Физико−технический институт МОН РК, Казахстан:

К. Б. Тыныштыкбаев

Ю. А. Рябикин

С. Ж. Токмолдин

Б. А. Рахметов

Т. Айтмукан

Представлены метод получения скрытых дефектных слоев кремния с помощью электрохимического анодного травления и результаты исследования их структуры в зависимости от условий травления и параметров образцов. Показано, что создание скрытых дефектных слоев возможно в результате установления режима лавинного пробоя в локальной области прижимного контакта, когда при лавинной ионизации основных носителей заряда происходит травление по периметру образца. При этом верхний отделяющийся слой остается ненарушенным, сохраняя исходную кристаллическую структуру. Решающую роль в механизме формирования скрытых дефектных слоев кремния играют образующиеся при травлении точечные дефекты и электролитический водород.

1. Turner, D. R. The Electrochemistry of Semiconductors. / D. R. Turner. − London : Academic Press, 1962. − P. 179.
2. Solanki, C. S. New approach for the formation and separation of a thin porous silicon layer / C. S. Solanki, R. R. Bilyalov, H. Bender, J. Poortmans / Phys. status solidi (a). − 2000. − V. 182, N 1. − P. 97—101.

3. Горячев, Д. Н. Свободные люминесцирующие слои пористого кремния / Д. Н. Горячев, Л. В. Беляков, О. М. Сресели // ФТП. − 2010. − Т. 44, вып. 12. − С. 1636—1639.
4. Горячев, Д. Н. Формирование толстых слоев пористого кремния при недостаточной концентрации неосновных носителей / Д. Н. Горячев, Л. В. Беляков, О. М. Сресели // Там. же. − 2004. − Т. 38, вып. 6. − С. 739—744.
5. Емельянов, В. И. Квазиодномерное распределение макропор при анодном травлении одноосно−напряженной пластины кремния / В. И. Емельянов, К. И. Еремин, В. В. Старков, Е. Ю. Гаврилин // Письма в ЖТФ. − 2003. − Т. 29, вып. 6. − С. 19—25.
6. Ратников, В. В. Рентгеновская дифрактометрия и электронная микроскопия слоев пористого Si на разных стадиях окисления на воздухе / В. В. Ратников, Л. М. Сорокин, В. И. Соколов, А. Е. Калмыков // ФТТ. − 2009. − Т. 51, вып. 12. С. 2289—2295.
7. Астрова, Е. А. Исследование деформаций и дефектов кристаллической решетки, возникающих при окислении макропористого кремния / Е. А. Астрова, В. В. Ратников, А. Д. Ременюк, И. Л. Шульпина // ФТП. − 2002. Т. 36, вып. 9. − С. 1111—1121.
8. Гусаков, В. Е. Формирование и диффузия собственных межузельных атомов в кристаллах кремния при гидростатическом давлении: квантово−химическое моделирование / В. Е. Гусаков, В. И. Белько, Н. Н. Дорожкин // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. − 2009. − № 8. − С. 71—75.
9. Старков, В. В. Перераспределение макропор и их структура при анодном травлении одноосно−напряженной поверхности кремния / В. В. Старков, Е. Ю. Гаврилин, А. Ф. Вяткин, В. И. Емельянов, К. И. Еремин // Перспективные материалы. − 2003. − № 6. − С. 25—32.
10. Bilyalov, R. Role of hydrogen in the separation of a porous Si layer in a layer transfer process / R. Bilyalov, C. S. Solanki, J. Poortmans, A. Ulyashin, R. Job and W. Fahrner // Phys. status solidi (a). − 2003. − V. 197, N 1. − P. 128—131.
11. Soltanovich, O. A. Hydrogen−related defects in high−resistivity silicon / O. A. Soltanovich, O. V. Feklisova, E. B. Yakimov / Solid State Phenomena. − 2002. − V. 82–84. − P. 150—154.
12. Феклисова, О. В. Образование электрически активных дефектов при химическом травлении высокоомного кремния / О. В. Феклисова, О. А. Солтанович. // Тез. докл. 3−й Росс. конф. по материаловедению «Кремний−2003». − М., 2003. − Ч. 1, С. 149.
13. Феклисова, О. В. Проникновение водорода в кремний р−типа в процессе жидкостного химического травления: экспериментальное исследование и моделирование / О. В. Феклисова, Е. Б. Якимов. / Там же. − М., 2003. − Ч. 1. − С. 150.
14. Ярыкин, Н. Взаимодействие водорода с радиационными дефектами / Н. Ярыкин // Там же. − М., 2003. − Ч. 1. − С. 172.
15. Киланов, Д. В. Водородно−индуцированное скалывание в кремнии по заглубленному слою, сильнолегированному бором / Д. В. Киланов, В. П. Попов, Л. Н. Сафронов, А. И. Никифоров, Р. Шольц // ФТП. − 2003. − Т. 37, вып. 6. − С. 644—648.
16. Valance, A. Porous silicon formation: Stability analysis of the silicon−electrolyte interface / A. Valance // Phys. Rev. B. − 1995. − V. 52, N 11.− P. 8323—8336.
17. Компан, М. Е. О механизме самоформирования наноразмерных структур пористого кремния при бестоковом водном травлении / М. Е. Компан, И. Ю. Шабанов // ФТП. − 1995. −Т. 29, вып. 10. − С. 1859—1869.
18. А. С. РК № 65010. Способ получения скрытых слоев пористого кремния. / К. Б. Тыныштыкбаев, Ю. А. Рябикин, Ж. С. Токмолдин. Инновационный патент РК № 22831 от 06.03.2009.
19. А. С. РК № 66418. Способ получения тонких пластин кремния. / К. Б. Тыныштыкбаев, Ю. А. Рябикин, Ж. С. Токмолдин. Инновационный патент РК № 23446 от 08.05.2009.
20. А. С. СССР № 980562. Способ изготовления скрытых слоев. / Н. Н. Герасименко, Л. С. Смирнов, В. Ф. Стась, К. Б. Тныштыкбаев. от 13.04.1981 г.
21. А. С. СССР № 1282757. Способ изготовления тонких пластин кремния. / В. Ф. Реутов, Ш. Ш. Ибрагимов. от 30.12. 1983 г.
22. Герасименко, H. H. Образование радиационных дефектов в кремнии р−типа, содержащем атомы водорода / H. H. Герасименко, К. Б. Тныштыкбаев // ФТП. − 1980. − Т. 14, вып. 9. − С. 1673—1676.
23. Герасименко, H. H. Свойства дефектных центров в кремнии, облученном протонами / H. H. Герасименко, Л. C. Смирнов, В. Ф. Стась, К. Б. Тныштыкбаев // ФТП. − 1981. − Т. 15, вып. 10. − С. 1934—1938.
24. Реутов, В. Ф. Влияние плотности ионизационных потерь энергии высокоэнергетичных ионов висмута, криптона и ксенона на развитие водородных блистеров в кремнии / В. Ф. Реутов, А. Г. Залужный, А. П. Кобзев, А. С. Сохацкий // ЖТФ. − 2009. − Т. 79, вып. 9. − С. 63—70.