автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Физические свойства и механизмы формирования низкоразмерных кремниевых структур во фторсодержащих средах

Введение.

Глава 1. Формирование пористых пространств как метод понижения размерности с целью модификации структуры и свойств исходных материалов.

§1.1. Краткий исторический обзор этапов развития проблемы получения и использования пористых полупроводниковых материалов.

§1.2. Основные методы получения пористых полупроводников.

§1.3. Классификация пористых структур в анодированном кремнии.

§ 1.4. Люминесцентные свойства пористого кремния.

§1.5. Начальный этап формирования пористой структуры.

§1.6. Механизмы формирования пористого пространства.

Глава 2. Травление кремния во фторсодержащих средах.

§2.1. Введение.

§2.2. Основные экспериментальные закономерности процессов плазмо-химического травления во фторсодержащих средах.

§2.3. Формирование и роль поверхностной пленки Же.

§2.4. Общее кинетическое уравнение адсорбции.

§4.1. Образцы и методика эксперимента.

§4.2. Основные морфологические типы пористых слоев.

§4.3. Закономерность структурного роста пористых слоев.

§4.4. Управляющие параметры системы HF/Si.

§4.5. Формирование комбинированных пористых слоев.

§4.6. Динамика системы электролит - кремний п- типа при анодировании в растворах плавиковой кислоты.

§4.7. Закономерности формирования макро- и микропористой структуры в кремнии п- типа.

§6.2. ИК- спектроскопия пористых слоев.198

§2.5. Оценка теплоты адсорбции. 85

§2.6. Анализ адсорбционных параметров. 87

§2.7. Пассивация поверхности атомарным кислородом. 89

§2.8. Механизм травления. 92

§2.9. Основные представления о формировании электрического поля в пленке SiFx. 93

§2.10. Туннелирование электронов. 95

§2.11. Кинетические уравнения поверхностных процессов. 97

§2.12. Решение уравнения на напряженность электрического поля и его анализ. 99

§2.13. Ковалентные связи в пленке. 100

§2.14. Численные оценки параметров. 104

Выводы. 106

Глава 3. Процессы формирования пористого кремния. 109

§3.1. Роль поверхностных процессов при анодировании кремния в растворах плавиковой кислоты. 109

§3.2. Жидкостное травление кремния. 112

§3.3. Кинетика процессов в системе электролит/ полупроводник при наличии адсорбированных полярных молекул. 123

§3.4. Формирование пористых структур различных масштабов 130

Выводы. 134

Глава 4. Исследование фотостимулированного процесса порообразования на низколегированных кремниевых подложках. 135

§6.3. Адсорбционные свойства пористых слоев. 200

§6.4. Фотолюминесценция пористых слоев. 203

§6.5. Локализация фото- и электролюминесценции в п- типе кремния. 208

Выводы. 212

Глава 7. Исследование электролюминесцентных свойств пористого кремния. 213

§7.1. Введение. 213

§ 7.2. Особенности технологии создания электролюминесцентных структур на основе пористого кремния. 215

§7.3. Методика проведения эксперимента. 217

§7.4. Электролюминесценция структур на пористом кремнии п- типа. 220

§7.5. Вольт-амперные характеристики электролюминесцентных структур на основе пористого кремния птипа. 224

§7.6. Электролюминесценция из квантовых точек в пористом кремнии п- типа. 231

§7.7. Электрофизические свойства светоизлучающих структур на пористом кремнии р- типа. 236

§7.8. Автоколебательные процессы в структурах на основе пористого кремния 244

§7.9. Кинетика поверхностных процессов в системе адсорбированные полярные молекулы/ полупроводник 252

Выводы. 260

Глава 8. Формирование пористого слоя и явления самоорганизации в ходе процессов порообразования в кремнии л-типа. 262

§8.1. Нестационарные процессы при порообразовании в кремнии п- типа.262

§8.2. Явления самоорганизации при деформационно-тепловой неустойчивости в ходе анодного травления кремния в растворе НЕ.273

§8.3. Режимы порообразования, связанные с токовыми неустойчивостями.281

§8.4. Свойства кремния со сверхрешеткой пор.287

§8.5. Распространение фронта пористой структуры в п- типе кремния.296

§8.5.1. Введение.296

§8.5.2. Механизмы формирования пористого слоя при анодном травлении кремния п- типа.297

§8.5.3. Закономерности роста границы пористого кремния.305

§8.5.4. Гидродинамическая модель.310

§8.5.5. Обсуждение результатов.314

Выводы.317

Заключение.319

Приложение 1 324

Литература.328

ВВЕДЕНИЕ

В последнее время значительно возрос интерес к исследованиям структур с пониженной размерностью, проявляющих ряд необычных свойств, которыми не обладал исходный полупроводниковый кристалл. Простейшими возможностями создания такого материала с пониженной размерностью являются анодирование полупроводника в режиме порообразования или его химическая обработка в специальных составах, приводящие к формированию пористого пространства, которое включает в себя объекты квантовых размеров. Подобная модификация пространственно-структурных характеристик приводит к существенным изменениям физико-химических свойств исходного материала. Одним из наиболее ярких и широко распространенных материалов такого типа является пористый кремний (ПК), который служит основой для изучения широкого спектра новых, перспективных для практического использования эффектов. Пористый кремний является хорошим модельным объектом для исследования фото- (ФЛ) и электролюминесценции (ЭЛ) при комнатных температурах, квантово-размерных эффектов, фрактальных явлений, а также для изучения свойств фотонных кристаллов.

Наличие обширной и хорошо развитой поверхности ПК, проникающей вглубь кристалла, ставит на повестку дня исследования фундаментальных характеристик материи, заключающихся во взаимосвязи и взаимном влиянии поверхностных и объемных свойств. Проведенные исследования позволяют приступить к поиску ответа на вопрос, чем определяются свойства пористого кремния - разветвленной поверхностью или редуцированным объемом. В любом случае, модификация морфологии пространства по сути создает новый интересный объект, в котором теснейшим образом переплетаются различные классы явлений как физической, так и химической природы, к тому же поверхностные и объемные свойства становятся трудно разделимыми. Неравновесная система, каковой является электролит/полупроводник, в ходе процессов порообразования, реагируя на воздействия понижением размерности, позволяет вплотную подойти как к поиску новых общих принципов, регулирующих подобную реакцию системы, так и приступить к изучению закономерностей отклика системы на разных масштабах и для различных компонентов этой системы. В этой связи открывается дальнейшая перспектива изучения наличия фрактальных свойств в явлениях, связанных с образованием пористого пространства. Возможность формирования пористых пространств с регулярным распределением пор и различной правильной формой сечения позволяет достаточно легко создавать фотонные кристаллы, то есть объекты для трансформации излучения.

Травление кремния во фторсодержащих средах, наряду с эпитаксией и литографией входит в арсенал методов современной микроэлектроники, позволяющих формировать объекты с пониженной размерностью. Базовый элемент электроники - кремний, подвергнутый анодной обработке в растворах плавиковой кислоты (ЯР), модифицируется в широкий класс веществ с пониженной размерностью, обозначаемых общим названием -пористый кремний. Разновидности пористого кремния, составляющие новый класс веществ, обладают различными физико-химическими свойствами: фото- и электролюминесценцией, адсорбционной чувствительностью, свойствами фотонных кристаллов и т.д. Наличие фото- и электролюминесцентных свойств связано напрямую с понижением размерности исходного полупроводникового кристалла. Адсорбционная чувствительность обусловлена тем фактом, что пористые тела хорошо адсорбирую вещества из окружающей среды. Возможность формирования сверхрешеток пор позволяет создавать фотонные кристаллы, которые могут быть использованы в оптических цепях, аналогично обычным электронным цепям. В фотонном кристалле периодически изменяется диэлектрическая постоянная, что порождает серию запрещенных полос для частот по типу запрещенных зон в обычном кристалле. Фотоны, чья энергия лежит в запрещенной зоне, не могут распространяться сквозь среду. Это позволяет управлять потоками света, что может быть использовано в современных информационных технологиях. Создание квазинульмерных объектов при формировании пористого кремния является результатом самоорганизации, приводящей к образованию квантовых точек. Исследование систем, состоящих из квантовых точек, вызывает значительный интерес благодаря их использованию для создания миниатюрных квантовых оптических генераторов (лазеров). Приближение к пределам миниатюризации классических микроэлектронных приборов усиливает интерес к приборам, способным обеспечить дальнейший прогресс электроники. Одним из возможных путей такого прогресса является разработка и создание приборов, в которых контролируется перемещение определенного количества электронов, вплоть до одного электрона. Создание так называемых одноэлектронных приборов открывает заманчивые перспективы цифровой одноэлектроники, в которой бит информации будет представлен одним электроном.

Помимо изучения свойств образующихся веществ особый интерес представляет исследование специфики процессов, лежащих в основе порообразования и представляющих достаточно тонкий механизм формирования веществ с заданными свойствами. Исследование этих аспектов открывает большую перспективу в изучении как динамики этого необычного процесса, так и влияния различных факторов на морфологические и физико-химические свойства образующегося пористого кремния.

Пористый кремний образуется в виде поверхностных слоев при электрохимической обработке монокристаллического кремния в электролитах на основе плавиковой кислоты [1-9]. На полупроводниковом электроде, выполняющем роль растворимого анода, происходит селективное вытравливание отдельных микрообластей, в то время как соседние остаются нетронутыми и составляют конструкционный каркас формируемого слоя. Процесс порообразования является саморегулирующимся и фронт избирательного травления на всей обрабатываемой площади постепенно продвигается вглубь подложки [10]. Толщина слоев ПК определяется длительностью обработки и может составлять от нескольких десятков нанометров до сотен микрон, в отдельных случаях вплоть до сквозного травления кремниевых пластин. В зависимости от типа и уровня легирования исходной полупроводниковой подложки, а также условий электрохимического процесса общая пористость формируемых слоев может составлять 5- 80%, а средний диаметр пор - от нескольких нанометров до микрон [11, 12]. Остающиеся между порами перегородки имеют переменное сечение и развитую шероховатую поверхность, даже при экстремально высокой пористости они сохраняют кристалличность исходного кремния и представляют собой систему взаимосвязанных кристаллитов нанометровых размеров [13, 14]. ПК содержит значительное количество аморфной фазы в виде смеси аморфного кремния, гидридов 8ШХ, оксидов 8ЮХ и фторидов Она располагается в основном на поверхности пористого слоя и, частично, на стенках пор, которые, кроме того, насыщены адсорбировавшимся в процессе анодирования водородом с включениями атмосферной двуокиси углерода [15, 16]. Таким образом, пористый кремний является конгломератом мельчайших кристаллитов и неравномерно распределенной аморфной фазы в оболочке из адсорбированных газов [17]. Его атомарный состав может быть представлен в следующем виде: 57 - до 40% атН - до

50% ат., О - до 5% ат., F - до 3%ат., С - до 2% ат. [18]. ПК является особой морфологической формой кристаллического кремния, общем плане по своей структуре и ряду свойств он занимает промежуточное положение между монокристаллическим (с- Si) и аморфным кремнием (a- Si).

Этот материал обладает рядом оригинальных свойств и считается перспективным для микроэлектроники. Благодаря развитой поверхности и тонкой структуре ПК окисляется с высокой скоростью по всему объему, что позволяет получать толстые изоляционные слои с хорошими характеристиками [19- 23]. Это его свойство, наряду с возможностью нанесения поверх ПК бездефектных эпитаксиальных слоев, а также возможностью формирования локальных участков пористого слоя, позволяет широко использовать этот материал для создания различных структур типа "кремний на изоляторе" (КНИ). В частности, на основе ПК разработана FIFOS- технология (full isolation by porous oxidized silicon), которая позволяет получать КНИ структуры с минимальным уровнем напряжений и является более экономичной по сравнению с SIMOX-процессом (silicon implanted by oxigen) [24, 25]. Окисленный ПК имеет высокий коэффициент преломления света и может использоваться также при создании "встроенных" в кремний световодов, при этом отпадает необходимость формирования буферного слоя между каналом и матрицей [26]. Высокая "прозрачность" ПК для различных примесей во время диффузионных и окислительных процессов делает его перспективным для легирования глубоких слоев [27, 28] или геттерирования подвижных металлических примесей [29, 30], что позволяет в целом удешевить технологию изготовления полупроводниковых приборов и повысить их качество. Развитая, химически активная поверхность ПК позволяет рассматривать его в качестве адсорбционной матрицы для микросенсоров [31, 32]. Пористый кремний может быть использован также в качестве универсального буферного слоя при гетероэпитаксиальном наращивании на нем различных полупроводников [33-35]. Структуры Шоттки на пористом кремнии по сравнению со стандартными кремниевыми фотодиодами показывают значительно большую фоточувствительность в видимом диапазоне спектра и имеют расширенную рабочую спектральную область. Возрастание фотоответа происходит за счет большего поглощения света сильно развитой поверхностью ПК, а также за счет уменьшения скорости поверхностной рекомбинации [36, 37].

Перспективными в техническом плане являются люминесцентные свойства ПК. Монокристаллический кремний, как известно, непрямозонный полупроводник и характеризуется излучательной рекомбинацией с весьма низкой эффективностью в ИК- диапазоне, что препятствует созданию на его основе светоизлучающих структур. Одним из путей повышения вероятности излучательной рекомбинации является формирование структур с пониженной размерностью (квантовых точек, кластеров, нитей сверхрешеток), для которых наблюдается существенное изменение энергетического спектра по сравнению с с- ПК представляет собой именно такую наноструктуру, получаемую достаточно простым способом. В тонких кристаллических межпоровых перегородках в поперечном направлении имеет место квантово- размерное ограничение, определяющее локализацию носителей заряда, и, по сути, они могут рассматриваться как квантовые нити. Благодаря этому эффекту, а также барьерным свойствам поверхности перегородок, обусловленным наличием аморфной фазы, происходит увеличение эффективной ширины запрещенной зоны и появление новых энергетических уровней в ПК [38, 39]. Таким образом, спектр его излучения смещается в видимую область и повышается вероятность оптических переходов [40, 41]. Например, при фотолюминесценции (ФЛ) квантовый выход излучения в ПК может достигать 10% при комнатной температуре. Люминесцентные свойства ПК открывают перспективу создания на основе кремниевой технологии оптоэлектронных приборов, интегрированных с традиционными схемами обработки электрических сигналов. Для этого необходимо получить эффективную электролюминесценцию (ЭЛ) в пористом кремнии, когда возбужденные электронные состояния появляются при протекании электрического тока за счет инжекции носителей заряда или их лавинной генерации в предпробойном режиме. Однако, большинство опубликованных работ по ЭЛ пористого кремния и различных выпрямляющих структур на нем отмечают пока лишь очень низкую эффективность излучения - обычно характеризуемого как "видимое в темноте невооруженным глазом" [42 - 47]. Максимально достигнутый уровень внешнего квантового выхода излучения при ЭЛ на структурах с твердотельными контактами в настоящее время составляет порядка 0,1% [48]. Ведутся интенсивные исследования в направлении увеличения интенсивности излучения ЭЛ приборов на ПК.

О том, насколько велик интерес к пористым материалам, в частности к пористому кремнию, говорит динамика роста публикаций в отечественной и зарубежной печати: в период с 1958 по1980 гг. по этой тематике были лишь единичные работы, к 1990 г. их насчитывалось около 80, к настоящему времени опубликовано более 1000 работ. Исследования ведутся по всем направлениям: технология формирования пористых слоев, их структура и свойства, моделирование процесса порообразования, создание светоизлучающих структур и т.д. Выявленные при изучении ПК закономерности позволили получить и другие пористые полупроводники, в том числе на основе СаАя, ОаР, 1пР, 813М4, обладающие специфическими по отношению к исходным материалам свойствами [10, 49].

Для прикладных целей необходима всесторонне отработанная, оптимизированная технология формирования ПК, обеспечивающая получение пористых слоев с воспроизводимыми характеристиками. Однако, до настоящего времени далеко не все закономерности этого процесса изучены. Нет единой точки зрения на механизм порообразования и природу люминесцентных свойств ПК, недостаточна воспроизводимость экспериментальных данных. Пористый кремний является сложным для исследования объектом, его свойства сильно зависят от типа и уровня легирования исходной кремниевой подложки, а также от условий порообразования и состава окружающей среды при хранении. Выделяют несколько структурных разновидностей ПК, отличающихся по кинетике формирования, масштабу кристаллической и составу аморфной фазы. Наименее изученными являются пористые слои, формируемые на низколегированных кремниевых подложках п- типа. Это обусловлено сложностью процесса, протекающего в условиях генерации неравновесных дырок (/?+), необходимых для растворения кремния, и их неоднородной концентрации в приповерхностном объеме полупроводникового электрода [16, 28, 38]. В целом технология изготовления ПК находится в стадии становления, выявлены лишь отдельные ее закономерности, практически не исследовано влияние таких факторов, как воздействие внешнего магнитного поля, наличие термоградиента, механической деформации, неоднородного легирования полупроводниковой подложки и т.д. Необходимо дальнейшее всестороннее изучение этого материала. Более полное понимание взаимосвязи параметров процесса с характеристиками ПК позволит определить условия формирования материала со строго заданными, воспроизводимыми свойствами, что усилит его прикладной потенциал, а также позволит развить теоретические представления о механизме порообразования в полупроводниках. Кроме того, пористый кремний является хорошим модельным объектом для изучения квантово-размерных эффектов, фрактальных явлений, процесов самоорганизации [50-53] и фундаментальных проблем наноэлектроники.

Целью работы являлось исследование закономерностей и механизмов формирования структур пониженной размерности в полупроводниковых кристаллах кремния при взаимодействии со фторсодержащими реагентами и изучение физико-химических свойств этих структур.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- изучение различных режимов воздействия фторсодержащих соединений на кремний;

- исследование фотостимулированного травления низколегированных подложек я-типа кремния во фторсодержащем электролите (НГ с добавлением различных компонентов) при наличии внешнего электрического поля и разных параметрах системы электролит/ полупроводник, особое внимание уделялось влиянию управляющих параметров системы на морфологию образующегося пористого пространства;

- изучение динамики процессов анодирования и ее влияния на морфологию формирующихся пор;

- исследование закономерностей процессов порообразования в условиях механических напряжений кремниевой подложки;

- исследование спектральных характеристик низкоразмерных структур, полученных в разных условиях, особое внимание уделялось корреляции люминесцентных свойств с морфологией пористого пространства;

- разработка технологии создания эффективных электролюминесцентных структур и изучение электрофизических, адсорбционных и люминесцентных свойств этих структур;

- исследование механизмов, лежащих в основе формирования границы пористой среды и кристаллического кремния;

- построение модели, включающей как режим плазмо-химического травления кремния во фторсодержащей среде, так и режим порообразования; изучение процессов самоорганизации в системе электролит/ полупроводник, развивающихся в ходе процессов порообразования.

В диссертационной работе исследуется распространение пористого фронта вглубь кристаллического кремния со стороны электролита, и не рассматриваются процессы порообразования за пределами фронта в

Рисунок В.1. Фотография поперечного скола низкоомного кремния «-типа. В глубине подложки под слоем ПК хорошо заметны полости, некоторые из которых содержат кубические объекты (справа внизу). глубине полупроводника (связанные, по-видимому, с миграцией вакансий и затягиванием реагентов электрическим полем вглубь кремния и рядом других процессов). На Рисунке В.1. изображена фотография поперечного скола низкоомного кремния (КЭФ-20 (100)), полученного при анодировании с приложением достаточно высоких потенциалов (порядка нескольких десятков вольт).

На поперечном сколе за пределами пористого фронта в глубине образца кремния хорошо заметны макроскопические полости. В некоторых полостях (см. Рисунок В.1 внизу справа) содержатся объекты правильной кубической формы. Данные факты указывают на то, что не всегда работает модель, приписывающая системе ПК/с-81-подложка неизменные свойства подложки, эквивалентные ее свойствам до анодирования. Как это видно из Рисунка В.1, сама кремниевая подложка может испытывать в ряде случаев значительную модификацию практически на всю глубину. Указанная модификация на данный момент пока еще никем подробно не изучалась. Можно указать лишь на тот факт, что рост напряжения анодирования в значительной мере способствует развитию процессов модификации подложки.

Структура и краткое содержание диссертационной работы состоят в следующем. Во введении приведены общие сведения о пористых полупроводниковых материалах, содержащих в своем составе элементы с пониженной размерностью. Ярким примером этого класса веществ является пористый кремний, получаемый анодированием кристаллического кремния в растворах фторсодержащих электролитов. Отмечено, что пористые системы с пониженной размерностью могут быть использованы для исследования широкого класса физико-химических проблем. Выделены научные и технологические проблемы в области формирования пористых слоев и их использования в современной электронике. Сформулирована цель диссертационной работы. Кратко изложены ее структура и содержание глав. Приведены положения, выносимые на защиту.

Первая глава представляет собой обзор опубликованных работ по исследованию пористых полупроводниковых материалов. Приведена краткая историческая справка, отражающая основные этапы в изучении пористых полупроводниковых систем, включая пористый кремний с момента его обнаружения. Представлены основные данные по технологии изготовления и структуре пористых слоев. Рассмотрены общепринятые модели механизмов порообразования. Подробно проанализированы работы, посвященные изучению многоэтапных и разветвленных химических реакций, лежащих в основе процессов порообразования. Приведены основные гипотезы относительно природы люминесцентных свойств ПК и информация по результатам исследований электролюминесцентных структур на основе пористых слоев.

Во второй главе исследован механизм травления кремния в простых фторсодержащих травителях. Показано, что скорость травления кремния атомами фтора определяется процессами на поверхности пленки а процессы, протекающие в объеме поверхностной пленки неполностью фторированного кремния, образующейся на травимой поверхности, не влияют на скорость травления в стационарном режиме. Взаимодействие фтора с кремнием происходит за счет термического преодоления поверхностного барьера для проникания фтора вглубь пленки Механизм спонтанного травления кремния атомами фтора базируется на представлении о формировании электрического поля в поверхностной пленке При туннелировании валентных электронов из кремния к адсорбированному фтору на поверхности образуются отрицательные ионы К, а на границе раздела полупроводник-диэлектрик скапливаются дырки. Поле этого двойного слоя приводит к снижению поверхностного барьера для проникания фтора. Дырки, концентрирующиеся у границы раздела полупроводник-диэлектрик, создают поле, вызывающее изгиб зон в полупроводнике. Напряженность поля в диэлектрике связана с поверхностной концентрацией N ионов фтора формулой плоского конденсатора. Процессы, происходящие в поверхностной пленке, описываются временем Прямого тт и обратного тг' туннелирования электронов, а также временем преодоления поверхностного барьера ионом фтора т^. Скорость травления кремния пропорциональна потоку фтора, слабое же отклонение от линейной зависимости связано с логарифмической по потоку поправкой [54-60]. Отметим, что специфика протекания химических реакций кремния со фтором состоит в том, что имеются режимы, приводящие к селективному травлению кремния в выделенных местах. Это позволяет формировать вещество, относящееся к новому классу - классу пористых веществ. Такого рода пористые структуры могут содержать объекты с пониженной размерностью, придающие веществу новые физико-химические свойства.

В третьей главе рассмотрен процесс анодного травления кремния во фторсодержащей среде (ЯР)- Существующие в литературе представления основаны на том, что поток частиц, уходящих в реакцию пропорционален объемной концентрации дырок в кремнии и объемной концентрации ионов фтора в электролите. В развиваемом подходе существенную роль играет адсорбция ионов фтора на поверхности полупроводника. Такой подход оправдывается аналогией с плазмохимическим травлением кремния, где поверхность играет принципиальную роль. Вначале рассмотрен процесс травления кремния в растворе Я/7 без приложения внешнего потенциала.

В данной главе рассматривается также травление при наличии внешнего потенциала. На поверхности, кроме хемосорбированных слоев, появляются электростатически адсорбированные ионы. Поскольку без приложения потенциала реакция затруднена, то реакция целиком протекает через электростатически адсорбированные ионы. Связь между концентрацией адсорбированных ионов N и энергией V определяется из уравнения Пуассона для изгиба зон у поверхности полупроводника.

В третьей главе рассмотрен случай, когда электростатически адсорбированные ионы обеспечивают снижение энергетического барьера для реакции, а сама реакция протекает через химически адсорбированные ионы. Таким образом, продемонстрирована важность учета поверхностных процессов в ходе электролитического травления кремния. Утверждается, что процесс порообразования связан с протеканием реакции по выделенным местам с максимальной вероятностью взаимодействия адсорбированного иона фтора с объемом кремния. Показано, что реакция протекает через хемосорбированные ионы, а электростатически адсорбированные частицы ответственны за снижение энергетического барьера для химической реакции [61].

В четвертой главе приведены результаты экспериментального исследования фотостимулированного процесса анодирования низколегированных кремниевых подложек «-типа. Выделены основные морфологические типы пористых структур, определены и систематизированы условия их формирования, предложен универсальный и доступный способ управления структурой пористых слоев. Рассмотрено влияние характера динамики процесса на однородность и структуру формируемого материала.

Реакция системы электролит/кремний на изменение условий анодирования оценивалась на основе анализа хода вольт-амперных характеристик (ВАХ), ее динамики и по изменению структуры пористого слоя. В качестве изменяемых параметров процесса рассматривались: интенсивность освещения обрабатываемой полупроводниковой поверхности (7), длина волны стимулирующего излучения (X), температура (Т), состав электролита с различными концентрациями его компонентов (С,), уровень легирования кремниевой подложки (ND), время анодирования (t), плотность анодного тока (/) и напряжение поляризации (U). Эксперименты проводились с использованием тефлоновой однокамерной электролитической ячейки вертикального типа при подсветке сверху, образцы изготовлялись по преимуществу из кремниевых пластин марок: КЭФ-20 (100), КЭФ-4,5 (100), КЭФ-0,3 (111).

Результаты экспериментов продемонстрировали, что влияние факторов процесса анодирования на структуру пористого слоя является более существенным, чем считалось ранее. В ходе экспериментов на подложках с одинаковым уровнем легирования при изменении условий анодирования были получены слои ПК с радикальными различиями в структуре. На основании обнаруженной закономерности изменение формы макропор может быть представлено в виде морфологического ряда, в котором форма макропор изменяется от "каплеобразной" до "колончатой". Одновременно с этим происходит изменение объема, распределения и фракционного состава сопутствующей микроструктуры. Для одинаковых времен анодирования образующиеся пористые структуры различаются отношением продольных размеров макропор (/) к поперечным размерам (d), причем отношение l/d тем больше, чем выше рабочее напряжение, при котором формируется структура.

На основе анализа условий формирования выявлена взаимосвязь между морфологическим типом образующегося ПК и положением рабочей точки электрохимического процесса на ВАХ системы электролит/кремний. Освещение кремниевого электрода я-типа приводит к увеличению концентрации участвующих в электрохимических реакциях порообразования неравновесных дырок (h+) в приповерхностной области полупроводника и приближает ее по электрохимической реакционной способности к />-типу. Однако, глубина фотогенерации ограничена и, соответственно, концентрация неравновесных дырок неоднородна по объему полупроводника. В результате чего закономерности протекания процесса порообразования сочетают в себе черты, присущие как обработке подложек /»-типа, так и я-типа в режиме пробоя. Это проявляется и форме ВАХ, у которой можно условно выделить четыре характеристических участка, причем два из них (ближе к началу ВАХ), которые расположены ниже уровня тока насыщения в диапазоне малых значений I/, аналогично /?-типу кремния тяготеют к кинетике формирования микроструктурного пористого слоя, а два других (ближе к концу ВАХ) - макроструктурного ПК. Формирование указанных выше морфологических типов происходит при значениях параметров анодирования, соответствующих четырем отмеченным участкам ВАХ.

В ходе экспериментов подтверждена универсальность взаимосвязи между положением точки на ВАХ и образующимся типом морфологии пористой структуры. При различных значениях параметров процесса порообразования ВАХ существенно изменяла свою форму, однако, общий характер ее хода при этом оставался неизменным: экспоненциальный рост анодного тока при небольшом начальном увеличении напряжения, участок насыщения и последующий рост тока при повышении напряжения. Увеличение освещенности подложки, температуры электролита и образца кремния, а также времени обработки сопровождалось повышением уровня тока насыщения, соответственно росла длина участка выходат на насыщение тока. Повышение концентрации плавиковой кислоты в электролите с 24% до 48% сопровождалось уменьшением величины пробивного напряжени, при этом сокращалась длина участка, соответствующего насыщению тока ("полочка"). Однако, всегда положение рабочей точки процесса на начальном участке (вблизи начала координат) определяло формирование пористого слоя со структурой типа-0, положение рабочей точки на участке выхода на насыщение тока гарантировало образование слоя с параметрами структуры типа-1 и т.д. Исключение стимулирующего светового потока, как фактора процесса, приводило к исчезновению на ВАХ первых трех участков, соответственно при любых значениях других технологических факторов наблюдалось образование только структуры типа-3, которая и считалась ранее основной для ПК, формируемого на низколегированных кремниевых подложках и-типа.

Выявленная в ходе исследований закономерность позволяет управлять структурой ПК, вплоть до формирования комбинированных пористых слоев, состоящих из чередующихся на определенной глубине морфологических типов. Это достигается путем перемещения рабочей точки процесса в ходе порообразования с одного участка ВАХ на другой соответствующий участок с учетом скорости роста толщины слоя. Внешний вид ВАХ зависит от параметров анодирования: интенсивности подсветки, температуры, состава электролита и др. Таким образом, вольт-амперная характеристика процесса обобщает в себе одновременно влияние всех технологических факторов, каким бы ни было их сочетание. Полученные данные позволяют предложить простой и универсальный способ управления структурой пористого кремния, формируемого на подложках «-типа [62-78].

Эксперименты показали, что оптимальные условия для управления структурой ПК создаются при введении в состав электролита органических добавок типа кислот, кетонов и низших спиртов. Например, добавка изопропилового спирта (ИПС) в количестве от 20 до 50% об., который вводится, как известно, для образования более однородных по толщине слоев, обеспечивает, кроме того, лучшее "разрешение" всех четырех характеристических участков ВАХ. Было обнаружено, что дальнейшее увеличение концентрации ИПС приводит к существенному изменению характера динамики системы электролит-кремний, которая оценивалась по ходу зависимости потенциала от времени и (г). При этом зависимость 17@) приобретала осцилляционный характер, что сопровождалось образованием неоднородных по структуре пористых слоев. Например, появлялись новые элементы, представляющие собой чередование "ливневой" структуры (тип-3) со структурой в виде расходящихся из общего центра пучков пор, в других морфологических типах образовывались слои пор разной длины, самоподобные на разных масштабах. Переход к колебательному режиму наблюдался плавный, по мере увеличения концентрации ИПС. Обнаруженные закономерности свидетельствуют о существовании бифуркации перехода к гармоническим колебаниям (то есть предельного цикла) при повышении концентрации изопропанола в составе электролита. При низких концентрациях ИПС в электролите фазовые траектории для динамических переменных гУ(г'), г/ (/) представляют собой наматывающиеся спирали. В случае достаточно высоких концентраций ИПС в НР (3:1 по об.) наблюдается переход к предельному циклу. Поведение исследуемой системы (ее фазовые портреты) аналогично поведению нелинейной системы (типа генератора Ван-дер-Поля) в режиме мягкого возбуждения, что позволяет отнести бифуркацию к типу Пуанкаре-Андронова-Хопфа (ПАХ) [79, 80].

Проведена теоретическая оценка полученных экспериментальных данных. Форма вольт-амперной характеристики при фотостимулированном анодировании кремния и-типа хорошо объясняется с позиций теории кинетики при генерации неосновных носителей в области пространственного заряда и теории распространения заряда в сильных электрических полях. Первый подъем кривой описывается законом Тафеля, участок выхода на зависимостью у ~ и1'2. Уровень тока насыщения определяется концентрацией неосновных носителей заряда при фото- и тепловой генерации. Второй подъем обусловлен ростом концентрации носителей заряда за счет ударной ионизации и эффекта Зинера [69, 70].

Микроструктура образуется при нахождении рабочей точки в той части ВАХ, которая наиболее близка к ВАХ р- типа кремния (то есть вблизи начала, при малых Ц) и может быть разделена по месту ее локализации: приповерхностная микроструктура (фракция I) - в виде слоя вблизи поверхности образца, и внутрикластерная (фракция II) - в виде слоя микропор внутри макрокластеров, либо на стенках макропор.

При нахождении рабочей точки в переходной части ВАХ присутствуют оба типа морфологии: макроструктура и микроструктура в виде слоя микропор (фракция I), а также в виде микропор внутри макропор (фракция И). Слой микропор имеет сложную структуру и состоит из двух подслоев: верхнего и нижнего.

При высоких значениях напряжения и, когда формируется макроструктура, имеет место шнурование носителей заряда, а профиль шнуров определяет форму макропор. Макроструктура представляет собой в зависимости от технологии приготовления либо кластеры микропор в виде макрообразований, наполненных микроструктурой, либо макроструктуру, стенки которой покрыты микроструктурой, либо, наконец, чистую макроструктуру. Макроструктура доминирует в части ВАХ, близкой ВАХ для кремния и-типа без подсветки (то есть на участках удаленных от начала ВАХ, при больших V). В области сильных электрических полей дрейфовая скорость носителей заряда становится сравнимой со скоростью теплового движения. Функция распределения горячих носителей по мере увеличения и, становится более вытянутой в направлении поля, что соответствует уменьшению диаметра и увеличению длины макропор при переходе от морфологического типа-1 к типу-3 [81].

В главе пятой приведены результаты исследования влияния механических напряжений, создаваемых в кремниевой пластине в процессе порообразования на структуру и люминесцентные свойства формируемых пористых слоев.

Эксперименты проводились в электролитической ячейке, в конструкции которой была предусмотрена возможность подвода металлической иглы к обратной стороне обрабатываемого образца. Напряжения, создаваемые концом иглы, были близки к пределу прочности кремниевой пластины. Результаты воздействия выражались в том, что в пористых слоях, формируемых на низколегированных подложках кремния я-типа, полностью нарушалась упорядоченность пористой структуры ПК, что сопровождалось ухудшением его ФЛ свойств по всей поверхности образца. В образцах ^-типа кремния в области наибольших механических напряжений происходило образование светлого пятна на поверхности пористого слоя. Размер и форма этого пятна изменялись в зависимости от величины приложенного давления и интенсивности стимулирующего светового излучения. Исследование основных свойств вещества, образующего пятно, было проведено методами ИК- и Оже- спектроскопии, а также методом комбинационного рассеяния света.

Результаты измерений продемонстрировали, что в зоне механических напряжений увеличивается степень аморфизации поверхностного слоя, выражающаяся в образовании гидридных и оксидных соединений. Между поверхностным слоем и нижележащим основным объемом ПК формируется резкая граница. Фазовый состав поверхностного слоя и характеристики межслоевой границы изменялись в зависимости от распределения механического напряжения в образце.

Выдвинуто предположение о том, что механическое растяжение кремниевой пластины стимулирует образование компенсационного окисла, что вызвано стремлением системы ^'-ПК-окисел к минимальному уровню общей энергии. Известно, что в свежеприготовленных пористых слоях имеют место сжимающие напряжения, которые постепенно компенсируются, по мере окисления ПК и возникновения растягивающих напряжений. Предполагается, что при механическом растяжении кремниевой пластины этот процесс ускоряется, Поскольку поверхность образца растягивается в большей степени, чем глубинные слои, основной объем оксидной фазы локализуется у поверхности и при этом формируется достаточно резкая межслоевая граница.

Для более детального подтверждения наличия аморфной фазы проведены комплексные исследования спектров комбинационного рассеяния света (КРС), ИК- и Оже- спектроскопии. Результаты исследования спектров комбинационного рассеяния света указывают на наличие аморфной фазы в образцах ПК, о чем свидетельствуют отклонение максимума спектра КРС от 520 см"1 (что присуще кристаллической фазе), "отлет" низкоэнергетического плеча спектра и появление широкой полосы в области 160 см" . На увеличение доли гидридных и оксидных соединений указывают также результаты ИК- и Оже- спектроскопии.

Рассмотрено пространственное распределение интенсивности ФЛ по всей поверхности образца, в зоне светлого пятна наблюдалось существенное снижение интенсивности свечения. На основе анализа спектров ФЛ, зарегистрированных при температурах 120К и 300К сделан вывод о том, что в области механического напряжения кремниевой пластины в поверхностном слое ПК за счет процессов аморфизации уменьшается общее количество нанометровых кремниевых объектов (кристаллитов и кластеров), обуславливающих излучательные свойства. Отмечено различие в интенсивности ФЛ пористого слоя, расформированного на участках с различной освещенностью, что объясняется образованием более крупных "квантовых точек и нитей" в области тени.

Формирование на поверхности ПК светлого пятна в области максимальных напряжений образца, сопровождающееся ухудшением его ФЛ свойств, и, с другой стороны, почти полное исчезновение пятна и улучшение его ФЛ при интенсивном освещении деформированного образца, позволяют выделить два канала протекания процессов аморфизации в ходе порообразования, связанных с нарушением дальнего порядка в кристаллической структуре кремния: первый канал связан с образованием известного вещества - аморфного кремния и/или его соединений, второй канал связан с нарушением дальнего порядка при уменьшении поперечных размеров кристаллитов, вплоть до формирования квантовых объектов. Установлено, что приложение внешнего механического напряжения усиливает первый канал протекания процессов аморфизации, ведущий к образованию аморфной пленки, в то время как подсветка образца в ходе анодирования стимулирует протекание процесса по второму каналу, связанному с уменьшением размеров кристаллитов и усилением доли поверхностных эффектов по сравнению с объемными [82, 83].

В главе шестой представлены результаты исследования физико-химических свойств пористых слоев различных морфологических типов. Приведены ИК-спектры пропускания, характеризующие химический состав пористых слоев. Измерения проводились при комнатной температуре в интервале волновых чисел 4000-400 см"1. В целом интенсивность полос поглощения в ПК я-типа значительно ниже, чем в ПК />-типа, что говорит о меньшем объеме аморфной фазы в рассматриваемых слоях. Наиболее характерны пики, соответствующие связям 57-Я 31-ОН, 57 -О разных видов. Для всех четырех морфологических типов пористого слоя ИК-спектры пропускания практически идентичны. Некоторое их различие наблюдается при сопоставлении спектров крайних членов морфологического ряда. У структуры типа-0, характеризующейся наибольшим объемом микроструктуры, в отличие от типа-3, имеет место большая степень окисления пористого слоя. В целом морфологические изменения в структуре ПК не сопровождаются какими-либо существенными изменениями в его химическом составе [67, 68].

Представлены экспериментальные данные по сравнительной оценке адсорбционной чувствительности слоев пористого кремния морфологических типов 1 и 3. На поверхности образцов формировалась структура планарного конденсатора с зазором шириной 30 мкм. Чувствительность оценивалась по изменению проводимости зазора при экспонировании образцов в потоке инертного газа с различной заданной влажностью. Результаты измерений показали, что структура ПК существенным образом определяет его адсорбционную чувствительность к влаге, лучший отклик показали слои, содержащие наибольший объем микроструктуры [68, 84].

Приведены зарегистрированные при комнатной температуре спектры фотолюминесценции для слоев ПК с различной морфологией. Спектры ФЛ образцов всех типов состоят из двух основных полос с максимумами вблизи 570 нм и 620 нм. Однако, взаимное соотношение интенсивностей этих полос в спектрах существенно различается. Например, для структуры типа-3 характерно практически полное отсутствие коротковолновой полосы. Для типа-2 - характерен "двугорбый пологий" спектр, у типа-1 спектр излучения имеет четко выраженные максимумы, у типа-0 форма спектра сглажена, более интенсивной становится коротковолновая полоса. Наибольшую интенсивность обеих полос в спектре ФЛ имеет морфология типа-1, а наименыпую - морфология типа-3, учитывая тот факт, что химический состав слоев практически идентичен, зарегистрированные спектральные особенности связываются с различным объемом и степенью окисления сопутствующей микроструктуры [62, 63, 68].

Экспериментальные данные свидетельствуют о наличии корреляции между спектрами ФЛ и типом морфологии макропор. Спектры ФЛ, в свою очередь, определяются свойствами микроструктуры. Таким образом, каждому типу морфологии макропор соответствует определенный тип микроструктуры [62, 63, 68].

Установлено, что слой микропор состоит из двух подслоев: верхнего и нижнего. Большое сопротивление верхнего подслоя и высокий уровень его ФЛ свидетельствуют о том, что в этом слое нанокристаллиты 5/ вкраплены в диэлектрическую матрицу. Кристаллиты отделены один от другого, что препятствует транспорту носителей заряда, однако, 0-мерные свойства кристаллитов обеспечивают более эффективный излучательный канал для рекомбинации носителей. В нижнем подслое нанокристаллиты соединены друг с другом, образуя "квантовые проволоки", и, тем самым, обеспечивают пути протекания для тока. На этот факт указывает низкое сопротивление электролюминесцентных структур со снятым лазером верхним подслоем и низкий уровень ФЛ нижнего подслоя. Уменьшение интенсивности ФЛ в нижнем подслое нанопор объясняется уменьшением вероятности излучательной рекомбинации в квантовых проволоках вследствие того, что носители имеют одну дополнительную степень свободы по сравнению с квазинульмерными кристаллитами. Условия для ЭЛ более благоприятны в нижнем подслое нанопор.

Проведенные исследования показали, что источники ФЛ и ЭЛ в п-типе кремния пространственно разделены. ФЛ в большей степени связана с верхним подслоем нанопор, а ЭЛ - с нижним подслоем [85].

В главе седьмой представлены результаты экспериментов по созданию образцов светоизлучающих структур на базе пористых слоев с комбинированным типом морфологии, в основе которого лежат слои ПК с морфологией типа-1, показавшие лучшие ФЛ свойства. Проведены исследования электрофизических свойств этих структур [86-99]. Элементы слоистой конструкции с металлическими контактами к пористому слою и структурой Мг[рог-8Уп-^ИАI имели размер 5x5мм. В качестве металла использовалась в основном платина (Р(), а также золото (Ли) и алюминий (Л/). В технологии изготовления перед металлизацией Pt проводилась лазерная обработка ПК для удаления с поверхности излучающей площадки тонкой диэлектрической пленки, препятствующей контакту, поэтому с целью сохранения слоя с морфологией типа-1 на стадии формирования ПК он заглублялся путем создания комбинированной пористой структуры. Толщина слоя Pt составляла 0,1 мкм, для выхода излучения в нем путем лазерной абляции формировали канавки различной геометрии. Отрицательный потенциал подавали на верхний электрод (Pt, А и, АТ). В зависимости от глубины залегания морфологии типа-1, степени снятия верхнего нанопористого подслоя, технологии исполнения светоизлучающего элемента и величины потенциала зажигания изменялись спектральные характеристики электролюминесценции. Наблюдалось либо стабильное бело-голубое излучение, либо более интенсивное, нестабильное красное свечение. В полученных структурах внешний квантовый выход бело-голубого свечения достигал 0,1% при интенсивности -1 мВт/см , что сопоставимо с лучшими известными данными, представленными в научной литературе для структур типа диодов Шоттки. В течение 100 часов пробной наработки в сур режиме, а также после длительного хранения на воздухе (около 1 года) характеристики светоизлучающих структур не изменялись. Структуры демонстрировали стабильную работу и в импульсном режиме вплоть до частот ~1 МГц, при этом не наблюдалось заметного изменения интенсивности излучения [97].

Спектры ЭЛ для двух различных структур, приготовленных на одном и том же образце, отличаются друг от друга. Спектр, соответствующий структуре с полностью удаленным верхним нанопористым подслоем, является широкополосным без каких бы то ни было значительных всплесков, в то время как на спектрах для структуры, в которой верхний подслой удален лишь частично, имеет место наличие на фоне аналогичного широкополосного спектра значительных по амплитуде всплесков особенно в красной области.

Широкополосный спектр идентичен для обеих структур и связан с излучением от нижнего нанопористого подслоя. Пики на спектрах структур с неполностью снятым верхним подслоем относятся к верхнему подслою и появляются только при высоких потенциалах. Пики сконцентрированы большей частью в красной и инфракрасной областях, поэтому излучение воспринимается как красное. Полная интенсивность ЭЛ не стабильна во времени, однако, положение пиков не изменяется со временем. Происхождение этих пиков связано с нанокристаллитами кремния, которые вкраплены в диэлектрическую матрицу и ведут себя подобно квантовым точкам. Потенциал преимущественно падает на верхнем нанопористом подслое вследствие его высокого сопротивления. Это приводит к тому, что напряженность электрического поля в верхнем подслое достаточно велика. Электроны из металла туннелируют сквозь диэлектрическую матрицу к ближайшей квантовой точке и ускоряются электрическим полем. Электрон становится способным генерировать электрон-дырочные пары на своем пути к нижнему подслою, образуя инверсную заселенность уровней в квантовых точках. Рекомбинация возбужденных носителей приводит к высокой интенсивности ЭЛ. Эта простая картина несколько нарушается различием в размерах нанокристаллитов кремния. Различие в положениях узких пиков связано с дискретным изменением размеров нанокристаллитов [99].

В восьмой главе рассматриваются процессы порообразования и явления самоорганизации в ходе процессов анодирования и-типа кремния во фторсодержащих средах [50-53], [100-109] Исследовались неравновесные процессы в системе электролит/полупроводник (ЯЕ^г) при анодировании в режиме порообразования для относительно невысокого уровня стимулирующей подсветки. Изучался переход от нестационарных режимов анодирования с сильно нелинейными вольт-амперными характеристиками к квазистационарным режимам. Экспериментально полученная ВАХ системы электролит/ полупроводник {НИ - 48% масс, конц.) имеет ¿»-образную форму [50-53]. Обнаружены и экспериментально исследованы процессы самоорганизации, развивающиеся на поверхности кремния в вышеназванной системе при воздействии ультразвуковых колебаний и без них. Процессы самоорганизации выражаются в образовании характерных концентрических структур скопления пор двух типов: кольцевых и радиальных. Характерная плотность расположения структур составляет по порядку величины 104 см-2 при плотности пор 106 - 108 см-2, средний диаметр структур составляет 15-20 мкм (кольцевые) и 40 мкм (радиальные).

Предложена теоретическая модель, объясняющая основные закономерности образования концентрических структур, на основе развития деформационно-тепловой неустойчивости (ДТН), развивающейся в ходе анодирования в режиме порообразования. Физический механизм возникновения концентрических структур состоит в следующем: образование токовых шнуров в приповерхностной области пространственного заряда кремния из-за генерационно-рекомбинационной неустойчивости при больших падениях напряжения и, как следствие, возникновение неоднородного (вдоль поверхности) поля температур кристаллической решетки и появление термоупругой силы. Положительная обратная связь деформации и температуры (проводимости) приводит к неустойчивости, при которой экспоненциально во времени нарастают амплитуды Фурье-компонент возмущений температуры и статической деформацию. В результате происходит неоднородное стравливание и образование концентрических кольцевых и радиальных структур. Электрический пробой и образование токового шнура играет при этом роль первоначальной активации, сама неустойчивость протекает за счет джоулева тепла, однако характер образовавшейся структуры сильно зависит от начальных условий, то есть от характеристик токового шнура [101, 107].

Проведено исследование модели одного из режимов образования пористого кремния при анодном травлении в растворе плавиковой кислоты в областях вольт-амперной характеристики, соответствующих формированию 2-го и 3-го типов морфологии пор в /7-типе кремния. Учтено, что на порообразование влияют как процессы в тонком слое окисла на поверхности кремния, так и образование неоднородных структур и токовых шнуров в приповерхностной области постранственного заряда кремния из-за генерационно-рекомбинационной неустойчивости в области сильных электрических полей. В модели рассматривается ударная ионизация зона-ловушка с коэффициентами генерации, зависящими от напряженности прикладываемого электрического поля. Учет этих эффектов приводит к появлению нескольких стационарных токовых состояний полупроводника, к бистабильности и к зависимостям ВАХ с отрицательной дифференциальной проводимостью. Вследствие образования токовых шнуров электрическое поле в слое окисла кремния на границе электролит/кремний будет неоднородным. Предполагалось, что электрический ток в слое окисла является чисто ионным, из-за малой толщины окисной пленки диффузионной компонентой можно пренебречь. Тогда окисление кремния и последующее стравливание плавиковой кислотой будет происходить более интенсивно в области выхода токового шнура [101, 107].

Исследовалась возможность образования сверхрешетки пор в ПК [110-112]. Изучались изменения в энергетическом спектре носителей заряда, а также изменения оптических свойств, вызванные формированием сверхрешетки пор, что было проиллюстрировано в рамках модели Кронига-Пенни с квантовыми ямами, которая позволяет получить выражения для волновой функции и спектра энергии электрона без дополнительных упрощений. Исследовалось влияние поверхностных состояний на энергетический спектр носителей заряда. Предполагалось, что в кристалле с одним атомом в элементарной ячейке и постоянной решетки, равной а, при образовании пор может быть сформирована сверхрешетка с элементарной ячейкой Ъ = а(п + М), которая образует регулярную структуру и состоит из N квантовых ям и поры шириной ап (Ы, п - целые числа). Высота барьера полагалась равной У0. Подстановка различной мощности О. для ближайшей к поре квантовой ямы позволяет учесть влияние хемосорбированных молекул и атомов на электронные состояния сверхрешетки. Число образующихся полос в спектре энергии зависит от мощности квантовой ямы высоты барьера в поре ¥0, п, М, и числа разрешенных подзон. С ростом высоты потенциального барьера увеличивается изоляция элементарных ячеек и, как следствие, перераспределение всей энергетической структуры, растет эффективная масса носителей заряда, а также появляются таммовские поверхностные состояния. Анализ зависимости энергетического спектра от мощности квантовой ямы Г2, которая связана с хемосорбцией молекул, позволяет заключить, что изменения О, сказываются не столь значительно на спектре энергии, как изменения высоты барьера ¥0. Как показывают оценки, при наличии сверхрешетки пор следует ожидать большего влияния со стороны хемосорбированных полярных молекул на энергетический спектр носителей заряда, а следовательно и на проводимость пористого кремния.

На основе единого подхода рассмотрена теоретическая модель процессов, лежащих в основе явления порообразования. Полагается, что система электролит/полупроводник является единой, нелинейной системой, многостадийные процессы в которой обуславливают пространственную и временную самоорганизацию в процессе переноса заряда при анодном травлении. В модели рассматриваются процессы генерации и рекомбинации носителей заряда в кремнии, процессы переноса заряда в электролите, химические реакции на границе электролит/кремний, а также процессы транспорта реагентов сквозь пористую среду. Рассмотренная теоретическая модель позволяет объяснить сложный характер вольт-амперной зависимости, состоящей из участков с разным поведением, что обусловлено влиянием различных механизмов, зависящих от параметров системы. Показано, что до лавинного пробоя кремния из-за низкой подвижности ионов фтора и слабой степени диссоциации молекул ЯР лимитирующим процессом в электролите является перенос заряда ионами Н+, а в приповерхностной области кремния «-типа - свободными электронами. При лавинном пробое в области пространственного заряда кремния вследствие генерационно-рекомбинационной неустойчивости возможно образование токовых страт.

Морфология пористого кремния определяется процессами самоорганизации при химических реакциях в приповерхностной области электролита, транспортом носителей заряда, процессами образования токовых страт, а также процессами просачивания электролита сквозь пористую среду. Разнообразие морфологии пористой структуры связано с различным вкладом этих процессов [108, 109].

Наличие пористой микроструктуры, формирующейся в ходе процессов порообразования, обуславливает на определенном этапе анодирования включение механизмов просачивания сквозь пористую среду. Просачивание фронта жидкости (электролита) сквозь пористую среду вплоть до границы с кристаллической областью обеспечивает подвод реагентов в область, где происходят химические реакции, ведущие к порообразованию. Флуктуации скорости роста фронта приводят к его неравномерному развитию, таким образом, возникает проблема устойчивости фронта просачивания жидкости сквозь пористую среду. Эта задача в ряде случаев приводит к фрактальной размерности фронта просачивающейся жидкости. Фрактальная, клеточная размерность развитых структур ПК морфологического типа-1, определенная по поперечному сколу, равна Df = 1,3 ± 0,1. Отмечается, что последовательность структур, возникающих при образовании пористой макроструктуры с ростом рабочего напряжения та же, что и последовательность структур, возникающих в ячейке Хеле-Шоу в зависимости от увеличения давления, что свидетельствует об общности в развитии закономерностей для различного класса явлений. Оценка длины волны развивающихся неустойчивостей, определяющих динамику движения пористого фронта, приводят к оценкам длины волны, согласно формуле: Хт = {ko/|iv(U)}1/2, где к - проницаемость микропористой структуры, а, (I - поверхностное натяжение и вязкость электролита, соответственно, v(U) - скорость распространения фронта как функция приложенного напряжения. Полученное соотношение позволяет объяснить наблюдаемое на эксперименте уменьшение расстояние между макропорами с увеличением скорости роста пор при увеличении приложенного напряжения. Закономерности протекания жидкости электролита) в узких порах приводят к соотношению, связывающему характерные поперечные и продольные размеры макропор. Полученное соотношение приводит к удовлетворительному согласию проведенных оценок и экспериментальных значений.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Установлена ключевая роль поверхности в процессах травления кремния во фторсодержащих средах. Построена феноменологическая теория взаимодействия кремния со фторсодержащими реагентами. Разработанная теория применима как к случаю плазмо-химического травления кремния атомарным фтором, так и к случаю его анодирования в растворах плавиковой кислоты, а также описывает колебательный режим анодирования при наличии в составе электролита определенной концентрации полярных молекул. Показано, что в первом случае выражение для скорости травления линейно по потоку налетающего фтора, во втором случае порообразование происходит по выделенным местам, в которых вероятность взаимодействия адсорбированного фтора с кремнием максимальна.

2. Фотостимулированное травление низколегированных подложек я-типа кремния в растворах плавиковой кислоты с приложением внешнего электрического поля при разных параметрах системы электролит/полупроводник позволяет формировать слои пористого кремния с разнообразными структурными свойствами и различных масштабов. Изменения структурных свойств пористого слоя коррелируют с изменениями его люминесцентных свойств.

3. Существуют два режима анодирования, отличающиеся динамикой развития процессов. Один из режимов характеризуется квазистационарным поведением динамических переменных, в то время как другому присуще периодическое изменение параметров во времени. Первый режим позволяет проводить управляемое формирование пор разной морфологии и различных масштабов, второй режим обуславливает неоднородное развитие пористого слоя.

4. Морфология пористого слоя и масштабы формируемых пор при анодировании кремния в растворах плавиковой кислоты определяются положением рабочей точки процесса на вольт-амперной характеристике системы электролит/кремний. Вид вольт-амперной характеристики зависит от параметров анодирования и объясняется на основе развитой модели. Структура и однородность пористого слоя в рамках конкретного морфологического типа связаны с характером динамики процесса порообразования.

5. Модификация свойств монокристаллических кремниевых подложек р-типа, подвергнутых механическому напряжению в ходе анодирования, выражается в формировании аморфизированного слоя сложного состава на поверхности пористого кремния и в образовании резкой межслоевой границы. Усиление процессов аморфизации поверхностного слоя сопровождается снижением интенсивности фотолюминесценции в области наибольших деформаций.

6. Предлагается технология создания светодиодов специальной конструкции с высокой яркостью и широким спектром излучения на основе инжекции горячих носителей. Светодиоды формируются на базе комбинированных пористых слоев посредством нового метода получения улучшенных контактов к пористому кремнию с помощью лазерной обработки поверхности.

7. Анодирование «-типа кремния при интенсивной подсветке сверху приводит к формированию поверхностного нанопористого слоя, состоящего из двух подслоев. Верхний подслой состоит из изолированных нанокристаллитов и отвечает за эффективную фотолюминесценцию, а нижний представляет собой квантовые проволоки и обуславливает электролюминесценцию.

Электролюминесценция сформированных на основе пористого кремния я-типа диодных структур обнаруживает два типа свечения: стабильное, бело-голубое свечение и нестабильное, эффективное, яркое красное свечение. Первый тип свечения происходит из области квантовых нитей, свечение второго типа связано с излучением из изолированных нанокристаллитов. Количественные оценки на базе теоретической модели свидетельствуют о вкладе кристаллитов различных размеров в формирование спектра электролюминесценции.

8. При относительно невысоком уровне освещения анодируемого образца кремния /7-типа в ходе порообразования развиваются процессы самоорганизации, выражающиеся в формировании концентрических структур скопления пор двух типов: кольцевых и радиальных. Теоретические оценки на основе развитой модели указывают на определяющий вклад в формирование подобных структур процессов шнурования носителей заряда.

9. Развита теоретическая модель, описывающая закономерности распространения пористого фронта вглубь полупроводникового кристалла при анодировании и-типа кремния в растворах плавиковой кислоты. В рамках этой модели определяются соотношения между продольными и поперечными размерами пор, полученными самоорганизующимся образом.

Научные результаты работы отражены в 52 трудах. В автореферат включены 25 научных работ.

• КАЯ

-41 V, -ЧЧАД

-> ji Ч<ч j [ КА

Основные результаты работы сводятся к следующему:

1. Впервые построена феноменологическая теория процессов взаимодействия кремния со фторсодержащими реагентами, которая основана на представлении о взаимодействии кремния со фтором через адсорбционные состояния с зарядкой фтора вследствие туннелирования электрона. Поле двойного слоя, состоящего из адсорбированных на поверхности кремния ионов фтора и дырок вблизи поверхности кремния, обуславливает снижение высоты потенциального барьера для проникания фтора вглубь кремния. Эта модель взаимодействия объясняет как протекание плазмо-химического травления кремния атомарным фтором, так и анодирование кремния во фторсодержащих средах, включая процессы порообразования. Предложенная теория описывает основные закономерности возникновения пористых структур.

2. Для создания низкоразмерных кремниевых структур и изучения их свойств исследован процесс фотостимулированного анодирования подложек п- типа кремния. Определены основные морфологические типы пористых структур, формирующиеся при различных условиях анодирования. Установлена взаимосвязь между морфологическими типами и параметрами анодирования. Обнаружена взаимосвязь между морфологическим типом образующегося пористого слоя и положением рабочей точки на характерных участках вольт-амперной характеристики системы электролит/кремний для квазистационарного электрохимического процесса. Установлено, что изменение внешних параметров системы меняет конкретный вид вольт-амперной характеристики, при этом общий ее характер остается неизменным. Слои пористого кремния, содержащие низкоразмерные объекты, формируются вблизи начальных участков вольт-амперной характеристики, в то время как остальные ее участки тяготеют к формированию макроструктуры. Обнаруженные закономерности позволяют управлять структурой пористого кремния, создавая сложные, комбинированные слои со смешанным типом морфологии, перемещаясь по вольт-амперной характеристике в ходе анодирования. Выявленные закономерности позволили предложить простой способ управления структурой пористого кремния.

3. Впервые обнаружен режим порообразования при осцилляциях динамических переменных в ходе анодирования п- типа кремния в растворах плавиковой кислоты, в отличие от известных ранее квазистационарного режима порообразования и режима электрополировки при наличии осцилляций. Переход к осцилляционному режиму порообразования возможен по мере увеличения в составе электролита добавок, содержащих полярные молекулы. Вольт-амперная характеристика процесса анодирования в этом случае имеет участок с отрицательной дифференциальной проводимостью. Показано, что переход к осцилляционному режиму приводит к возникновению новых типов пористых структур с морфологией, не входящей в основной морфологический ряд, предложенный нами для квазистационарного режима. Возникновение осцилляционного режима связано с синхронизацией процессов, происходящих в системе электролит/кремний в ходе анодирования, и свидетельствует о наличии процессов самоорганизации, развивающихся при порообразовании.

4. Исследовано влияние механического напряжения в кремниевой подложке на структуру и свойства формируемого пористого слоя. Впервые обнаружено, что на подложках р- типа кремния в области наибольших деформаций увеличивается степень аморфизации поверхностного слоя. Между этим слоем и основным объемом пористого кремния формируется резкая межслоевая граница. Изменения в составе и структуре приводят к изменению фотолюминесцентных свойств пористого кремния, что свидетельствует о модификации структуры пониженной размерности. Объемом аморфизированного слоя можно управлять, изменяя величину приложенного к образцу давления и степень освещенности обрабатываемой поверхности.

5. Обнаружены и исследованы процессы самоорганизации, развивающиеся на поверхности анодируемых в плавиковой кислоте образцов п- типа кремния при относительно невысоком уровне подсветки. Эти процессы выражаются в формировании макромасштабных концентрических структур скопления пор двух типов: кольцевых и радиальных. Вольт-амперная характеристика процесса анодирования в этом случае имеет образную форму. Образование структур является следствием шнурования тока и развития деформационно-тепловой неустойчивости, что описывается предложенной моделью.

6. Исследованы оптические свойства пористого кремния п- типа, полученного в ходе фотостимулированного анодирования в растворах плавиковой кислоты при различных параметрах системы электролит/кремний. Установлена корреляция спектров фотолюминесценции со структурными особенностями пористых слоев различных морфологических типов. Обнаруженные различия спектров обусловлены различием в микроструктуре пористого кремния, которая содержит объекты пониженной размерности.

7. Установлено, что верхний нанопористый слой, полученный при анодировании п- типа кремния с подсветкой сверху, состоит из двух подслоев с различной структурой. Верхний сформирован из изолированных нанокристаллитов внутри диэлектрической матрицы, а нижний образуется из соединенных между собой квантовых проволок. Обнаружено, что эффективные источники фото- и электролюминесценции в п- типе кремния пространственно разделены. Фотолюминесценция преимущественно обусловлена верхней областью нанопористого слоя, состоящего из квазинульмерных нанокристаллитов, которые находятся внутри диэлектрической матрицы, тогда как электролюминесценция происходит из нижней части этого слоя, представляющего собой квазиодномерные нанопроволоки.

8. Показано, что спектры электролюминесценции структур, сформированных на пористом кремнии и-типа, представлены двумя типами свечения: стабильным, бело-голубым излучением и нестабильным, эффективным, красным свечением. Бело-голубое излучение происходит из области квазиодномерных квантовых проволок, красное свечение связано с излучением из квазинульмерных нанокристаллитов. Предложенная теоретическая модель объясняет обнаруженные особенности электролюминесценции.

9. На основе обнаруженных закономерностей процесса формирования пористого пространства в п- типе кремния определены оптимальные режимы создания комбинированных пористых слоев и их обработки посредством лазерного воздействия при создании улучшенных контактов к пористому кремнию для изготовления эффективных электролюминесцентных структур. В качестве оптимальных проявили себя комбинированные пористые слои, сформированные в различных режимах. В основе этих слоев лежит пористая структура морфологического типа-1, показавшая лучшие люминесцентные свойства. Верхний слой составляет пористая структура с морфологическим типом-3, позволяющая сформировать структуру типа-1 на заданной глубине. На основе разработанной лазерной технологии формирования светоизлучающих структур и комбинированных пористых слоев созданы электролюминесцентные структуры, в которых внешний квантовый выход бело-голубого излучения достигал 0,1% при интенсивности 1 мВт/см , что сопоставимо с лучшими известными данными, представленными в научной литературе для структур типа диодов Шоттки.

10. Предложена новая лазерная технология создания электро люминесцентных устройств на базе пористого кремния. Технология основана на лазерной обработке поверхности пористого кремния с комбинированным типом морфологии и обеспечивает создание электролюминесцентных структур с различными люминесцентными и электрофизическими параметрами и характеристиками. Разработанная технология позволяет формировать электронные устройства, функционирующие как в планарной, так и в "сэндвичевой" геометрии. Сформированные структуры демонстрируют стабильную работу в непрерывном и импульсном режимах.

В заключение автор выражает искреннюю благодарность за советы, рекомендации, постоянный интерес к работе и помощь в снятии ИК- и ФЛ-спектров А.Б. Чурилову, а также Э.Ю. Бучину за содействие в проведении экспериментов и полезные, стимулирующие обсуждения. Автор благодарит H.A. Рудя (ЯрГУ им. П.Г. Демидова) за совместные эксперименты по исследованию ЭЛ свойств структур.

Автор искренне благодарит В.В. Ушакова (ФИ РАН им. П.Н. Лебедева, г. Москва) за снятие спектров ФЛ для образцов, полученных при механических напряжениях, Е.Д. Образцову (ИОФ РАН, г. Москва) - за снятие спектров КРС.

Хотелось бы выразить слова признательности В.К. Смирнову за чуткое, человеческое отношение и поддержку в работе, а также поблагодарить В.Б. Светового за совместную деятельность и полезные дискуссии, способствовавшие повышению качества работы. Поблагодарить всех соавторов по работам и сотрудников Института микроэлектроники и информатики РАН, содействовавших выполнению исследований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе рассмотрены механизмы формирования низкоразмерных структур, полученных на основе полупроводниковых кристаллов кремния, и физические свойства этих структур. В качестве процессов, приводящих к понижению размерности рассматривалось взаимодействия кристаллов кремния со фторсодержащими реагентами. Подобное взаимодействие возможно осуществить в двух режимах: в режиме плазмо-химического травления и в режиме порообразования в ходе анодирования или химического растворения кремния. Исследование механизмов понижения размерности и физических свойств полученных веществ имели целью как выяснение фундаментальных законов и принципов подобной реакции системы, так и касались прикладного аспекта, связанного с созданием пористых веществ с заданными свойствами, а также приборов на их основе. Рассмотренные механизмы формирования пористого пространства включают начальную стадию, протекающую через адсорбционные состояния и дырки, участвующие в реакциях электрохимического растворения кремния в плавиковой кислоте, процессы, протекающие через носители, локализованные на дислокациях и неоднородностях, а также через стратифицированные в узких каналах носители при высоких напряженностях поля. Следующая стадия включает в себя формирование фронта пористого кремния с объемным кристаллом. В развитие этой стадии вносят свой вклад процессы просачивания электролита сквозь пористую среду, что определят неравномерное развитие движущегося фронта в случае самоорганизующегося процесса порообразования.

1. Uhlir A. Electrolytic shaping of germanium and silicon. -Bell Syst. Techn., 1956, v.35, pp.333-335.

2. Turner D.R. Electropolishing silicon in hydrofluoric acid. Journ. Electrochem. Soc., 1958, v. 105, No. 7, pp.402-405.

3. Turner D.R. On mechanism of chemically etching germanium and silicon. Journ. Electrochem. Soc., 1960, v,107,No. 10, pp.810-816.

4. Memming R., and Schwandt G. Anodic dissolution of silicon in hydrofluoric acid solution. Surface Science, 1966, v.4, No.2, pp. 109124.

5. Theunissen M.J. Etch channel formation during anodic dissolution of n-type silicon in aqueous hydrofluoric acid. J. Electrochem. Soc., 1970, v. 117, No.7, pp.959-965.

6. Watanabe Y., Arita Y., Yokoyama T., Igarashi Y. Formation and properties of porous silicon and its application. J. Electrochem. Soc., 1975, v.122, No. 10, pp.1351-1355.

7. Arita Y., Sunohara Y. Formation and properties of porous silicon films. -J. Electrochem. Soc., 1977, v. 124, No.2, pp.285-295.

8. Unagami T., Kato K. Formation of porous silicon layers by anodization. -The Transact, of the Instit. of Electr. Engineers of Japan, 1978, V.98-A, No.10, pp.5116-5117.

9. Labunov V., Baranov I., Bondarenko Y. Investigation of porous silicon formation during anodic treatment in aqueous HF. Thin Solid Films, 1979, v.56, No.3, pp.479-483.

10. Lehmann V. The physics of macropore formation in low doped n-type silicon. J. Electrochem. Soc., 1993, v.140, No.10, pp.2836-2841.

11. Bomchil G., Herino R. Le silicium poreux; du materian aux dispositifs électroniques. L'Echo des Recherches, 1988, No.l31,pp.25-36.

12. Herino R., Bomchil G., Barla K., and Bertrand C. Porosity and pore size distributions of porous silicon layers. J. Electrochem. Soc., 1988, v.134, No.8, pp. 1994-1999.

13. Zhang X.G., Collins S.D., and Smith R.L. Porous silicon formation and electropolishing of silicon by anodic polarization in HF solution. -J. Electrochem. Soc., 1989, v. 136, No.5, pp. 1561-1565.

14. Goudean P., Naudou A., Bomchil G., Herino R. X-ray small-angle scattering analysis of porous silicon layers. Appl. Phys., 1989, v.66, No.2, pp.625-628.

15. Изидинов С.О., Блохина А.П., Мартынова Т.С. Кинетика и механизм электрохимического формирования поверхностного пористого слоя на кремнии в плавиковой кислоте. Электрохимия, 1986, т.22, вып.1, с. 16-23.

16. Beale M.I.J., Chew N.G., Uren M.J., Cullis A.G., and Benjamin J.D. Microstructure and formation mechanism of porous silicon. Appl. Phys. Lett., 1985, v.46, No.l, pp.86-88.

17. Earwaker L.G., Farr J.P.G., Grzesczyk P.E., Sturland I., Keen J.M. Analysis of porous silicon. Nuclear instrum. and methods in Phys. Research., 1985, No.3, pp.317-320.

18. Arita Y., Kuranari K., Sunohara Y. Thermal bechaviour porous silicon. -Jpn. J. Appl. Phys., 1976, v.15, No.9, pp.1655-1664.

19. Arita Y. Formation and oxidation of porous silicon by anodic reaction. J. Crystal Growth, 1978, v.45, pp.383-392.

20. Unagami Т., Seki M. Structure of porous silicon and heat-treatment effect. J. Electrochem. Soc., 1978, v. 125, No.8, pp. 1339-1344.

21. Unagami J. Oxidation of porous silicon and properties of its oxide film. -Jpn. J. Appl. Phys., 1980, v.19, No.2, pp.231-241.

22. Gosch J. Process speeds up chip isolation. Electronics, 1974, v.47, Np.22, p.6-E.

23. Imai K., Unno H. FIPOS tecnology and its application to ISI's. IEEE Trans. Electr. Dev., 1984, v.ED-31, No.3, pp.297-302.

24. Nesbit L.A. Advances in oxidized porous silicon for SOL Int. Electron. Dev. Meet., San Francisco, Calif., Dec., 9-12, 1984, Techn. Dig., New-York, 1984, pp.800-803.

25. Joubert P., Guendouz M., Pedrono N., and Charrier J. Porous silicon micromachining to position optical fibres in silicon integrated optical circuits. Abstr. of the Inter. Conf. «Porous semiconductors science and technology», Spain, 1998, 0-73, pp.131.

26. Barla K., Herino R., Bomchil G. Stress in oxidized porous silicon layers. -J. Appl. Phys., 1986, v.59, No.2, pp.439-441.

27. Бондаренко В.П., Борисенко B.E., Глиненко JI.H., Райко В.А. Новые области применения пористого кремния в полупроводниковой электронике. Зарубежная электронная техника, 1989, No.9, с.55-84.

28. Патент (США) No. 3929529, опубликован 30.12.75.

29. Бондаренко В.П., Борисенко В.Е., Горская Л.В. Перераспределение золота в монокремнии на границе с пористым кремнием при секундном отжиге некогерентным светом. ЖТФ, 1984, т.54, вып. 10, с.2021-2026.

30. Демидович Г.Б., Козлов С.Н., Гребенкин А.П. Газочувствительный диод Шоттки на пористом кремнии. Электроннаятехника (микроэлектроника), 1980, вып.З, сер.З, с.25.

31. Xie Y.H. and Bean J.C. Heteroepitaxy of GexSi].x on porous Si substrates.- J. Appl. Phys., 1990, v.67, No.2, pp.792-795.

32. Lin T.L., Sadwick L., Wang K.L., Kao Y.C., et al. Growth and characterization of molecular beam epitaxial GaAs layers on porous silicon. Appl. Phys. Lett., 1987, v.51, No. 11, pp.814-816.

33. Zimin S.P., Preobrazhensky M.N., Zimin D.S. Investigations of single-crystal PbTe films on porous silicon substrates using acoustic microscopy.- Abstr. of the Inter. Conf. «Porous semiconductors science and technology», Spain, 1998, 0-75, pp.134.

34. Zheng J.P., Jiao K.L , Shen W.P., Anderson W.A., Kwok H.S. Highly sensitive photodetector using porous silicon. Appl. Phys. Lett., 1992, v.61, No.4, pp.459-461.

35. Беляков JI.B., Горячев Д.Н., Сресели O.M., Ярошецкий И.Д. Светочувствительные структуры Шоттки на пористом кремнии. -ФТП, 1993, т.27, вып.8, с.1371-1375.

36. Lehmann V., and Gosele U. Porous silicon formation: a quantum wire effect. Appl. Phys. Lett., 1991, v.58, No.8, pp.856-858.

37. Canham L.T. Silicon quantum wire array fabrication byelectrochemical and chemical dissolution of wafers. Appl. Phys. Lett., 1990,v.57, No.10, pp. 1046-1048.

38. Halimaoui A., Oules C., Bomchil G., Bsiesy A., Gaspard F., Herino R., Ligeon M., Muller F. Electroluminescence in the visible range during anodic oxidation of porous silicon films. Appl. Phys. Lett., 1991, v.59, No.3, pp.304-306.

39. Richter A., Steiner P., Kozlowski F., and Lang W. Current-induced light emission from a porous silicon device. IEEE Electron Device Lett., 1991, v.EDL-12, pp.691-692.

40. Steiner P., Kozlowski F., Lang W. Light-emitting porous silicon diode with an increased electroluminescence quantum efficiency. Appl. Phys. Lett., 1993, v. 62, No. 21, 2700-2702.

41. Koshida N., Koyama H. Visible electroluminescence from porous silicon. Appl. Phys. Lett., 1992, v.60, No.3, pp.347-349.

42. Namavar F., Maruska H.P., Kalkhoran N.M. Visible electroluminescence from porous silicon np heterojunction diodes. Appl. Phys. Lett., 1992, v.60, No.20, pp.2514-2516.

43. Zhiliang Chen., Bosman G., Ochoa R. Visible light emission from heavily doped porous silicon homojunction pn diodes. Appl. Phys. Lett., 1993, v.62, No.7, pp.708-710.

44. Hirschman K.D., Tsybeskov L., Duttagupta S.P., and Fauchet P.M. Silicon-based visible light-emitting devices integrated into microelectronic circuits. Nature, 1996, v.384, pp.338-341.

45. Beale M.I.J., Benjamin J.D., Uren M.J., Chew N.G., Cullis A.G. An experimental and theoretical study of the formation and microstructure of porous silicon. J. Of Crystal Growth. (N-H PPD), 1985, v.73, pp.622636.

46. Prokaznikov A.V., Maslenitsyn S.F., Svyatchenko A.A., Pavlov S.T. Self-organization phenomena during porous silicon formation. Solid State Communications, 1994, v.90, No. 4, pp.217-221.

47. Prokaznikov A.V., Mokrousov N.E., Vinke A.L., Pavlov S.T. Self-organization phenomena during pores formation in n-type silicon. Phys. Low-Dim. Struct., 1994, v.2, pp. 87-94.

48. Винке A.JI, Курбатов Д.А., Мокроусов H.E., Проказников A.B. Нестационарные процессы при порообразовании в кремнии и-типа. -Электрохимия, 1993, т. 29, No. 8, с. 960-963.

49. Prokaznikov A.Y.,Mokrousov N.E., Vinke A.L., Pavlov S.T. Self-organization phenomena during pores formation in я-type silicon. -Proceedings of the 1st Intern.Conf. on Phys.of Low-Dim. Struct., (PLDS-1), 7-10 December, 1993, Chernogolovka, p.51.

50. Бабанов Ю.Е., Проказников A.B., Световой В.Б. Зависимость скорости травления кремния атомами фтора от адсорбционных характеристик поверхности. Химия Высоких Энергий, 1989, т. 23, No. 6, с. 534-538.

51. Babanov Yu., Prokaznikov A., Svetovoy V. The Cabrera Mott mechanism for silicon etching by fluorine atoms. - J. Phys.: Condens. Matter, 1989, v. 1, pp. SB 197 - SB 198.

52. Babanov Yu.E., Prokaznikov A.V., Svetovoy V.B. Influence of the surface electron processes on the kinetics of silicon etching by fluorine atoms. Vacuum, 1990, v. 41, pp. 902 - 905.

53. Babanov Yu.E., Prokaznikov A.V., Svetovoy V.B. Cabrera-Mott mechanism in silicon etching dby fluorine atoms. Eight Interdisciplinary Surface Science Conference, March 20-23, 1989, University of Liverpool, UK, p.Pll.

54. Бабанов Ю.Е., Проказников A.B., Световой В.Б. Механизм травления кремния атомами фтора. Поверхность, 1989, т. 4, с. 106-113.

55. Бучин Э.Ю., Постников А.В., Проказников А.В., Световой В.Б., Чурилов А.Б. Влияние режимов обработки на морфологию и оптические свойства пористого кремни n-типа, Письма в ЖТФ, 1995,т. 21, вып. 1, с. 60-65.

56. Buchin E.Yu., Churilov А.В., Postnikov A.V., Prokaznikov A.V.,

57. Svetovoy V.B. Morphology and optical properties of и-type porous silicon. Phys. Low-Dim. Struct., 1995, v. 2/3, pp.97-104.

58. Buchin E.Yu., Churilov A.B., Prokaznikov A.V. Different morphology of л-type porous silicon. International Simposium on "Si Heterostructures: from Physics to Devices" 11-14 September, 1995, Fodele, Crete, Greece, p.149.

59. Бучин Э.Ю., Проказников A.B., Чурилов А.Б. Формирование пористого кремния различных морфологий. Вторая Российская Конференция по Физике Полупроводников, РКФП'96, т. 2, г.Зеленогорск, 1996, 26 февраля-1 марта, с. 201.

60. Buchin E.Yu., Churilov А.В., Prokaznikov A.V. Different morphology aspects in «-type porous silicon. Applied Surface Science, 1996, v. 102, pp.431- 435.

61. Бучин Э.Ю., Проказников A.B. Управление морфологией пористого кремния п- типа. Письма в ЖТФ, 1997, т.23, вып.6, с. 80-84.

62. Prokaznikov A.V., Buchin E.Yu. Controllable formation of porous structures on «-type silicon. Phys. Low- Dim. Struct., 1997, v. 5/6, pp. 47- 52.

63. Миронова Е.И., Мокроусов Н.Е., Кют А.А., Проказников А.В. Восстановление структуры пористого пространства с малой разветвленностью по данным РЭМ. Тезисы докладов IV

64. Всесоюзного совещания "Математическое моделирование физических процессов в полупроводниках и полупроводниковых приборах", г.Ярославль, 1990, с. 92.

65. Vinke A.L., Mokrousov N.E., Prokaznikov A.V. Physical peculiarities of porous silicon layers formation. International Conference on Advanced and Laser Technologies, ALT'92, Moscow, Part 3, 1992, September 8-11, pp. 117-119.

66. Buchin E.Yu., Churilov А.В., Prokaznikov A.V., Postnikov A.V., Svetovoy V.B. Influence of formation regimes on morphology and optical properties of porous silicon. Material Research Society 1994 Fall

67. Meeting, Boston, November 28-December 2, 1994, (Abstracts), F 12.2, p. 221.

68. Бунин Э.Ю., Проказников A.B. Характер динамики системы электролит- кремний п- типа при анодировании в растворах плавиковой кислоты. Письма в ЖТФ, 1997, т. 23, вып.5, с. 1-7.

69. Prokaznikov A.Y., Buchin E.Yu. Character of dynamics in the electrolytes-type silicon system during anodization in HF solutions, Phys. Low-Dim. Struct., 1997, v. 5/6, pp. 117- 122.

70. Бунин Э.Ю., Проказников A.B. Закономерности образования пор различной морфологии. Микроэлектроника, 1998, т. 27, вып. 2, с. 107- 113.

71. Бучин Э.Ю., Проказников А.В., Чурилов А.Б., Образцова Е.Д., Ушаков В.В. Особенности формирования пористого кремния при механической деформации. Микроэлектроника, 1996, т. 25, вып. 4, с. 303-310.

72. Babanov Yu.E., Buchin E.Yu., Prokaznikov A.V., Svetovoy V.B. Different location of photo and electroluminescence in «-type porous silicon layer. Physica Status Solidi (a), 1997, v. 161, No. 1, pp.Rl-R2; (электронный номер: pss/RRN-97-007).

73. Бучин Э.Ю., Лаптев А.Н., Проказников А.В., Рудь Н.А., Световой В.Б., Чирков А.Н. Электролюминесценция и вольт- амперные характеристики структур на основе пористого кремния п- типа. -Письма в ЖТФ, 1997, т.23, вып.11, с. 70-76.

74. Лаптев А.Н., Проказников А.В., Рудь Н.А. Гистерезис вольт-амперных характеристик светоизлучающих структур на пористом кремнии. Письма в ЖТФ, 1997, т. 23, вып. 11, с. 59-65.

75. Zimin S.P., Kuznetsov V.S., Prokaznikov A.V. Physical peculiarities of charge carriers transport in porous silicon structures. 3rd International Conference on VLSI and CAD (ICVC'93), Technical Digest, 1993, Korea, Taejon, p. 179-182.

76. Зимин С.П., Кузнецов B.C., Перч H.B., Проказников A.B. К вопросу о механизме токопрохождения в структурах с пористым кремнием.-Письма в ЖТФ, 1994, т.20, вып.22, с.22-26.

77. Zimin S.P., Kuznetsov V.S., Prokaznikov A.V. Electrical characteristics of aluminum contacts to porous silicon. European Workshop on Materials for Advanced Materials for Advanced Metallization '95,

78. MAM'95, Radebeul, Germany, 1995, pp. 169-170.

79. Zimin S.P., Kuznetsov V.S., Prokaznikov A.V. Electrical properties ofporous silicon-monosilicon transition. International Simposium on "Si Heterostructures: from Physics to Devices" 11-14 September, 1995, Fodele, Crete, Greece, p. 120.

80. Zimin S.P., Kuznetsov V.S., Prokaznikov A.V. Capacitive Properties of porous silicon structures. 2nd International Conference "Physics of Low-Dimensional Structures 2 (PLDS-2), 18-22 September, 1995, Dubna, Russia, p. 80.

81. Zimin S.P., Kuznetsov V.S., Prokaznikov A.V. Electrical characteristics of aluminum contacts to porous silicon. Applied Surface Science, 1995, v.91, pp. 355-358.

82. Zimin S.P., Kuznetsov V.S., Prokaznikov A.V. Carriers transport processes in porous silicon. Abstracts of International School-Conference on Physical problems in material science of semiconductors, (PPMSS-95), 11-16 September, 1995, Chernivtsi, p. 135.

83. Babanov Yu.E., Prokaznikov A.V., Rud N.A., Svetovoy V.B. Bright electroluminescence from planar structure on porous silicon. Physica Status Solidi (a), 1997, v. 162, No. 2, pp.R7-R8.

84. Babanov Yu.E., Buchin E.Yu., Prokaznikov A.V., Rud N.A., Svetovoy V.B. Electroluminescence from quantum dots in n- type porous silicon. -Phys. Low-Dim. Struct., 1999, v.7/9, pp.77-80.

85. Kuznetsov V.S., Prokaznikov A.V., Zimin S.P. Theoretical simulation of pores formation processes in silicon. International Simposium on "Si Heterostructures: from Physics to Devices" 11-14 September, 1995, Fodele, Crete, Greece, p. 119.

86. Кузнецов B.C., Проказников A.B. Режимы порообразования, связанные с токовыми неустойчивостями. Письма в ЖТФ, 1996, т.22, вып. 10, с. 35-39.

87. Кузнецов B.C., Проказников А.В. Явления саморганизации при деформационно- тепловой неусточивости в ходе анодного травлениякремния в растворе HF. Письма в ЖТФ, 1999, т. 25, No. 6, с. 81- 88.

88. Кузнецов B.C., Проказников А.В. О механизмах формированияпористого слоя при анодном травлении, кремния п- типа. -Материалы X Международного симпозиума "Тонкие пленки в электронике" 20-25 сентября 1999, г. Ярославль, с. 264-270.

89. Кузнецов B.C., Проказников А.В. О механизмах формирования пористого слоя при анодном травлении. Электронный журнал "Исследовано в России", 1999, N 1,http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/1999/027.pdf

90. Kuznetsov Y.S., Prokaznikov A.V., Pavlov S.T., Zimin S.P. Physical peculiarities of porous silicon properties as a low dimensional system. -Phys. Low-Dim. Struct., 1994, v. 4/5, pp. 25 31.

91. Wehrspohn R.B. Porous amorphous silicon pore formation and photoluminescence properties. - Ph.D., Ecole Polytechnique, Paris, France, 1997, 184 p.

92. Патент (Япония) No. 58-15940, опубликован 28.03.83.

93. Smith R.L., Collins S.D. Porous silicon formation mechanism. J. Appl. Phys., 1992, v. 71, No. 8, pp. R1-R22.

94. John G.C., Singh V. Porous silicon: theoretical studies. Phys. Reports, 1995, v. 263, pp. 93-151.

95. Лебедев A.A., Лебедев A.A., Рудь Ю.С., Спектры фотолюминесценции пористого 6H-SiC. Письма в ЖТФ, 1995, т. 21, вып. 3, с. 64-67.

96. Oskam G., Natarajan A., Searson Р.С., Ross F.M. The formation of porous GaAs in HF solutions. Applied Surface Science, 1997, v. 119, pp. 160-168.

97. Tenne R., Nabutovsky V.M., Lifshitz E., Francis A.F. Photoluminescense of porous CdS (CdSe) crystals. Sol. Stat. Communicat., 1992, v. 82, No. 9, pp. 651-659.

98. Karavanskii Y.A., Belogorokhov A.I., Mel'nik N.N. Optical investigation of porous germanium and porous silicon. Materials of MRS Fall Meeting, 1994, Boston, USA, Fll.l.

99. Karavanskii V.A., Belogorokhov A.I., Obraztsov A.N. Intense green photoluminescence from porous galium phosphide. Materials of MRS Fall Meeting, 1994, Boston, USA, F11.2.

100. Belogorokhov A.I., Belogorokhova I.I., Karavanskii V.A. Investigation of optical properties of porous lead telluride. Materials of MRS Fall Meeting, 1994, Boston, USA, F11.3.

101. Parkhutik V.P., Schershulsky V.I. Theoretical modelling of porous oxide growth on aluminium. J. Phys. D: Appl. Phys., 1992, v. 25, pp. 12581263.

102. Соос В. Anodizing silicon is economical way to isolate 1С elements. -Electronics, 1975, v.48, No.23, pp. 109-113.

103. Fathauer R.W., George Т., Ksendzov A., Vasquez R.P. Visible luminescence from silicon wafers subjected to stain etches. Appl. Phys.1.tt., 1992, y.60, No.8, pp.995-997.

104. Беклемышев В.И., Гонтарь B.M., Левенец B.B., Манохин И.И.,

105. Тихомиров С.В. Получение пористого кремния радиационно-стимулированным травлением. Электронная промышленность, 1993, вып.5, с.36-38.

106. Астрова Е.В., Белов С.В., Лебедев А.А. Некоторые свойства структур на основе пористого кремния, полученного методом окрашивающего травления. ФТП, 1994, т.28, вып.2, с.332-337.

107. Bomchil G., Herino R., Barla К. Silicium poreux: propertietes physico-chemiques at applicatious daus la technologie silicium sur isolant. Ann. Chim. Fr., 1983, No.8, pp.41-53.

108. Мушниченко B.B., Семенов А.Ю., Лисин О.Э., Кравченко Н.Р. Исследование факторов, определяющих неоднородность пленки пористого кремния по глубине. Электронная техника (Материалы), 1991, вып. 2, с. 18-22.

109. Калошкин Э.П., Лабунов В.А., Карелин Ю.К. и др. Способ обработки пластин и устройство для его осуществления. А. с. (СССР), No.809434, опубл. 1983.

110. Николаев К.П., Соломатин В.Д., Новицкий В.М., Немировский Л.Н. Устройство для жидкостной обработки полупроводниковых пластин. А. с. (СССР), No. 1257730, опубл. 1986.

111. Патент (Япония) No. 57-51927, опубликован 1982.

112. Патент (Япония) No. 58-18776, опубликован 1983.

113. Николаев К.П., Немировский Л.Н. Катодные процессы на кремниевой пластине во время ее анодного растворения сжидкостным контактом. Электронная техника, сер.2 (Полупроводниковые приборы), 1989, вып.6, с.34-36.

114. Teng I.C. An investigation of the application of porous silicon layers to the dielectric isolation of integrated circuits. J. Electrochem. Soc., 1979, v.126, No.5, pp.870-874.

115. Лабунов В.А., Бондаренко В.П., Борисенко В.Е. Пористый кремний в полупроводниковой электронике. Зарубежная электронная техника, М., ЦНИИ «Электроника», 1978, No.15, с.3-46.

116. Николаев К.П., Немировский Л.Н., Новицкий В.М., и др. Особенности формирования пористого кремния на слаболегированных подложках из кремния электронного типа проводимости. Электронная техника, сер.2 (Полупроводниковые приборы), 1985, вып.З, с.81-85.

117. Изидинов С.О., Блохина А.П., Лазаренко М.А., Исмайлова Л.А. Влияние типа проводимости монокристаллической основы на кинетику формирования и физико-химические свойства поверхностного слоя пористого кремния. ЖФХ, 1987, т.61, No.8, с.2127-2133.

118. Изидинов С.О., Блохина А.П., Исмайлова Л.А. Контролируемое изменение кинетики электроформирования и структуры поверхностного пористого слоя на n-кремнии воздействием оптического излучения. ФХОМ, 1987, No.2, с. 92-96.

119. Pickering С., Beale M.I.J., Robbins P.J., Greef R. Optical studies of the structure of porous silicon films formed in p- type degenerate and nondegenerate silicon. J. Phys. C: Solid State Phys., 1984, v. 17, pp. 65356552.

120. Furukawa S., Miyasato T. Three-dimensional quantum well effects in ultrafme silicon particles. Jpn. Appl. Phys., 1988, v. 27, No. 11, pp. L2207-L2209.

121. Canham L.T. Luminescence Bands and their proposed origins in highly porous silicon. Physica Status Solidi (b), 1995, v. 190(9), pp. 9-14.

122. Tsai C., Li K.-H., Sarathy J., Shin S., et al. Thermal treatment studies of the photoluminescence intensity of porous silicon. Appl. Phys. Lett., 1991, v. 59, No. 22, pp.2814-2816.

123. Behrensmeier R., Namavar F., Amisola G.B., Otter F.A., and Galligan J.M. Furthe evidence for quantum confinement in porous silicon. Appl. Phys. Lett., 1993, v. 62, No. 19, pp.2408-2410.

124. Brandt M.S., Fuchs H.D., Stutzmann M., Weber J and Cardona M. The origin of visible luminescent from «porous silicon» a new interpretation. -Solid State Commun., 1992, v. 81, No. 4, pp.307-312.

125. Xu Z.Y., Gal M., Gross M. Photoluminescence Studies on porous silicon. Appl. Phys. Lett., 1992, v. 60, No. 11, pp. 1375-1377.

126. Takazawa A., Tamura T., Yamada M. Photoluminescence mechanisms of porous Si oxidized by dry oxygen. J. Appl. Phys., 1994, v. 75, No. 5, pp. 2489-2495.

127. Cullis A.G., Canham L.T., Williams G.M., Smith P.W., and Dosser O.D. Correlation of the structural and optical properties of luminescent, highly oxidized porous silicon. J. Appl. Phys. 1994, v. 75, No. 1, pp. 493-501.

128. Petrova-Koch V., Muschik T., Kux A., Meyer B.K., Koch F., and Lehmann V. Rapid-thermal oxidized porous Si (RTOPS) the superior Photoluminescent Si. - Appl. Phys. Lett., 1992, v. 61, No. 10, pp. 943945.

129. Tsybeskov L., Vandyshev Yu.V., and Fauchet P.M. Blue emission in porous silicon: oxygen-related photoluminescence. Phys. Rev. B, 1994, v. 49, No. 11, pp. 7821-7824.

130. Ito T. Ohta Т., Hiraki A. Light emission from microcrystalline Si confined in SiO/sub 2/ matrix through partial oxidation of anodized porous silicon. Jpn. J. Appl. Phys., Part 2, 1992, v. 31, No. 1A-B, pp. L1-L3.

131. Kontkiewicz A.J., Kontkiewicz A.M., Siejka J., Sen S., et al. Evidence that blue luminescence of oxidized porous silicon originates from Si02. -Appl. Phys. Lett, 1994, v. 65, No. 11, pp. 1436-1438.

132. Бондаренко В.П., Борисенко B.E., Дорофеев A.M., Лешок A.A., Троянова Т.Н. Электролюминесценция пористого кремния и излучающие структуры на его основе. Зарубежная электронная техника, 1994, No. 1-3, с. 41-66.

133. Беляков Л.В., Горячев Д.Н., Сресели О.М., Ярошецкий И.Д. Эффективная электролюминесценция пористого кремния. ФТП, 1993, т.27, вып. 11/12, с. 1815-1819.

134. Николаев К.П., Немировский Л.П. Особенности получения и области применимости пористого кремния в электронной технике. Обзоры по электронной технике, Серия 2, Полупроводниковые приборы, 1989, выпуск 9(1506) с. 3-60.

135. Gaspard F., Bsiesy A., Ligeon M., Muller F., Herino R. Charge exchange mechanism responsible for p- type silicon dissolution during porous silicon formation. J. Electrochem. Soc., 1989, v. 136, No. 10, pp. 30433046.

136. Smith R.L., Kloeck В., Collins S.D. Anodic passivation of {111} silicon in KOH. J. Electrochem. Soc.: Solid State Science and Technology, 1988, v. 135, No. 8, pp. 2001-2008.

137. Montero I., Gomez-San RomanR.J., Albella J.M., Climent A., Perriere J. Low temperature nonilluminated anodization of n- type silicon. - J. Vacuum Sci. Technol., 1990, v. B8, No. 3, pp. 544-550.

138. Крылова H.O., Мелинг В., Шульпина И.JI., Шейхет Э.Г. Выявление и исследование микродефектов в кремнии методами рентгеновской топографии. ФТТ, 1986, т. 28, вып. 2, с. 440-446.

139. Сангвал К. "Травление кристаллов: теория, эксперимент, применение". Москва, Мир, 1990, 492 с.

140. Shih S., Jung К.Н., Hsieh T.Y., Sarathy J., Campbell J.C., Kwong D.L., Photoluminescence and formation mechanism of chemically etched silicon, Appl. Phys. Lett., 1992, v. 60, N 15, p. 1863-1865.

141. Fathauer R.W., George Т., Ksendzov A, Vasquez R.P., Visible lumunescence from silicon wafers subjected to stain etches, Appl. Phys. Lett, 1992, v. 60, N 8, p.995-997.

142. Jung K.H, Shih S., Kwong D.L, Cho C.C, Gnade B.E, Visible photoluminescence from porous Si formed by annealing and chemically etching amorphous Si, Appl. Phys. Lett, 1992, v. 61, N 16, p.2467-2469.

143. Gorbach T.Ya, Rudko G.Yu, Smertenko P.S, Svechnikov S.V, Valach M.Y, Photolumonescence of anisotropically etched silicon, Appl. Phys.A, 1994, v. 58, N2, p.183-186.

144. Xu J., Steckl A.J., Visible electroluminescence from stain-etched porous Si diodes, IEEE Electron Device Letters, 1994, v. 15, N 12, p.507-509.

145. Xu J., Steckl A.J. Stain-ethed porous silicon visible light emitting diodes. -J. Vac. Sci. Technol., 1995, v. B13, No. 3, pp. 1221-1224.

146. Беляков JI.B., Горячев Д.Н., Сресели O.M., Ярошецкий И.Д., Роль света в процессах формирования пористого кремния на подложках р-типа.-ФТП, 1993, т. 27, вып. 11/12, с. 1961-1964.

147. Волькенштейн Ф.Ф. "Электронная теория катализа на полупроводниках". Москва, 1960, 187 с.

148. Winters H.F., Coburn J.W. Surface science aspects of etching reactions. -Surf. Sci. Repts., 1992, v. 14, No. 4-6, pp. 161-270.

149. Coburn J.W., Winters H.F. Plasma etching A discussion of mechanisms - J. Vac. Sci. Technol., 1979, v. 16, No. 2, pp. 391-403.

150. Vinogradov Y.K., Nevzorov P.I., Polak L.S., Slovetsky D.I. Kinetics and mechanisms of chemical reactions in nonequilibrium plasma etching of silicon and silicon compounds. Vacuum, 1982, v. 32, No. 9, pp. 529537.

151. Flamm D.L. Fundamentals of plasma etching. Vuoto: Scienza e technologia, 1987, v. 17, No. 4, pp. 336-343.

152. Flamm D.L.,Donnelly V.M.,Mucha J.A. The reaction of fluorine atoms with silicon. J. Appl. Phys., 1981, v. 52, No. 5, pp. 3633-3639.

153. Ninimiya K., Suzuki K., Nishimatsu S., Okada O. Reaction of atomic fluorine with silicon. J. Appl. Phys., 1985, v. 58, No. 3, pp. 1177-1182.

154. Vasile M.J., Stevie F.A. Reaction of atomic fluorine with silicon: The gas phase products. J. Appl. Phys., 1982, v. 53, No. 5, pp. 3799-3805.

155. Winters H.F., Coburn J.W. The etching of silicon with XeF2 vapour. -Appl. Phys. Lett., 1979, v. 34, No. 1, pp. 70-73.

156. Flamm D.L., Ibbotson D.E., Mucha J.A., Donnelly V.M. XeF2 and F -atom reactions with Si: Their significance for plasma etching. Solid State Technol., 1983, v. 26, No. 4, pp. 117-121.

157. Ibbotson D.E., Flamm D.L., Mucha J.A., Donnelly V.M. Comparison of XeF2 and F atom reactions with Si and SiC>2. - Appl. Phys. Lett., 1984, v. 44, No. 12, pp.1129-1131.

158. Chuang T.J. Electron spectroscopy study of silicon surface exposed to XeF2 and the chemisorption of SiF4 on silicon. J. Appl. Phys., 1980, v. 51, No. 5, pp. 2614-2619.

159. Chen M., Minkiewicz V.J., Lee K. Etching silicon with fluorine gas. J. Electrochem. Soc. 1979, Vol.126, N11, p.1946-1948.

160. Mucha J.A., Donnelly V.M., Flamm D.L., Webb L.M. Chemiluminescence and reaction of molecular fluorine with silicon. J. Phys. Chem., 1981, v. 85, No. 23, pp. 3529-3532.

161. Бадмаева И.А., Бакланов M.P. Константы скорости реакций взаимодействия Ge и Si с атомарным и молекулярным фтором и дифторидом ксенона. Поверхность. Физ., хим., мех., 1989, No. 8, с. 92-97.

162. Ibbotson D.E., Mucha J.A., Flamm D.L., Cook J.W. Plasmaless dry etching of silicon with fluorine containing compounds. - J. Appl. Phys. 1984, Vol.56, N10, p.2939-2942.

163. Winters H.F., Coburn J.W., Chuang T.J. Surface processes in plasma -assisted environment. J. Vac. Sei. Technol., 1983, v. Bl, No. 1, pp.469480.

164. McFeely F.R., Morar J.F., Himpsel F.J. Soft x-ray photoemission study of the silicon fluorine etching reaction. - Surf. Sei., 1986, v. 165, No. 1, pp.277-287.

165. Roop В., Joyce S., Schultz J.C., Steinfeld J.I. Comparison of Si(100) and Si(lll) surfaces after moderate to high exposures of Xep2- Surf. Sci., 1986, v.173, No. 2-3, pp. 455-464.

166. Winters H.F., Coburn J.W. Plasma assisted mechanisms: The implications of reaction probability and halogen coverage. - J. Vac. Sci. Technol. 1985, v. B3,No. 5, pp. 1376-1383.

167. McFeely F.R., Morar J.F, Shin N.D., Landgren G., Himpsel F.J. Synchrotron photoemission investigation of the initial stages of fluorine attack on Si surfaces: Relative abundance of fluorosilyl species. Phys. Rev., 1984, v. B30, No. 2, pp. 764-770.

168. Morar J.F., McFeely F.R., Shin N.D., Landgren G., Himpsel F.J. Synchrotron photoemission investigation: Fluorine on silicon surfaces. -Appl. Phys. Lett., 1984, v. 45, No. 2, pp. 174-176.

169. Babanov Yu.E., Svetovoy V.B. Mechanisms of surface processes in silicon etching. Plasma Chem. Plasma Process., 1993, v. 13, No. 1, pp. 37-59.

170. Babanov Yu.E., Svetovoy V.B. Mechanism of surface processes in silicon etching. Microelectron. Eng., 1994, v. 23, pp. 353-356.

171. Seel M., Bagus P.S. Ab initio cluster study of the interaction of fluorine and chlorine with Si(lll) surface. Phys. Rev., 1983, v. B28, No. 4, pp. 2023-2038.

172. Van de Walle C.G., Bar-Yam Y., McFeely F.R., Pantelides S.T. Summary abstract: Theoretical investigations of fluorine silicon systems. - J. Vac. Sci. Technol., 1988, v. A6, No. 3, pp. 1973-1974.

173. Моррисон С. "Химическая физика поверхности твердого тела". -Москва, Мир, 1980,488 с.

174. Волькенштейн Ф.Ф. "Физико химия поверхности полупроводников". - Москва, Наука, 1973, 399 с.

175. Cabrera N., Mott N.F. Theory of the oxidation of metals. Repts. Progr. Phys, 1949, v. 12, No. l,pp. 163-184.

176. Chuang T.J. Laser induced gas - surface interactions. - Surf. Sci. Repts, 1983, v. 3, pp. 1-105.

177. Okano H, Horiike Y, Sekine M. Photo-excited etching of polycrystalline and single-crystalline silicon in CI2 atmosphere. Jpn. J. Appl. Phys, 1985, v. 24, No. l,pp. 68-74.

178. Ландау Л.Д, Лифшиц E.M. "Квантовая механика". Москва, Наука, 1974, 752 с.

179. Зи С. "Физика полупроводниковых приборов". Кн.1, 2. Москва, Мир, 1984, 456 с.

180. Yarmoff J.A, McFeely F.R. Effect of sample doping level during etching of silicon by fluorine atoms. Phys. Rev, 1988, v. B38, No. 3, pp. 20572062.

181. Winters H.F, Haarer D. Influence of doping on the etching of Si(l 11). -Phys. Rev, 1987, v. B36, No. 12, pp. 6613-6623.

182. D'Emic C.P, Chan K.K, Blum J, Deep trench plasma etching of S.C. Si using SF6/02 gas mixtures, J.Vac.Sci.Technol, 1992, v. 10, N 3, p.1105-1110.

183. Jansen H., Plasma etching in microtechnology, Thesises of PhD, Twente University, 4 April 1996, the Netherlands, Enschede, 180 p.

184. Мямлин B.A., Плесков Ю.В. "Электрохимия полупроводников". -Москва, Наука, 1965, 337 с.

185. Гуревич Ю.Я., Плесков Ю.В. "Фотоэлектрохимия полупроводников". Москва, Наука, 1983, 311 с.

186. Лей Л. Фотоэмиссия и оптические свойства, в кн.\ "Физика гидрогенезированного аморфного кремния. Электронные и колебательные свойства".-Под ред. Джоупополуса Дж., Люковски Дж., Москва, Мир, 1988, с.86.

187. Ponomarev Е.А., Cowache P., Levy-Clement С., Macropore formation on p-Si for photovoltaic applications, Materials of the International Conference "Porous semiconductors Science and Technology", Mallorca, Spain, 1998, p.23-24.

188. Запорожский В.П., Лапшинов Б.А. "Обработка полупроводниковых материалов". Москва, Высшая школа, 1988, 183 с.

189. Бонч-Бруевич В.Л., Калашников С.П. "Физика полупроводников". -Москва, ГРФМЛ, Наука, 1977, 672 с.

190. Шалимова К.В. "Физика полупроводников". Москва, Энергоатомиздат, 1985, 392 с

191. Бонч-Бруевич В.Л., Звягин И.П., Карпенко И.В., Миронов А.Г. "Сборник задач по физике полупроводников". Москва, ГРФМЛ, Наука, 1987, 144 с

192. Келдыш Л.В. Кинетическая теория ударной ионизации в полупроводниках. ЖЭТФ, 1959, т. 37, вып.3(9), с. 713-727.

193. Baraff G.A. Maximum anisotropy approximation for calculating electron distribution; Application to high field transport in semiconductors. Phys. Rev, 1964, v. 133, No. 1A, pp. A26-A33.

194. Аше M, Грибников З.С, Митин B.B, Сарбей О.Г. "Горячие -электроны в многодолинных полупроводниках". Киев, Наукова Думка, 1982, 328 с.

195. Goldsman N, Wu Y.J, Frey J. Efficient calculation of ionization coefficients in silicon from the energy distribution function. J. Appl. Phys, 1990, v. 68, No. 3, pp. 1075-1081.

196. Лифшиц E.M, Питаевский Л.П. "Физическая кинетика". т. X, Москва, ГРФМЛ, Наука, 1979, 528 с.

197. Зеегер К. "Физика полупроводников".- Москва, Мир, 1977, 616 с.

198. Smith R.L, Chuang S-F, and Collins S.D. A Theoretical model of the formation morphologies of porous silicon. J. Electr. Mater, 1988, v. 17, No. 6, pp. 533-541.

199. Chuang S-F, Collins S.D, Smith R.L. Preferential propagation of pores during the formation of porous silicon: a transmission electron microscopy study. Appl. Phys. Lett, 1989, v. 55, No. 7, pp. 675-677.

200. Бучин Э.Ю. "Исследование закономерностей структурного роста и люминесцентных свойств пористого кремния". Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук, г. Черноголовка, 1998, 19 с.

201. Бучин Э.Ю. "Исследование закономерностей структурного роста и люминесцентных свойств пористого кремния". Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико- математических наук, г. Черноголовка, 1998, 122 с.

202. Андронов А.А, Витт А.А, Хайкин С.Э. "Теория колебаний". -Москва, Наука, 1981, 568 с.

203. Заславский Г.М., Сагдеев Р.З. "Введение в нелинейную физику". -Москва, ГРФМЛ, Наука, 1988, 368 с.

204. Бродски М. "Аморфные полупроводники". Москва, Мир, 1982, 453 с.

205. Chen J.-H., Sah W.-J., Lee S.-C. Identification of infrared absorption peak of amorphous silicon carbon hydrogen alloy prepared using ethilene. J. Appl. Appl. Phys., 1991, v. 70, pp. 125 - 131.

206. Averkiev N.S., Asnin V.M., Churilov A.B., Markov I.I., Mokrousov N.E., Silov A.Yu., Stepanov V.I. Fine structure of the red photoluminescence band of porous silicon. Письма в ЖТФ, 1992, т. 55, No. 11, с. 631634.

207. Бреслер М.С., Яссиевич И.Н. Физические свойства и фотолюминесценция пористоого кремния. — ФТП, 1993, т. 27, вып. 5, с. 871-883.

208. Enachesku М., Hartman Е., Koch F. Correlation of surface morphology with luminescence of porous Si films by scanning tunneling microscopy. Appl. Phys. Lett., 1994, v. 64, No. 11, pp. 1365-1367.

209. Ансельм А.И. "Введение в теорию полупроводников". Москва, Наука, 1978, 615 с.

210. Bai G., Kim К.Н., Nicolet М.-А. Strain in porous silicon formed on a Si (100) substrate. Appl. Phys. Lett., 1990, v.57, No. 23, pp. 2247-2249.

211. Sugiyama H., Nittono O. Annealing effect on lattice distortion in anodized porous silicon layer/ Jpn. J. Appl. Phys., 1989, v. 28, No. 11, pp. L2013-L2016.

212. Richter H., Wang Z.P., Ley L. The one phonon Raman spectrum in microcrystalline silicon. Solid State Communic., 1981, v. 39, pp. 625629.

213. Авакянц Л.П., Авдюхина B.M., Демидович С.Б., и др. Исследование структур и спектров комбинационного рассеяния пористого кремния. Поверхность, 1989, No.5, с.94-99.

214. Перевощиков В.А., Скупов В.Д., Шенгуров В.Г. Механические и геттерирующие свойства структур пористый-монокристаллический кремний. Электронная техника, серия 7 (Технология), 1994, вып.1 (182), с.10-13.

215. Fauchet P.M. Photoluminescence and electroluminescence from porous silicon. Journ. Luminescnece, 1996, v. 27, pp/ 437-448.

216. Pavesi L. Porous silicon: a rout towards a Si-based photonics. -Microelectronics Journal, 1996, v. 27, pp. 437-448.

217. Lalic N., Linnros J. Characterization of porous diode with efficient and tunable electroluminescence. J. Appl. Phys., 1996, v. 80, No. 10, pp. 5971-5977.

218. Collins R.T., Fauchet F., Tishler M.A. Porous silicon: from luminescence to LED. Physics Today, 1997, No. 1, pp. 24-31.

219. Loni A., Simons A.J., Cox T.I., Calcott P.D.J., and Canham L.T. Electroluminescent porous silicon device with an external quantum efficiency grater than 0.1% under cw operation. Electronics Letters, 1995, v. 31, No. 15, pp. 1288-1289.

220. Bsiesy A., Nicolau Y.F., Ermolieff A., Muller F., Gaspard F. Electroluminescence from n+- type porous silicon contacted with layer-by layer deposited polyaniline. -Thin Solid Films,1995, v. 255, pp. 43-48.

221. Sanders G.D.,Chang Y.-Ch. Theory of optical properties of quantum wires in porous silicon. Phys. Rev.B, 1992, v. 45, No. 16, pp. 92029213.

222. Read A.J., Needs R.J., Nash K.J. Canham L.T. Cacott P.D.J., Qteish A. First-principles calculations of the electronic properties of silicon quantum wires. Phys. Rev. Lett., 1992, v. 69, No. 8, pp. 1232-1235.

223. Lee S.-G., Cheong B.-H., Lee K.-H., Chang K.J. First-principles study of the electronic and optical properties of confined silicon systems. Phys. Rev.B, 1995, v. 51, No. 3, pp. 1762-1768.

224. Lazarouk K.S., Jaguiro P., Katsouba S., Masini G., La Monika S., Maiello G., Ferrari A. Stable electroluminescence from reversed biased w-type porous silicon-aluminum Schottky junction device. Appl. Phys. Lett., 1996, v. 68, No. 15, pp. 2108-2110.

225. Lazarouk K.S., Jaguiro P., Katsouba S., La Monika S., Maiello G., Masini G., Ferrari A. Visible light from aluminum-porous silicon Schottky junction. Thin Solid Films, 1996, v. 276, No. 1-2, pp. 168-170.

226. Остроумова E.B., Рогачев A.A. Простая модель Оже-транзистора. -ФТП, 1994, т. 28, с. 1411-1428.

227. Simmons J.G., Taylor G.W., Concepts of gain at an oxide- semiconductor interface and their application to the TETRAN a tunnel transistor - and to the MIS switching device. - Solid State Electronics, 1986, v. 29, No. 3, pp. 287-303.

228. Ben-Chorin M., Moller F., Koch F. Nonlinear electrical transport in porous silicon. Phys. Rev. B, 1994, v. 49, No. 4, pp. 2981-2984.

229. Ben-Chorin M., Moller F., Koch F. Band aligment and carrier injection at the porous silicon-crystalline silicon interface. J. Appl. Phys., 1995, v. 77, No. 9, pp. 4482-4488.

230. Ben-Chorin M, Moller F, Koch F, Schirmacher W, Eberhard M. Hopping transport on a fractal: ac conductivity of porous silicon — Phys. Rev. B, 1994, v. 51, No. 4, pp. 2199-2213.

231. Милне А, Фойхт Д. "Гетеропереходы и переходы металл-полупроводник". М., «Мир», 1973, 432 с.

232. Cadet С, Deresmes D, Vuillaume D, and Stievenard D. Influence of surface defects on the electrical behavior of aluminum-porous silicon junctions. Appl. Phys. Lett, 1994, v. 64, No. 21, pp. 2827-2829.

233. Long D. Scattering of conduction electrons by lattice vibrations in silicon.- Phys. Rev, 1960, v. 1960, v. 120, No. 6, 2024-2032.

234. Ferry D.K. First-order optical and intervalley scattering in semiconductors. Phys. Rev. B, 1976, v. 14, No. 4, pp/ 1605-1609.

235. Ридли Б. "Квантовые процессы в полупроводниках". Москва, Мир, 1986, 304 с.

236. Carlos W.E, Prokes S.M. Oxige-associated defects near Si-Si02 interfaces in porous Si and their role in photoluminescence. J. Vac. Sci. Technol. B, 1995, v. 13, No. 4, pp. 1605-1609.

237. Готра З.Ю. "Технология микроэлектронных устройств". Справочник.- Москва, Радио и связь, 1991, 340 с.

238. Beilin Р.Н., Zwicker W.K. Observation of surface defects in electrolytically etched silicon by infrared microscopy. J. Appl. Phys., 1971, v. 42, No. 3, pp. 1216-1221.

239. Unagami T. Formation mechanism of porous silicon layer by anodization in HF solution. J. Electrochem. Soc. (Solid State and Technoligy), 1980, v. 127, No. 2, pp. 476-483.

240. Емельянов В.И., Уварова И.Ф. Нелинейно-оптическая деформация акустической подсистемы и сверхбыстрое плавление полупроводников короткими лазерными импульсами. Известия АН СССР (сер. физическая), 1986, т. 50, No. 6, с. 1214-1219.

241. Емельянов В.И., Сумбатов A.A. Кристаллизационно-деформационно-тепловая неустойчивость и образование упорядоченных структур при лазерной кристаллизации. -Поверхность, физ., хим., мех., 1988, вып. 7, с. 122-131.

242. Ефимов И.О., Кривенко А.Г., Бендерский В.А. Самоорганизация пространственно-периодических дислокационных структур при лазерной активации кристаллического вольфрамового электрода. -Электрохимия, 1989, т. 25, вып. 12, с. 1587-1594.

243. Бонч-Бруевич В.Л., Звягин И.П., Миронов А.Г. "Доменная электрическая неустойчивость в полупроводниках". Москва, Нука, 1972,414 с.

244. Емцев В.В., Машовец Т.В. "Примеси и дефекты в полупроводниках". -Москва, Радио и связь. 1981, 354 с.

245. Судзуки Т., Есинага X., Такеути С. "Динамика дислокаций и пластичность". Москва, Мир, 1986, 294 с.

246. Мезон У. "Ультразвуковые методы исследований дислокаций". -Москва, Изд-во иностр. лит., 1963, 448 с.

247. Алехин В.П. "Физика прочности и пластичности поверхностных слоев материалов". Москва, Наука, 1983, 280 с.

248. Николис Г, Пригожин И. "Познание сложного". Москва, Мир, 1990, 344 с.

249. Шелль Э. "Самоорганизация в полупроводниках. Неравновесные фазовые переходы, обусловленные генерационно-рекомбинационными процессами". Москва, Мир, 1991, 459 с.

250. Кернер Б.С, Осипов В.В. "Автосолитоны". Москва, Наука, 1991, 198 с.

251. Ландау Л.Д, Лифшиц Е.М. "Теория упругости". т. 7, Москва, Наука, 1987, 248 с.

252. Zhang X.G. Mechanism of pore formation on я-type silicon. J. Electrochem. Soc, 1991, v. 138, No. 12, pp. 3750-3756.

253. Басс Ф.Г, Бочков B.C., Гуревич Ю.Г. "Электроны и фононы в ограниченных полупроводниках". Москва, Наука, 1984, 287 с.

254. Андрианов А.В, Ковалев Д.И, Шуман В.Б, Ярошецкий И.Д. Время-разрешенная фотолюминесценция пористого кремния. ФТП, 1993, т. 27, вып. 1, с. 134-140.

255. KovalevD.I, Yaroshetskii I.D, Muschik T,Petrova-Koch V, Koch F. Fast and slow visible luminescence bands of oxidezed porous Si. Appl. Phys. Lett, 1994, v. 64, No. 2, pp. 214-216.

256. Копаев Ю.В, Молотков C.H, Назин С.С. Размерный эффектв квантовых проводах. Письма в ЖЭТФ, 1992, т. 55, вып. 12, с. 696700.

257. Караванский В.А, Качалов М.А, Маслов А.П, Петров Ю.Н, Селезнев В.Н, Шувалов А.О. Морфология "квантовых проволок" пористого кремния. Письма в ЖЭТФ, т. 57, вып. 4, с. 229-232.

258. Компан М.Е., Шабанов И.И., Беклемышин В.И., Гонтарь В.М., Махонин И.И. О первичной люминесценции пористого кремния. -ФТП, 1996, т. 30, вып. 6, с. 1095-1103.

259. Griming U., Lehmann V, Engelhardt С.М. Two-dimensional infrared photonic band gap structure based on porous silicon. Appl. Phys. Lett., 1995, v. 66, No. 24, pp. 3254-3256.

260. Gruning U., Lehmann V., Ottow S., Bush K. Macroporous silicon with a complete two-dimensional photonic band gap centered 5 |im. Appl. Phys. Lett, 1996, v. 68, No. 6, pp. 747-749.

261. Флюгге 3. "Задачи по квантовой механике". Москва, Мир, 1974, 341 с.

262. Девисон С, Левин Дж. "Поверхностные (таммовские) состояния". -Москва, Мир, 1973, 231 с.

263. Ландау Л.Д, Лифшиц Е.М. "Гидродинамика". т. 6, Москва, Наука, ГРФМЛ. 1986, 736 с.

264. Кириченко В.Н, Петрянов-Соколов И.В, Супрун Н.Н, Шутов А.А. Асимптотический радиус слабопроводящей жидкой струи в электрическом поле. Доклады Академии Наук СССР, 1988, т. 289, No. 4, с. 817-820.

265. Кириченко В.Н, Михайлова А.Д., Полевов В.Н, Петрянов-Соколов И.В. Поперечное расщепление жидкой струи в сильном электрическом поле. Доклады Академии Наук СССР, 1988, т. 302, No. 2, с. 284-287.

266. Федер Е. "Фракталы". Москва, Мир, 254 с.

267. Feder J, Josang Т. Fractal flow in porous media. Physica Scripta,. 1989, v. T29, pp. 200-205.

268. Бренер E.A, Темкин Д.Е. Ячеистая, дендритная и дублонная структуры при направленной кристаллизации. ЖЭТФ, 1996, т. 109, вып. 3, с. 1038-1053.

269. Daccord G. Chemical dissolution of a porous medium by a reactive fluide. -Phys. Rev. Lett., 1987, v. 58, pp. 479-482.

270. Daccord G., Lenormand R. Fractal patterns from chemicaldissolution. -Nature, 1987, v. 325, pp. 41-43.

271. Roy A., Sood A.K. Fracton dimension of porous silicon as determined by low-frequency Raman scattering. Solid State Communic., 1995, v. 93, No. 12, pp. 995-998.

272. Valance A. Porous silicon formation: Stability analysis of the silicon-electrolyte interface. Phys. Rev. B, 1995, v. 25, No. 11, pp.8323-8336.

273. Levy-Clement C., Lagoubi A., Tomkiewicz M. Morphology of porous n-type silicon obtained by photoelectrochemical etching. J. Electrochem. Soc., 1994, v. 141, No. 4, pp. 958-967.

274. Ben-Jacob E., Godbey R., Goldenfeld N.D., Koplik J., Levine H., Mueller Т., Sander L.M. Experimental demonstration of the role of anisotropy in interfacial pattern formation. Phys. Rev. Lett., 1985, v. 55, pp. 1315-1318.

275. Дамаскин Б.Б., Петрий О.А. "Основы теоретической электрохимии". -Москва, Высшая школа, 1978, 239 с.

276. Кайзер Дж. "Статистическая термодинамика неравновесных процессов". Москва, Мир, 1990, 608 с.

277. Райзер Ю.П. "Физика газового разряда". Москва, Наука, ГРФМЛ. 1987, 592 с.