Особливості напруженого стану германієвих нанокристалів в матриці SiOx

Abstract

З використанням ІЧ Фур’є-спектроскопії, раманівського розсіювання та комп’ютерного моделювання досліджуються особливості механічних напружень в германієвих нанокристалах, синтезованих в аморфній матриці SiOx з буферним шаром SixNy. Встановлено, що германієві нанокристали зазнають суттєвих напружень стиснення величиною до 2.9 ГПа. Високі значення деформацій пояснюються частковим проникненням нанокристалів у кремнієву підкладку. Основним джерелом механічних напружень в цьому випадку слугує невідповідність решіток кремнію та германію.

С использованием ИК Фурье-спектроскопии, рамановского рассеивания и компьютерного моделирования исследуются особенности механических напряжений в германиевых нанокристаллах, синтезированных в аморфной матрице SiОx с буферным слоем SixNy. Установлено, что германиевые нано- кристаллы испытывают существенные напряжения сжатия величиной до 2.9 ГПа. Столь высокие значения деформаций объясняются частичным проникновением нанокристаллов в кремниевую подложку. Основным источником механических напряжений в этом случае является несоответствие решеток кремния и германия.

Features of mechanical stress in germanium nanocrystals synthesised in amorphous SiОx matrix with SixNy buffer layer were studied by means of Fourier transform infrared absorption spectroscopy, Raman scattering and computer modeling. It was found that the germanium nanocrystals are under significant compressive stress with a magnitude of up to 2.9 GPa. Such a high strain value can be explained by a partial penetration of the nanocrystals in the silicon substrate. In this case the principal source of mechanical stress is the lattice mismatch between silicon and germanium.