О ГРАНИЧНЫХ ПРОЦЕССАХ В МЕЖФАЗНОЙ ОБЛАСТИ ЭЛЕКТРОЛИТ—КРЕМНИЙ ПРИ САМООРГАНИЗАЦИИ МОЗАИЧНОЙ СТРУКТУРЫ 3D–ОСТРОВКОВ НАНОКРИСТАЛЛИТОВ ПОРИСТОГО КРЕМНИЯ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ АНОДНОМ ТРАВЛЕНИИ p–Si (100) В ЭЛЕКТРОЛИТЕ С ВНУТРЕННИМ ИСТОЧНИКОМ ТОКА


https://doi.org/10.17073/1609-3577-2014-1-31-36

Полный текст:


Аннотация

Рассмотрен процесс образования и самоорганизации мозаичной структуры поверхности пористого кремния (por-Si) при длительном анодном травлении Si (100) p-типа проводимости (p-Si) в электролитах с внутренним источником тока. Показано, что образование 3D-островков нанокристаллитов мозаичной структуры por-Si происходит с участием осажденных адсорбированных атомов кремния, образующихся в результате реакций диспропорционирования при травлении монокристалла кремния, как это имеет место в случае эпитаксиального роста нанокристаллитов при молекулярно-лучевом осаждении атомов кремния на поверхности полупроводников АIIIВV и Si и их дальнейшем спонтанном самоупорядочении. При этом учтены квантово-размерные эффекты, имеющие место на локальных участках атомно-шероховатой поверхности реального кристалла кремния. Отмечена существенная роль окисления поверхности кремния в процессе образования и самоорганизации мозаичной структуры por-Si при длительном анодном травлении p-Si (100) в электролите HF : Н2О2.


Об авторах

К. Б. Тыныштыкбаев
Физико–технический институт МОН РК, г. Алматы, Казахстан
Казахстан
доктор техн. наук, главный научный сотрудник


Ю. А. Рябикин
Физико–технический институт МОН РК, г. Алматы, Казахстан
Казахстан
кандидат физ.−мат. наук, ведущий научный сотрудник


С. Ж. Токмолдин
Физико–технический институт МОН РК, г. Алматы, Казахстан
Казахстан
доктор физ.−мат. наук, директор


Б. А. Ракыметов
Физико–технический институт МОН РК, г. Алматы, Казахстан
Казахстан
инженер


Т. Айтмукан
Физико–технический институт МОН РК, г. Алматы, Казахстан
Казахстан
инженер


Х. А. Абдуллин
Казахский национальный университет им. Аль Фараби, 050013, Казахстан, Алматы, ул. Сатпаева, д. 22а
Казахстан
доктор физ.−мат. наук, главный научный сотрудник


Список литературы

1. Андреев, А. Ф. Стрикционные сверхструктуры в двумерных фазовых переходах / А. Ф. Андреев // Письма в ЖЭТФ. – 1980. – Т. 32. – С. 654—656.

2. Марченко, В. И. Возможные структуры и фазовые переходы на поверхности кристаллов / В. И. Марченко // Там же. – 1981. – Т. 33. – С. 397—399.

3. Андреев, А. Ф. О равновесной форме и колебаниях поверхности квантовых кристаллов / А. Ф. Андреев, А. Я. Паршин // ЖЭТФ. – 1978. – Т. 75. – С. 1511.

4. Марченко, В. И. Об упругих свойствах поверхности кристаллов / В. И. Марченко, А. Я. Паршин // Там же. – 1980. – Т. 79. – С. 257.

5. Марченко, В. И. К теории равновесной формы кристаллов / В. И. Марченко // Там же. – 1981. – Т. 81. – С. 1141.

6. Андреев, А. Ф. Капиллярные явления в теории упругости / А. Ф. Андреев, Ю. А. Косевич // Там же. – 1981. – Т. 81. – С. 1435.

7. Леденцов, Н. Н. Упорядоченные массивы квантовых точек в полупроводниковых матрицах / Н. Н. Леденцов, В. М. Устинов, С. В. Иванов, Б. Я. Мельцер, М. В. Максимов, П. С. Копьев, Д. Бимберг, Ж. И. Алферов // УФН. – 1996. – Т. 166, № 10. – С. 423—428.

8. Леденцов, Н. Н. Гетероструктуры с квантовыми точками: получение, свойства, лазеры / Н. Н. Леденцов, В. М. Устинов, В. А. Щукин, П. С. Копьев, Ж. И. Алферов, Д. Бимберг // ФТП. – 1998. – Т. 32, № 4. – С. 385—410.

9. Кукушкин, С. А. Процессы конденсации тонких пленок / С. А. Кукушкин, А. В. Осипов // УФН. – 1998. – Т. 168, № 10. – С. 1083—1116.

10. Емельянов, В. И. Самоорганизация упорядоченных ансамблей наночастиц при лазерно-управляемом осаждении атомов / В. И. Емельянов // Квантовая электроника. – 2006. – Т. 36. – С. 489—507.

11. Емельянов, В. И. Нелинейная динамика самоорганизации гексагональных ансамблей пор при окислении и травлении металлов и полупроводников / В. И. Емельянов, В. В. Старков // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2006. – Т. 36, № 11. – С. 53—68.

12. Valance, A. Porous sisicon formation: Stability analysis of the silicon-electrolyte interface / A. Valance // Phys. Rev. B. − 1995. −V. 52. −P. 8323—8336.

13. Климов, А. В. О нелинейном капиллярно-флук туационном периодическом волновом движении в тонкой пленке жидкости на твердой подложке / А. В. Климов, А. И. Григорьев // ЖТФ. – 2009. – Т. 79, № 10. – С. 14—21.

14. Горячев, Д. Н. Электролитический способ приготовления пористого кремния с использованием внутреннего источника тока / Д. Н. Горячев, Л. В. Беляков, О. М. Сресели // ФТП. – 2003. – Т. 37, вып. 4. – С. 494—498.

15. Тыныштыкбаев, К. Б. Морфология пористого кремния при длительном анодном травлении в электролите с внутренним источником тока / К. Б. Тыныштыкбаев, Ю. А. Рябикин, С. Ж. Токмолдин, Т. Айтмукан, Б. А. Ракыметов, Р. Б. Верменичев // Письма в ЖТФ. – 2010. – Т. 36, № 11. – С. 104—110.

16. Тыныштыкбаев, К. Б. Динамика формирования мозаичной структуры пористого кремния при длительном анодном травлении в электролитах с внутренним источником тока / К. Б. Тыныштыкбаев, Ю. А. Рябикин, К. А. Мить, Б. А. Ракыметов, Т. Айтмукан // ФТТ. – 2011. – Т. 53, № 8. – С. 1498—1504.

17. Беляков, Л. В. Роль синглетного кислорода при образовании нанопористого кремния / Л. В. Беляков, Д. Н. Горячев, О. М Сресели // ФТП. – 2007. – Т. 41, вып. 12. – С. 1473—1476.

18. Ельцов, К. Н. Модификация пористого кремния в сверхвысоком вакууме и вклад нанокристаллитов графита в фотолюминесценцию // К. Н. Ельцов, В. А. Караванский, В. В. Мартынов // Письма в ЖЭТФ. 1996. – Т. 63. – С. 106—111.

19. Дерягин, Б. В. Теория устойчивости коллоидов и тонких пленок / Б. В. Дерягин. – М. : Наука, 1986. – 405 с.

20. Леньшин, А. С. Влияние естественного старения на фотолюминесценцию пористого кремния / А. С. Леньшин, В. М. Кашкаров, С. Ю. Турищев, М. С. Смирнов, Э. П. Домашевская // Письма в ЖТФ. – 2011. – Т. 37, вып. 17. – С. 1—8.

21. Пчеляков, О. П. Кремний-германиевые наноструктуры с квантовыми точками: механизмы образования и электрические свойства // О. П. Пчеляков, Ю. Б. Болховитянов, А. В. Двуреченский, Л. В. Соколов, А. И. Никифоров, А. И. Якимов, Б. Фойхтлендер // ФТП. – 2000. Т. 34, вып. 11. – С. 1281—1299.

22. Bolkhovityanov, Yu. B. The initial stages of heteroepitaxy from the liquid phase at a low misfit: InGaAsP on GaAs / Yu. B. Bolkhovityanov, V. I. Yudaev, A. K. Gutakovsky // Thin solid films. – 1986. – V. 137. – P. 111—121.

23. Тимохов, Д. Ф. Влияние кристаллографической ориентации кремния на формирование кремниевых нанокластеров в процессе анодного электрохимического травления // Д. Ф. Тимохов, Ф. П. Тимохов / ФТП. – 2009. Т. 43, № 1. – С. 95—99.

24. Eaglesham, D. J. Equilibrium shape of Si / D. J. Eaglesham, A. E. White, L. C. Feldman, N. Moriya, D. C. Jacobson // Phys. Rev. Lett. – 1993. V. 70, iss. 11. – P. 1643.

25. Шкляев, А. А. Предельно плотные массивы наноструктур германия и кремния / А. А. Шкляев, М. Ичикава // УФН. – 2008. – Т. 178. – С. 139—169.

26. Киселев, В. Ф. Электронные явления в адсорбции и катализе на полупроводниках и диэлектриках / В. Ф. Киселев, О. В. Крылов. – М. : Наука, 1979. – 232 c.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Тыныштыкбаев К.Б., Рябикин Ю.А., Токмолдин С.Ж., Ракыметов Б.А., Айтмукан Т., Абдуллин Х.А. О ГРАНИЧНЫХ ПРОЦЕССАХ В МЕЖФАЗНОЙ ОБЛАСТИ ЭЛЕКТРОЛИТ—КРЕМНИЙ ПРИ САМООРГАНИЗАЦИИ МОЗАИЧНОЙ СТРУКТУРЫ 3D–ОСТРОВКОВ НАНОКРИСТАЛЛИТОВ ПОРИСТОГО КРЕМНИЯ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ АНОДНОМ ТРАВЛЕНИИ p–Si (100) В ЭЛЕКТРОЛИТЕ С ВНУТРЕННИМ ИСТОЧНИКОМ ТОКА. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2014;(1):31-36. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2014-1-31-36

For citation: Tynyshtykbayev K.B., Ryabikin Y.A., Tokmoldin S.Z., Rakymetov B.A., Aytmukan T., Abdullin H.A. BOUNDARY PROCESSES IN ELECTROLYTE — SILICON INTERFACE AREA DURING SELF–ORGANIZATION OF MOSAIC STRUCTURE OF 3D–ISLANDS OF POROUS SILICON NANOCRYSTALLITES AT LONG–TERM ANODE ETCHING OF P–SI (100) IN ELECTROLYTE WITH AN INTERNAL SOURCE OF CURRENT. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2014;(1):31-36. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2014-1-31-36

Просмотров: 272

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1609-3577 (Print)
ISSN 2413-6387 (Online)