ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОННОГО СТРОЕНИЯ НАНОСЛОЕВ «КРЕМНИЙ–НА–ИЗОЛЯТОРЕ» И ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ИЗЛУЧЕНИЕМ НАНОМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА

Методами ультрамягкой рентгеновской эмиссионной спектроскопии и спектроскопии ближней тонкой структуры края рентгеновского поглощения с использованием синхротронного излучения исследованы структуры КНИ (кремний−на−изоляторе) с растянутым и нерастянутым слоями кремния. Выявлена заметная перестройку электронно−энергетического спектра и локальной парциальной плотности состояний как в валентной зоне, так и в зоне проводимости растянутого слоя кремния структуры КНИ. На основе анализа Si L2,3 спектров USXES показано уменьшение энергетического расстояния между точками L′2v и L1v  в валентной зоне растянутого слоя кремния, в котором наблюдался и сдвиг первых двух максимумов первой производной спектра XANES в сторону больших энергий относительно дна зоны проводимости Ес. Обнаружено, что при этом стоячие рентгеновские волны синхротронного излучения нанометрового диапазона длин волн  (λ ~ 12—20 нм) формируются в структурах кремний−на−изоляторе как с растянутым, так и с нерастянутым нанослоем кремния. Более того, установлено, что изменение угла скольжения синхротронного излучения θ на 2° приводит к смене фазы электромагнитного поля на противоположную. 

1. Суворов, А. Л. Технологии структур кремний−на− изоляторе / А. Л. Суворов, Б. Ю. Богданович, А. Г. Залужный, В. И. Графутин, В. В. Калугин, А. В. Нестерович, Е. П. Прокопьев, С. П. Тимошенков, Ю. А. Чаплыгин. − М. : МИЭТ, 2004. − 408 с.

2. Lee,J.W.Effectsofburiedoxidestressonthin−filmsilicon− on−insulator metal−oxide−semiconductor field−effect transistor /J. W.Lee,M.H.Nam,J.H.Oh,J.W.Yang,W.C.Lee,H. K. Kim, M. R. Oh,Y.H.Koh//Appl.Phys.Lett.−1998.−V.72,N6.−P. 677— 679.

3. Бир, Г. Л. Симметрия и деформационные эффекты в полупроводниках / Г. Л. Бир, Г. Е. Пикус. − М. : Наука, 1972. − 584 с.

4. Домашевская, Э. П. Интерференция синхротронного излучения перед краем поглощения кремния в структурах кремний−на−изоляторе / Э. П. Домашевская, В. А. Терехов, С. Ю. Турищев // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. − 2011. − No 2. − С. 42—50.

5. Kasrai, M. Sampling depth of total electron and fluorescence measurements in Si L− and K−edge absorption spectroscopy / M. Kasrai, W. N. Lennard, R. W. Brunner, G. M. Bancroft, J. A. Bardwell, K. H. Tan // Appl. Surf. Sci. − 1996. − V. 99, N 4. − P. 303—312.

6. Зимкина, Т. М. Ультрамягкая рентгеновская спектроскопия / Т. М. Зимкина, В. А. Фомичев. − Л. : Изд−во ЛГУ, 1971. − 132 c.

7. Румш, М. А. К вопросу о применении вторичноэлектронных умножителей для изучения мягких рентгеновских спектров / М. А. Румш, А. П. Лукирский, В. Н. Щемелев // Изв. АН СССР. Сер. Физ. − 1961. − Т. 25, No 8. − C. 1060—1065.

8. Филатова, Е. О. Спектроскопия зеркального отражения и рассеяния мягкого рентгеновского излучения поверхностями твердых тел: дисс. ... д−ра физ.− мат. н. − С.−Пб., 2000. − 374 с.

9. Chelikowsky,J.Calculatedvalence−banddensitiesofstates and photoemission spectra of diamond and zinc−blende semiconductors / J. Chelikowsky, D. J. Chadi, M. L. Cohen // Phys. Rev. B. − 1973. − V. 8, N 6. − P. 2786—2794.

10. Chelikowsky, J. R. Electronic structure of silicon / J. R. Chelikowsky, M. L. Cohen // Phys. Rev. B. − 1974. − V 10, N 12. − P. 5095—5107.

11. Euaruksakul, C. Relationships between strain and band structure in Si(001) and Si(110) nanomembranes / C. Euaruksakul, F. Chen, B. Tanto, C. S. Ritz, D. M. Paskiewicz, F. J. Himpsel, D. E. Savage,ZhengLiu,YuguiYao,FengLiu,M.G.Lagally//Ibid. − 2009. − V. 80. − P. 115323.

12. Andreeva,M.A.InterferencephenomenaofsynchrotronradiationinTEYspectraforsilicon−on−insulatorstructure/M. A. Andreeva, E. P. Domashevskaya, E. E. Odintsova, V. A. Terekhov, S. Yu. Turishchev // J. Synchrotron Radiation. − 2012. − V. 19, iss. 4. − P. 609—618.

13. Zheludeva, S. I. The role of film thickness in the realization of X−ray waveguide effects at total reflection / S. I. Zheludeva, M. V. Kovalchuk, N. N. Novikova, A. N. Sosphenov // Adv. X−ray Chem. Anal. Jpn. − 1995. − V. 26s. − P. 181—186.