ИДЕНТИФИКАЦИЯ И КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ПОЛИМОРФИЗМА КРЕМНИЯ В ТОНКИХ ПЛЁНКАХ МАГНЕТРОННОГО НАПЫЛЕНИЯ

Аннотация

В статье поднимается проблема разногласий различных подходов к изучению полиморфизма кремния в кремниевых нано плёнках методом рамановской спектроскопии. Здесь оценка полиморфизма проводилась с помощью прибора марки Horiba Jobin–Yvon HR800UV (Франция). В качестве источника возбуждения использовался аргон-кадмиевый лазер с длиной волны 315 нм. Измерения проводились в диапазоне от 0 до 3200 см^-1. Изучены два различных типа плёнки. Параллельные замеры спектров Рамана выявили однородность полиморфного состава плёнок обоих типов, что говорит о преимуществе технологии магнетронного напыления перед методом CVD в этой части. При анализе установлены: расщепленный пик с максимумом в районе 120 см^-1, интерпретированный как проявление аморфного кремния, пик в районе 210 см^-1, отнесённый к кристаллической форме кремния. В районе 408 и 520 см^-1 найдены пики, которые можно оценивать как признаки нано кремния. Также на спектрограмме имеются пики в диапазоне 600-660 см^-1 (предположительно силицид меди, промежуточный слой между подложкой и плёнкой), а также пики 900-1000 см^-1 и 1500-1660 см^-1, идентифицированные как проявления меди. Установлено, что в случае кремниевой плёнки с аморфной и кристаллической структурой длины волны лазера 315 нм достаточно, чтобы луч проникнул к подложке и промежуточным слоям и зарегистрировал их спектр. При этом медь подложки идентифицируется пиком в районе 1500-1660 см^-1. Нано кристаллическая структура менее проницаема и идентификационный пик меди в этом случае в районе 900-1000 см^-1. В наибольшей степени полученные результаты коррелируют с результатами, полученными Левицким В.С. Рекомендуется использовать его подходы к идентификации кремниевых плёнок, как наиболее адекватно описывающие связь результатов рамановской спектрометрии и полиморфизма кремниевых плёнок.