Влияние ионного облучения на свойства пиролитического нитрида бора

Abstract

Улучшение эксплуатационных характеристик диэлектриков достигается применением ионного облучения (ИО) с последующим термическим или радиационным отжигом для аннигиляции радиационных дефектов (РД) и формирования комплексов из имплантированных ионов и РД. Короткоимпульсная имплантация (КИИ) ионов сопровождается нагревом приповерхностных слоев, обеспечивает одновременный отжиг РД, преобразование и стабилизацию комплексов РД, что отражается на свойствах материалов. В работе исследованы электрические и оптические характеристики пиролитического нитрида бора (ПНБ) после облучения ионами углерода в режимах мощного ионного пучка и высокоинтенсивной КИИ, рассмотрены вероятные причины изменения свойств. Спектры поглощения свидетельствует о доминирующем влиянии статического беспорядка, обусловленного РД. После облучения на поверхности ПНБ формируется новый полупроводниковый материал, обладающий максимальной шириной запрещенной зоны 3.3-3.45 эВ, ее текущей величиной 2.65–2.83 эВ для прямых разрешенных переходов и 1.1-1.8 эВ для непрямых переходов и экспоненциальным краем поглощения при энергии 1.3-2.6 эВ и 2.6-3.3 эВ. Оптическое поглощение и электроперенос обусловлены РД типа анионных вакансий и их простейшими комплексами = The improvement of operating characteristic of an insulators is achieved by using ion irradiation (II) with subsequent thermal or radiative annealing for annihilation of radiation defects (RDs) and the formation of complexes of the implanted ions and the RDs. Short–pulse implantation of ions (SPII) is accompanied by heating of the surface layers allows a simultaneous annealing of RDs, a conversion, and a stabilization of the complexes of RDs that affects the properties of the materials. The electrical and optical characteristics of pyrolytic boron nitride (PBN) after irradiation with carbon ions in the modes of power ion beam and high–intensive SPII were investigated and likely causes of changes in properties were considered. Absorption spectra indicate about dominant influence of static disorder induced by RDs. A new defective material having the maximum band gap of 3.3–3.45 eV, its current value is 2.65–2.83 eV for direct allowed transitions, and 1.1–1.8 eV for indirect transitions and the exponential edge of absorption at energies of 1.3–2.6 eV and 2.6–3.3 eV had been formed as a result of irradiation of PBN. Optical absorption and transport charge were caused by RDs such as an anion vacancies and their simplest complexes