Формирование нанокластеров в процессе термического отжига.



    Как видно из предыдущих работ, одним из важнейших факторов эффективной люминесценции имплантированных материалов является термический отжиг. Во время имплантации ионы создают большое количество дефектов и находятся в в диэлектрике в виде отдельных атомов. С повышением температуры растет подвижность атомов, количество дефектов уменьшается, а из внедренных атомов формируются нанокластеры. 
    
    Методом Монте-Карло моделировали формирование нанопреципитатов кремния непосредственно в процессе имплантации. Показано, что уровень легирования SiO2 кремнием, необходимый для формирования нанокристаллов, соответствует концентрации избыточных атомов кремния >10^21 см-3, когда расстояние между атомами примеси уменьшается до значения <1 нм. При этом образуются «нефазовые» выделения Si. Далее моделировали эволюцию структуры в процессе термического отжига. С повышением температуры отжига стремление к минимизации энергии заставляет атомы кремния стягиваться в компактные аморфные преципитаты, имеющие четкую границу, а при дальнейшем увеличении температуры термообработки преципитаты становятся стабильными нанокристаллами.
На рисунке представлено стягивание по времени t двух кластеров равной массы с большой (а) и малой (b) начальныи плотностями.

            <-назад