Исследование кремния, легированного ионами цинка и отожженного в кислороде

Представлены результаты исследования приповерхностного слоя кремния и формирования преципитатов в образцах СZ $n$-Si(100), имплантированного ионами $^{64}$Zn$^{+}$ с дозой 5 $\cdot$ 10$^{16}$ см$^{-2}$ с энергией 50 кэВ при комнатной температуре с последующим окислением при температурах от 400 до 900$^\circ$С. Визуализация поверхности проведена с помощью электронного микроскопа, а приповерхностного слоя с профилированием по глубине с помощью картирования элементов методом оже-электронной спектрокопии. Анализ распределения примесных ионов в кремнии проводился на времяпролетном вторично-ионном масс-спектрометре. Методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии исследовано химическое состояние атомов матрицы кремния и примесных атомов цинка и кислорода, а также уточнен фазовый состав имплантированного и отожженных образцов.
После имплантации Zn наблюдаются два максимума его концентрации: на поверхности пластины и на глубине 70 нм, при этом на поверхности и в приповерхностном слое происходит образование наночастиц фазы металлического Zn и фазы ZnO с размером порядка 10 нм. После отжига в кислороде в Si вблизи поверхности обнаружена фаза ZnO $\cdot$ Zn$_{2}$SiO$_{4}$, а на глубине 50 нм фаза Zn $\cdot$ ZnO.