MICROSTRENGTHING PROPERTIES OF SURFACE LAYERS OF IMPLANTED SILICON SINGLE CRYSTALS
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
Physicomechanical properties of the silicon single crystal subjected to low-energy implantation were investigated by microindentation method. The surface hardening of silicon single crystals at ions implantation with E ≥ 500 кeVwas revealed. The size of radiating surface hardenings decreases at ions energy reduction. The microhardness increase in depth of a plate on distances essentially exceeding radius of projective run of ions was revealed at low-energy implantations (Е=60 кэВ). It was shown, that fast thermal annealing leads to dishardening of surface silicon single crystal on depth up to 1 micron and to increase of cracking resistance (to growth K1С and γ) at small loadings. The received experimental results are explained in view of generation of vacancies during fast thermal annealing. The mechanism of radiating hardening of silicon single crystal at ion implantation was discussed.
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
References
Поут, Дж.М. Модифицирование и легирование поверхности лазерными, ионными и электронными пучками / Дж.М. Поут; под ред. Дж.М. Поута [и др.]. – М.: Машиностроение, 1987. – 424 с.
Диденко, А.Н. Воздействие пучков заряженных частиц на поверхность металлов и сплавов / А.Н. Диденко, А.Е. Лигачев, И.Б. Куракин. – М.: Энергоиздат, 1987. – 184 с.
Особенности дефектообразования в кремнии, имплантированном ионами с удельной энергией ~ 1 МэВ/нуклон / С.А. Вабищевич [и др.] // Неорганические материалы. – 2010. – Т. 46, № 12. – C. 1413 – 1417.
Приповерхностное упрочнение пластин кремния, имплантированных высокоэнергетичными ионами бора / С.А. Вабищевич [и др.] // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследова-ния – 2010. – № 1. – C. 78 – 81.
Дефектообразование в приповерхностном слое кремния, имплантированного высокоэнергетическими ионами: Исследование методом микроиндентирования / С.А. Вабищевич [и др.] // Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-мат. навук – 2010. – № 3. – C. 86 – 90.
Зи, С. Технология СБИС: в 2-х кн. Кн. 1 / С. Зи. – М.: Мир, 1986. – 404 c.
Просолович, В.С. Основы современных технологических процессов: курс лекций / В.С. Просолович, Ю.Н. Янковский, Д.И. Бринкевич. – Минск: БГУ, 2011. – 135 с.
Литвинов, Ю.М. Методология определения механических свойств полупроводниковых материалов с помощью метода непрерывного вдавливания индентора / Ю.М. Литвинов, М.Ю. Литвинов // Изв. вузов. Материалы электронной техники. – 2004. – № 4. – С. 11 – 16.
Определение комплекса механических свойств материалов в нанообъемах методами наноиндентирования / Ю.И. Головин [и др.] // Конденсированные среды и межфазные границы. – 2001. – Т. 3, № 2. – С. 122 – 135.
Колесников, Ю.В. Механика контактного разрушения / Ю.В. Колесников, Е.М. Морозов. – М.: Наука, 1989. – 220 с.
Соколов, В.И. Некоторые характеристики пористого кремния (отражение, рассеяние, показатель преломления, микротвердость) / В.И. Соколов, А.И. Шелых // Письма в ЖТФ. – 2008. – Т. 34, № 5. – С. 34 – 39.
Влияние ионного облучения на микродефектную структуру кристаллов кремния / Е.С. Демидов [и др.] // Неорганические материалы. – 2000. – Т. 36, № 5. – С. 522 – 525.
Реутов, В.Ф. О вкладе нанокластеров в радиационное упрочнение металлов / В.Ф. Реутов // Физика металлов и металловедение. – 2003. – Т. 96, № 6. – С. 92 – 99.
Березина, Г.М. Изменение микротвердости кремния при низкотемпературном отжиге / Г.М. Березина, Ф.П. Коршунов, Л.И. Мурин // Изв. АН СССР. Неорганические материалы. – 1990. – Т. 26, № 4. – С. 683 – 686.
Влияние нейтронного облучения на микротвердость арсенида галлия / З.В. Джибути [и др.] // Письма в ЖТФ. – 2004. – Т. 30, № 17. – С. 45 – 47.
R.J. Falster, M.J. Binns, H.W. Korb US patent 6686620, primary class 438/473, publication 3.02.2004.
Voronkov, V.V. Effect of vacancies on nucleation of oxide precipitates in silicon / V.V. Voronkov, R. Falster // Materials science in semiconductor processing. – 2003. – V. 5. – P. 387 – 390.
Головин, Ю.И. Недислокационная пластичность и ее роль в массопереносе и формировании отпечатка при динамическом индентировании / Ю.И. Головин, А.А. Дмитриевский, Н.Ю. Сучкова // Физика твердого тела. – 2006. – Т. 48, № 2. – С. 262 – 265.
Головин, Ю.И. Структура комплексов, ответственных за радиационно-стимулированное разупрочнение монокристаллов кремния / Ю.И. Головин, А.И. Тюрин // Физика твердого тела. – 2000. – Т. 42, № 10. – С. 1818 – 1820.
Морозов, Н.П. Дефектообразование в кремнии при ионной бомбардировке за пределами области пробега ионов / Н.П. Морозов, В.Д. Скупов, Д.И. Тетельбаум // Физика и техника полупроводников. – 1985. – Т. 19, № 3. – С. 464 – 468.
Эффект дальнодействия при ионном облучении «бескислородного» кремния / Е.И. Зорин [и др.] // Физика и техника полупроводников. – 1987. – Т. 21, № 5. – С. 904 – 910.
Морозов, Н.П. Глубокое проникновение радиационных дефектов из ионно-имплантированного слоя в объем полупроводника / Н.П.Морозов, Д.И. Тетельбаум // Физика и техника полупроводников. – 1983. – Т. 17, № 5. – С. 838 – 842.
Вабищевич, С.А. Микротвердость пластин кремния, прошедшего геттерирующую термообработку / С.А. Вабищевич, Н.В. Вабищевич, Д.И. Бринкевич // Перспективные материалы. – 2005. – № 2. – С. 20 – 22.
Кукушкин, С.А. Эволюция морфологии микропоры в хрупком твердом теле под действием внешней механической нагрузки / С.А. Кукушкин, С.В. Кузьмичев // Физика твердого тела. – 2008. – Т. 50, № 8. – С. 1390 – 1394.
Most read articles by the same author(s)
- S. VABISHCHEVICH, N. VABISHCHEVICH, D. BRINKEVICH, V. PROSOLOVICH, FILMS OF POSITIVE DIAZOQUINONE-NOVOLAC PHOTORESIST FP9120 IMPLANTED WITH SILVER IONS, Vestnik of Polotsk State University. Part C. Fundamental Sciences: No. 2 (2023)
- S. VABISHCHEVICH, Н. В. ВАБИЩЕВИЧ, G.A. ESPINOZA de los MONTEROS, D. BRINKEVICH, V. PROSOLOVICH, RADIATION-INDUCED PROCESSES IN FILMS OF DIAZOQUINONE-NOVOLAC RESIST ON SILICON DURING IMPLANTATION OF Ag+ IONS, Vestnik of Polotsk State University. Part C. Fundamental Sciences: No. 4 (2020)
- S. VABISHCHEVICH, N. VABISHCHEVICH, D. BRINKEVICH, V. PROSOLOVICH, V. KOLOS, O. ZUBOVA, STRENGTH PROPERTIES OF ELECTRON IRRADIATED FILMS OF NEGATIVE NOVOLAC PHOTORESISTS ON MONOCRYSTALLINE SILICON, Vestnik of Polotsk State University. Part C. Fundamental Sciences: No. 2 (2023)
- D. BRINKEVICH, С. Д. БРИНКЕВИЧ, S. VABISHCHEVICH, V. KROT, A. MALIBORSKI, LONG-LIVING β-RADIATING RADIONUCLIDES IN THE MANUFACTURE OF RADIOPHARMATIC DRUGS BASED ON 18F, Vestnik of Polotsk State University. Part C. Fundamental Sciences: No. 4 (2019)
- A. VASUKOV, S. VABISHCHEVICH, N. SUKHOVILO, N. VABISHCHEVICH, RESEARCH OF SURFACE OF ASPHALTENES BY ATOMIC-POWER MICROSCOPY, Vestnik of Polotsk State University. Part C. Fundamental Sciences: No. 4 (2020)
- D. BRINKEVICH, M. LUKASHEVICH, V. PROSOLOVICH, A. KHARCHENKO, S. VABISHCHEVICH, N. VABISHCHEVICH, MICROHARDNESS OF POLYIMIDE AND POLYETHYLENE TEREPHTHALATE FILMS IRRADIATED WITH 60Co GAMMA QUANTA, Vestnik of Polotsk State University. Part C. Fundamental Sciences: No. 12 (2017)
- V. GOLOVCHUK, A. KHARCHENKO, D. BRINKEVICH, M. LUKASHEVICH, S. VABISHCHEVICH, N. VABISHCHEVICH, STRUCTURAL AND OPTICAL CHARACTERISTICS OF CARBON-CONTAINING SILICATE GLASS IMPLANTED BY COPPER IONS, Vestnik of Polotsk State University. Part C. Fundamental Sciences: No. 12 (2017)
- S. VABISHCHEVICH, D. BRINKEVICH, V. PROSOLOVICH, S. BRINKEVICH, O. ZUBOVA, N. VABISHCHEVICH, PHYSICO-MECHANICAL PROPERTIES OF KMP E3502 NEGATIVE PHOTORESIST FILMS ON SILICON, Vestnik of Polotsk State University. Part C. Fundamental Sciences: No. 2 (2025)
- S. VABISHCHEVICH, N. VABISHCHEVICH, D. BRINKEVICH, RADIATION-INDUCED PROCESSES IN PYROLITIC GRAPHITE FILMS USED IN THE COMMERCIAL CYCLOTRON BEAM OUTPUT SYSTEM, Vestnik of Polotsk State University. Part C. Fundamental Sciences: No. 12 (2019)
- D. BRINKEVICH, S. VABISHCHEVICH, V. PROSOLOVICH, Y. YANKOVSKI, MODIFICATION OF THE SURFACE LAYERS OF SILICON SINGLE CRYSTALS IMPLANTED WITH B+ AND P+ IONS AT THE CREATION OF SEMICONDUCTOR DEVICES BY CMOS TECHNOLOGY, Vestnik of Polotsk State University. Part C. Fundamental Sciences: No. 4 (2015)