ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ Si02/Si, ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО ИМПЛАНТИРОВАННОЙ ИОНАМИ 64Zn+ И 160+ И ТЕРМООБРАБОТАННОЙ В НЕЙТРАЛЬНО-ИНЕРТНОЙ СРЕДЕ

摘要

A near-surface layer of SiO_2/Si structure implanted with Zn~+ and O~+ ions and annealed in neutral and inert atmospheres was studied. At first, n-Si(100) silicon plates were oxidized in dry O_2 to achieve an oxide film thickness of 0.2 (Am. Then, at room temperature, they were sequentially implanted with a dose of 5 × 10~(16) cm~(-2) of 70 keV ~(64)Zn~+ ions and with a dose of 6.1 × 10~(16) cm~(-2) of 40 keV ~(16)O_2 ions. Overheat of plates, compared with room temperature, did not exceed 70℃. The samples were isochronously annealed for 1 h in N_2 at a temperature from 400 to 600℃ and then in Ar in a range of 700- 1000℃ with a step of 100℃. After implantation, a phase of crystalline Zn(102) was found to be formed in the SiO_2 film. After annealing at 700℃, Zn was oxidized to form the ZnO phase. Analysis of diffractograms showed the (β-Zn_2SiO_4 and Zn_(1.95)SiO_4 phases to be additionally formed in the samples after annealing at 800℃. After annealing at 900℃ and above, the ZnO phase was not detected in the samples.%Представлены результаты синтеза наночастиц и исследования структуры SiO_2/Si после имплантации ионов Zn и О и отжига в нейтральной и инертной атмосферах. Сначала пластины кремния n-Si(100) были окислены в сухом O_2 до достижения толщины пленки оксида 0.2 мкм. Затем при комнатной температуре была проведена имплантация дозой 5 х 10~(16) см~(-2) ионов ~(64)Zn~+ с энергией 70 кэВ и далее дозой 6.1 х 10~(16) см~(-2) ионов ~(16) O_2~+ с энергией 40 кэВ. Перегрев пластин по сравнению с комнатной температурой не превышал 70°С. Затем образцы отжигали изохронно в течение 1 ч в N_2 при температуре от 400 до 600°С и далее в Аг в диапазоне 700—1000°С с шагом 100°С. Установлено, что после имплантации в пленке SiO_2 образуется фаза кристаллического Zn с ориентацией (102). После отжига при 700°С происходит окисление Zn с образованием фазы ZnO. Анализ дифракто-грамм показал, что после отжига при 800°С в образцах дополнительно образуются фазы p-Zn_2SiO_4 и Zn_(1.95)SiO_4. После отжига при 900°С и выше фаза ZnO в образцах не зарегистрирована.