Исследование динамики анизотропного локального плавления полупроводников при импульсном световом облучении.
Лаборатория радиационной физики.
Руководители: чл.-корр. РАН, д.ф.-м.н. И.Б. Хайбуллин, к.ф.м.-.н. Я.В. Фаттахов.
Один из важных и интересных физических эффектов - это эффект анизотропного локального плавления поверхности полупроводников, наблюдающийся при взаимодействии мощного оптического излучения с веществом. Изучение механизма и основных закономерностей эффекта позволят получить, во-первых, ценную физическую информацию о фотоиндуцированных фазовых и структурных переходах, протекающих в полупроводниках в термодинамически неравновесных условиях и, во-вторых, оптимизировать режимы световой обработки, широко используемой в современной технологии микроэлектроники.
Нами впервые получены систематизированные зависимости плотности и размеров локальных областей плавления от степени дефектности исходных монокристаллических полупроводниковых подложек и режимов светового облучения, а также от параметров ионного пучка - от типа иона, энергии и дозы имплантации и др.
Для более детального и углубленного изучения основных закономерностей эффекта нами впервые разработан и апробирован комплекс оптических бесконтактных методик исследования in-situ.
В частности, одна из оригинальных методик основана на регистрации с высоким пространственным разрешением дифракционной картины измерительной периодической структуры, сформированной предварительно на поверхности полупроводника с применением специальных режимов ионной имплантации. Впервые исследованы с высоким пространственно-временным разрешением структурные и фазовые переходы, протекающие на поверхности полупроводника в термодинамически неравновесных условиях, возникающих при воздействии мощными импульсами светового излучения в диапазоне миллисекундных длительностей.
Варьируя геометрические параметры формируемой периодической структуры удается определить с высоким пространственным разрешением момент начала плавления и кристаллизации как монокристаллического, так и аморфизованного в процессе имплантации кремния. Показано, что повышение информативности и разрешающей способности методики достигается за счет трансформации амплитудной дифракционной решетки в фазовую при определенных режимах импульсного светового облучения.
Литература:
1. Fattakhov Y.V., Galyautdinov M.F., L‘vova T.N., Khaibullin I.B.: The dinamics of recrystallization and melting of implanted silicon irradiation by powerful light pulses. Vacuum 51, 255-259 (1998)
2. Fattakhov Ya.V., Galyautdinov M.F., L‘vova T.N., Khaibullin I.B.: Real-time observation of local molten phase nucleation on semiconductor surface at powerful light irradiation. Journal of Physics: Condensed Matter 12, L393-397 (2000)
