюзная конференция "ВзаимодайсТвив атомных частиц с твердым телом": Тез. докл.- М., 1989,- T.I.- 0.I7I-I73. 3. Лозовский А.Д., Герчиков Ii Л)., Панеш А.Ы., Оимонов А.П. Применение термодесорбционной масс-спектрометрии для изучения системы здсорбент-вдсорбат Si(IOO)+H^O: влияние ионного облучения// III сонференция Научно-учебного цейтра визико-химических методов ис-:ледования при Университете Друкбы Народов: Тез. докл.-Ы., 1990,-)Л04.

I. Лозовский А.Д., Герчиков M.D., Пввео A.M., Симонов А.П. Вдиявйе гаиного облучения на адсорбционные свойства Si(100)// XX Всесонное совещание по физике взаимодействия заряженных частиц о ристаллами: Тез. докл.- Ы., 1990.- С.1Б0.

. Лозовский А.Д. Изменение состояний адсорбции в системе 131(100) HgQ] при предварительном ионном облучении адсорбента// 71 Все-оюзная конференция молодых ученых и специалистов го физической имии: Тез. докл.- Ы., 1990,- Т.2.- 0.II3-II4. . Лозовский А.Д., Герчиков Ы.Ю., Паяещ A.M., Оимонов А.П. Термо-эсорбционная масс-спектроиетрия в исследовании адсорбционных coo-MHtft системы Si(IC0)+iyv/ Дуря. физ. химии.- 1990.- Т.Б4.- JS6.-.1714-1716.

. Лозовский А.Д., Панеш А.Ы., Симонов А.П. Влияние предварительна ионного облучения кремния на состояние системы Sl(100)-^0 в [тервале 300-1000 К// Дурн. фга. химии.- 1991.- Т.65.- *3.-80S-809.

Лозовский А.Д., панеш А.Ы. Кинетика ионного травления вдсорбя-ванного слоя: SKIQOHHgO// Всесоюзное совещание-семинар "Диететика поверхности ионными пучками": Тез. докл.- И., 1990.269-270.

Лозовский А.Д., Панвп А.Ы. Десорбция водорода о облученных . иъ

17

нами Аг+ монокристаллов 81(100) и 31(111)// X Всесоюзная козфврег ция "Взаимодействие ионов с поверхностью": Тез. докл.- М.,1991. ГЛ.- 0.152-154.

Ю.Лозовский А.Д., Панеш А.Ы., Симонов А.П. Обнаружение примесно] водорода в монокристалле кремния с помощью ионного облучения; Щурн. фаз. химии.- 1991.- Т.65.- ЯГ.- С.1993-1996.

11.Лозовский А.Д., Панеш А.Ы. Термодесорбция водорода из монокрю талла кремния после ионного облучения// XXII совещание по .физ) ке взаимодействия заряженных частиц с кристаллами: Тез. докл М., 1992.- 0.135.

12. Опособ определения водорода в кристаллическом кремнии: Заяв на изобретение Л 4951394/25 (54937) ВНИИГШ/ А.Д.Лозовски А.Ы.Панеш, А.П.Оимонов (Россия).- 1991.

Подписано в печать Изд.* 6

Формат 60x84 1/16 1,25 печ.л. 1,22 уч.-изд.л.

Тираж 100 вкз. Заказ А 7 Бесплатно

Научно-исследовательский институт технико-экономических исследо! ний 117420, Москва, ул. Наметкина, 14

Лаборатория обзорной и реферативной НТО и подготовки изданий. 105318, Москва, ул. Ибрагимова, 15^