mateltechИзвестия высших учебных заведений. Материалы электронной техникиIzvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering1609-35772413-6387MISIS10.17073/1609-3577-2013-3-66-69mateltech-84Research ArticleАтомные структуры и методы структурных исследованийATOMIC STRUCTURES AND METHODS OF STRUCTURAL INVESTIGATIONSВЫСОКОРАЗРЕШАЮЩАЯ РЕНТГЕНОВСКАЯ ДИФРАКТОМЕТРИЯ КРИСТАЛЛОВ КРЕМНИЯ, ОБЛУЧЕННЫХ ПРОТОНАМИHIGH–RESOLUTION X–RAY DIFFRACTOMETRY OF PROTON IRRADIATED SILICONСмирновИ. С.SmirnovI. S.

кандидат физ.−мат. наук, профессор, Московский институт электроники и математики НИУ ВШЭ, 109028, г. Москва, Б. Трехсвятительский пер., д. 3.

met@miem.edu.ruДьячковаИ. Г.DyachkovaI. G.

кандидат физ.−мат. наук, старший преподаватель, Московский институт электроники и математики НИУ ВШЭ, 109028, г. Москва, Б. Трехсвятительский пер., д. 3.

met@miem.edu.ruНовоселоваЕ. Г.NovoselovaE. G.

кандидат физ.−мат. наук, доцент, Московский институт электроники и математики НИУ ВШЭ, 109028, г. Москва, Б. Трехсвятительский пер., д. 3.

met@miem.edu.ruМосковский институт электроники и математики НИУ ВШЭРоссияMoscow Institute of Electronics and Mathematic, Higher School of EconomicsRussian Federation201315032015036669Copyright © Смирнов И.С., Дьячкова И.Г., Новоселова Е.Г., 20152015Смирнов И.С., Дьячкова И.Г., Новоселова Е.Г.Smirnov I.S., Dyachkova I.G., Novoselova E.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://met.misis.ru/jour/article/view/84

Исследован процесс трансформации радиационных дефектов, формируемых имплантацией протонов в кристаллы кремния n−типа проводимости с удельным сопротивлением 100 Ом ⋅ см. Измерения проведены методом высокоразрешающей рентгеновской дифрактометрии. Показано, что последовательная имплантация протонов с энергией 100 + 200 + + 300 кэВ и флюенсом 2 ⋅ 1016 см−2 приводит к образованию нарушенного слоя толщиной 2,4 мкм с увеличенным параметром кристаллической решетки, который формируется одновременно присутствующими комплексами радиационных дефектов вакансионного и междоузельного типов. Установлено, что в результате отжига облученных кристаллов в вакууме при температуре 600 °С происходит укрупнение радиационных дефектов обоих типов при одновременном уменьшении их количества. После отжига при температуре 1100 °С преобладают дефекты междоузельного типа. На каждой стадии трансформации дефектов оценена их мощность. 

We have studied the transformation of radiation defects generated by proton implantation in n−type silicon crystals with a resistivity of 100 Ohm · cm. The measurements were conducted using high−definition X−ray diffraction (HDD). We show that sequential implantation of protons with energies of 100 + 200 + 300 keV and a fluence of 2 · 1016sm−2 results in the formation of a damaged layer with an increased lattice parameter and a thickness of 2.4 mm. This layer is formed by radiation−induced defects both of vacancy and interstitial types. Vacuum annealing of the irradiated crystals at 600 °C enlarges the radiation−induced defects while reducing their number. After annealing at 1100 °C interstitial type defects prevail.

кремнийимплантация протоновтермообработкавысокоразрешающая рентгеновская дифрактометрияsiliconH+ implantationannealinghigh−definition X−rayReferencesKozlovski i , V. V. Modificirovanie poluprovodnikov puchkami protonov / V. V. Kozlovskii. − S.−Pb. : Nauka, 2003. − 268 s.Kozlovski i , V. V. Modificirovanie poluprovodnikov puchkami protonov / V. V. Kozlovskii. − S.−Pb. : Nauka, 2003. − 268 s.Zinchuk, O. Formation of insulating oxygen containing layer on the silicon wafer surface using low−temperature hydrogenation / O. Zinchuk, N. Drozdov, A. Fedotov, A. Mazanik, A. Saad, S. Kobe leva, A. Patryn, V. Pilipenko, A. Pushkarchuk // J. Mater. Sci.: Mater. in Electronics − 2008. − V. 19. − P. S273—S276.Zinchuk, O. Formation of insulating oxygen containing layer on the silicon wafer surface using low−temperature hydrogenation / O. Zinchuk, N. Drozdov, A. Fedotov, A. Mazanik, A. Saad, S. Kobe leva, A. Patryn, V. Pilipenko, A. Pushkarchuk // J. Mater. Sci.: Mater. in Electronics − 2008. − V. 19. − P. S273—S276.Gerasimenko, N. N. Radiation defects as nanocrystals in bulk crystalline silicon / N. N. Gerasimenko, V. V. Kozloskii, A. N. Mikhailov // Book of abs. 25−th Internat. Conf. on Defects in Semiconductors. − 2009. − P. 250—251.Gerasimenko, N. N. Radiation defects as nanocrystals in bulk crystalline silicon / N. N. Gerasimenko, V. V. Kozloskii, A. N. Mikhailov // Book of abs. 25−th Internat. Conf. on Defects in Semiconductors. − 2009. − P. 250—251.Bouen, D. K. Vysokorazreshayushaya rentgenovskaya di-fraktometriya i topografiya / D. K. Bouen, B. K. Tanner. − S.−Pb. : Nauka, 2002. − 274 p.Bouen, D. K. Vysokorazreshayushaya rentgenovskaya di-fraktometriya i topografiya / D. K. Bouen, B. K. Tanner. − S.−Pb. : Nauka, 2002. − 274 p.Larson, B. C. X−ray diffuse scattering near bragg reflections for the study of clustered defects in crystalline materials / B. C. Lar-son − Diffuse scattering and the fundamental properties of materials. − N.−Y. (NY) : Momentum Press, 2009.Larson, B. C. X−ray diffuse scattering near bragg reflections for the study of clustered defects in crystalline materials / B. C. Lar-son − Diffuse scattering and the fundamental properties of materials. − N.−Y. (NY) : Momentum Press, 2009.Astahov, V. P. Sozdanie narushennyh sloev v kremnii dlya upravleniya harakteristikami p—i—n−fotodiodov / V. P. Astahov, N. V. Kuznetsov, I. G. Saharova, I. S. Smirnov, G. G. Solov’ev, K. V. Sorokin // Izv. vuzov. Materialy elektron. tehniki − 2001. − N 1. − P. 16—19.Astahov, V. P. Sozdanie narushennyh sloev v kremnii dlya upravleniya harakteristikami p—i—n−fotodiodov / V. P. Astahov, N. V. Kuznetsov, I. G. Saharova, I. S. Smirnov, G. G. Solov’ev, K. V. Sorokin // Izv. vuzov. Materialy elektron. tehniki − 2001. − N 1. − P. 16—19.Lomov, A. A. Asimtoticheskoe diffuznoe rasseyanie rentgenovskih luchei v monokristallah GaAs, legirovannyh kremniem / A. A. Lomov, V. A. Bushuev, R. M. Imamov, K. Bokki, P. Francozi //Kristallografiya. − 1999 − T. 44, N 4. − P. 674—683.Lomov, A. A. Asimtoticheskoe diffuznoe rasseyanie rentgenovskih luchei v monokristallah GaAs, legirovannyh kremniem / A. A. Lomov, V. A. Bushuev, R. M. Imamov, K. Bokki, P. Francozi //Kristallografiya. − 1999 − T. 44, N 4. − P. 674—683.Pan, G. Z. Silicon light emissions from boron implant−in-duced defect engineering / G. Z. Pan, R. P. Ostroumov, L. P. Ren, Y. G. Lian, K. L. Wang // J. Non−Crystalline Solids. − 2006. − V. 352. − P. 2506—2509.Pan, G. Z. Silicon light emissions from boron implant−in-duced defect engineering / G. Z. Pan, R. P. Ostroumov, L. P. Ren, Y. G. Lian, K. L. Wang // J. Non−Crystalline Solids. − 2006. − V. 352. − P. 2506—2509.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.