Люминесценция диэлектрических слоев на кремнии, возбуждаемая электронами
DOI:
https://doi.org/10.33910/2687-153X-2021-2-1-9-14Ключевые слова:
катодолюминесценция, электролюминесценция, осаждение молекулярного слоя, спектральное распределение, электронная структура, центры люминесценции, осаждение атомных слоевАннотация
Представлен сравнительный анализ спектров катодолюминесценции (КЛ) и электролюминесценции (ЭЛ), полученных для структур Si-SiO2 и Si-Ta2O5 с различной толщиной диэлектрических слоев. Спектральное распределение люминесценции зависит от способа формирования диэлектрического слоя, его толщины и способа возбуждения люминесценции. Анализ показывал, что спектры КЛ и ЭЛ структур Si-SiO2, выращенных термическим окислением кремния в «сухом» кислороде, практически идентичны по спектральному составу. На основании зависимости интенсивности полосы люминесценции с максимумом при энергии 2,2 эВ сделан вывод о равномерном распределении соответствующих центров люминесценции по толщине оксидного слоя в диапазоне 30–200 нм. Предполагается, что этими центрами люминесценции являются кислородные вакансии, образующиеся при термическом окислении кремния. В случае слоев Ta2O5 на кремнии, полученных методом молекулярного наслаивания, наличие дефектов (центров люминесценции) в оксидном слое приводит к формированию набора энергетических уровней в запрещенной зоне слоев Ta2O5, проявляющихся в спектрах люминесценции независимо от способа возбуждения.
Библиографические ссылки
Babaran, A. P., Bulavinov, V. V., Troshikhin, A. G. (1993) Changes in the state of Si-SiO2 structures studied by the method of field cycling in a system with electrolytic contacts. Technical Physics Letters, 19 (9), 577–578. (In English)
Baraban, A.P., Denisov, E. A., Dmitriev, V. A. et al. (2020) Features of SiO2 layers synthesized on silicon by molecular layer deposition. Semiconductors, 54 (4), 506–510. https://www.doi.org/10.1134/S106378262004003X (In English) Baraban, A. P., Dmitriev, V. A., Petrov, Yu. V. (2009) Elektrolyuminestsentsiya tverdotel’nykh sloistykh struktur na osnove kremniya [Electroluminescence in silicon-based solid-state layered structures]. Saint Petersburg: Saint Petersburg State University Press, 195 p. (In Russian) Baraban, A. P., Dmitriev, V. A., Petrov, Yu. V., Timofeeva, K. A. (2012) Electron-excited luminescence of SiO2 layers on silicon. Physics of the Solid State, 54 (6), 1149–1152. https://www.doi.org/10.1134/S1063783412060066 (In English)
Baraban, A. P., Dmitriev, V. A., Prokof’ev, V. A. et al. (2016) Photoluminescence of Ta2O5 films formed by the molecular layer deposition method. Technical Physics Letters, 42 (4), 341–343. https://www.doi.org/10.1134/ S1063785016040040 (In English)
Baraban, A. P., Selivanov, A. A., Dmitriev, V. A. et al. (2019) Cathodoluminescence of TiO2 films formed by molecular layer deposition. Technical Physics Letters, 45 (3), 256–258. https://www.doi.org/10.1134/S1063785019030210 (In English)
Baraban, A. P., Samarin, S. N., Prokofiev, V. A. et al. (2019) Luminescence of SiO2 layers on silicon at various types of excitation. Journal of Luminescence, 205, 102–108. https://www.doi.org/10.1016/j.jlumin.2018.09.009 (In English)
Coenen, T., Haegel, N. M. (2017) Cathodoluminescence for the 21st century: Learning more from light. Applied Physics Reviews, 4 (3), article 031103. https://www.doi.org/10.1063/1.4985767 (In English)
Drouin, D. (2006) CASINO a powerful simulation tool for cathodoluminescence applications, Microscopy and Microanalysis, 12 (S02), 1512–1513. https://www.doi.org/10.1017/S1431927606069686 (In English)
Yacobi, B. G., Holt, D. B. (1990) Cathodoluminescence. In: Cathodoluminescencemicroscopy of inorganic solids. Boston: Springer Publ., pp. 55–88. https://www.doi.org/10.1007/978-1-4757-9595-0_4 (In English)
Zamoryanskaya, M. V., Sokolov, V. I. (1998) Structural study of thermal-oxide films on silicon by cathodoluminescence. Physics of the Solid State, 40 (11), 1797–1801. https://www.doi.org/10.1134/1.1130659 (In English)
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2021 Александр Петрович Барабан, Валентин Александрович Дмитриев
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Автор предоставляет материалы на условиях публичной оферты и лицензии CC BY-NC 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате, но с обязательным указанием авторства и только в некоммерческих целях. После публикации все статьи находятся в открытом доступе.
Авторы сохраняют авторские права на статью и могут использовать материалы опубликованной статьи при подготовке других публикаций, а также пользоваться печатными или электронными копиями статьи в научных, образовательных и иных целях. Право на номер журнала как составное произведение принадлежит издателю.
