Кристаллизация кластеров аморфного кремния в пленках SiNx на стекле с применением наносекундных импульсных обработок излучением KrF-лазера

Abstract

Интерес к полупроводниковым нанокристаллам в диэлектрической матрице вызван проявлением в них квантово-размерного эффекта уже при комнатной температуре. Был предложен и реализован способ кристаллизации кластеров аморфного кремния, содержащихся в пленках SiNx (0,6 < x< 1,3), осажденных на стеклянных подложках. Способ основан на применении наносекундных импульсных обработок излучением KrF-лазера. Большая энергия кванта излучения(5 электрон-вольт) приводит к эффективному поглощению лазерного излучения в пленках SiNx, вызывая импульсный нагрев и кристаллизацию аморфных кластеров кремния. Анализ фазового состава кластеров проводился с применением спектроскопии комбинационного рассеяния света.

Interest to semiconductor nanocrystals in dielectric matrix is raised by observation of quantum-size effects in such structures even at room temperature. The approach for crystallization of clusters of amorphous silicon in SiNx (0.6 < x < 1.3) films deposited on glass substrates was supposed and developed. The approach is based on nanosecond pulse treatments by excimer KrF laser irradiation. Relatively big energy of photon (5 eV) leads to effective absorbance of the laser irradiation in the SiNx films, causing pulse heating and consequent crystallization of amorphous silicon clusters. The analysis of phase composition of the clusters has been carried out using Raman scattering spectroscopy.