ISSN:
2181-3906
2025
International scientific journal
«MODERN
SCIENCE
АND RESEARCH»
VOLUME 4 / ISSUE 4 / UIF:8.2 / MODERNSCIENCE.UZ
1158
UDK: 539.12
KREMNIY MONOKRISTALIDA NANOOBYEKTLAR HOSIL BO`LISHINING
ION-IMPLANTATSIYA MIQDORIGA BOG`LIQLIGINI O`RGANISH
Arziqulov E.U
1
Salohiddinov F
1
Nurmaxammadov U.O
2
1
-Sh.Rashidov nomidagi SamDU, Muhandislik fizikasi institute.
Qattiq jismlar fizikasi kafedrasi professor o’qituvchilari
2
-magistr, “O`zMMI” DM Samarqand filiali mutaxassisi.
uchqunnurmuhammedov@gmail.com
Tel.: 97-912-35-58.
https://doi.org/10.5281/zenodo.15247185
Annotatsiya. Hozirgi vaqtda ion implantatsiya usuli materiallarning sirt xususiyatlarini
maqsadli o'zgartirishning keng qo'llaniladigan usullaridan biridir. Ion implantatsiyasini
qo'llashning asosiy sohasi yarimo'tkazgich kristallariga aralashmalarni kiritishdir. Ushbu
maqolada Kremniy kristallini Bor bilan implantatsiya qilgandan keyingi strukturasining
eksperimental tadqiqotlari natijalari keltirilgan. Yorug`likning kombinatsion sochilishi usulining
yarimo'tkazgich kristallarining sirt tuzilishidagi buzilishlarga yuqori sezgirligi ko'rsatilgan.
Spektrometr yurug`likning kombinatsion sochilish spektroskopik metodi yoki Romanov
spektroskopiyasiga asoslangan.
Kalit so`zlar: Yorug`likning kombinatsion sochilishi, Kremniy monokristalli, Romanov
spektroskopiyasi, ion-implantatsiya, implantatsiya dozasi.
ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ НАНООБЪЕКТОВ В
МОНОКРИСТАЛЛЕ КРЕМНИЯ ОТ ОБЪЕМА ИОННОЙ ИМПЛАНТАЦИИ
Аннотация. В настоящее время ионная имплантация является одним из широко
используемых способов направленного изменения поверхностных свойств материалов.
Основная область применения ионной имплантации – введение примесей в
полупроводниковые кристаллы. Приведены результаты экспериментальных исследований
структуры кристаллов кремния после имплантации ионами бора. Показана высокая
чувствительность метода Комбинаторное рассеяние света к нарушениям
поверхностной структуры полупроводниковых кристаллов. Работа спектрометра
основан на методе спектроскопии комбинационного рассеяния света, или романовской
спектроскопии.
ISSN:
2181-3906
2025
International scientific journal
«MODERN
SCIENCE
АND RESEARCH»
VOLUME 4 / ISSUE 4 / UIF:8.2 / MODERNSCIENCE.UZ
1159
Ключевые слова: Рамановское рассеяние света, монокристалл кремния,
спектроскопия Романова, ионная-имплантация, доза имплантации.
STUDYING THE DEPENDENCE OF THE FORMATION OF NANOOBJECTS IN
SILICON SINGLE CRYSTAL ON THE AMOUNT OF ION IMPLANTATION
Abstract. At present, ion implantation is one of the widely used methods of targeted
change of surface properties of materials. The main area of application of ion implantation is
introduction of impurities into semiconductor crystals. The results of experimental studies of the
structure of silicon crystals after implantation with boron ions are presented. High sensitivity of
the Combinatorial Light Scattering method to violations of the surface structure of
semiconductor crystals is shown. The spectrometer operation is based on the method of Raman
spectroscopy, or Romanov spectroscopy.
Key words: Raman scattering of light, Silicon single crystal, Romanov spectroscopy, ion
implantation, implantation dose.
Ion implantatsiyasi
past haroratli jarayon bo'lib, uning yordamida bir elementning
ionlari qattiq nishonga tezlashadi va shu bilan nishonning fizik, kimyoviy yoki elektr
xususiyatlarini o'zgartiradi. Ion implantatsiyasi yarimo'tkazgichli qurilmalarni ishlab chiqarishda
va metallga ishlov berishda, shuningdek materialshunoslik tadqiqotlarida qo'llaniladi.
Ionlar nishonning elementar tarkibini o'zgartirishi mumkin. Ion implantatsiyasi,
shuningdek, ionlar nishonga yuqori energiya bilan ta'sir qilganda kimyoviy va fizik
o'zgarishlarga olib keladi
.
Bor, fosfor yoki mishyak bilan yarimo'tkazgichlarni legerlash qilish
ion implantatsiyasining keng tarqalgan qo'llanilishidir.
Yarimo'tkazgichga implantatsiya qilinganida, har bir legerlash atomi silliqlangandan
keyin yarimo'tkazgichda zaryad tashuvchini yaratishi mumkin. Bu uning yaqinidagi
yarimo'tkazgichning o'tkazuvchanligini o'zgartiradi.
Ushbu taqdim etilayotgan ish atom kuch mikroskopi (AKM) va yorug`likning
kombinatsion sochilishi (YKS) metodlariga asoslangan holda kremniy monokristallida
nanoo`lchamli obyektlar hosil bo`lishi o`rganilgan. Kremniy monokristallari yuzasidagi
ob'ektlarning morfologiyasini o'rganish uchun AKM usuli kontakt rejimida ko'p funksiyali
skanerlash atom kuch mikroskopi AFM Core 300 dan (3-rasm) foydalanildi.
ISSN:
2181-3906
2025
International scientific journal
«MODERN
SCIENCE
АND RESEARCH»
VOLUME 4 / ISSUE 4 / UIF:8.2 / MODERNSCIENCE.UZ
1160
Namunalar o’lchangan laboratoriya xonalarining harorati, nisbiy namligi va atmosfera
bosimi doimiy tekshirildi. Laboratoriya xonasining harorati, nisbiy namligi va atmosfera bosimi
“TROTEC DL200D” turidagi yuqori aniqlikdagi universal dataloger yordamida amalga oshirildi.
Tadqiqotlar 2024-yilning noyabr oyida Samarqand davlat universiteti qoshidagi
muhandislik fizikasida institutning professor o`qituvchilari va “O`zbekiston milliy metrologiya
instituti” DM Samarqand filiali mutaxassislari ishtirokida o`tkazildi.
Kremniy namunalari yuzasining uch o'lchovli tasvirlari 1-rasmda ko'rsatilgan. 1-rasmdan
ko'rinib turibdiki, har xil nano o'lchamdagi ob'ektlar sirtda aniq ajratilgan.
Namunalar yuzasida hosil bo'lgan kremniy monokristallarida nano o'lchamdagi jismlar
hosil bo'lishining geometrik parametrlari aniqlanadi.
1-rasm. Kremniy namunasi yuzasining uch o'lchovli AKM tasvirlari.
Bizga ma’lumki, YKS metodi qattiq jismlarning tebranish spektrlarini o'rganishning
informatsion usullaridan biri ekanligi ma'lum. Agar sirtga tushuvchi nurlanish kvantlarining
energiyasi E
o
bizning tajribalarimizda yarimo'tkazgich yoki dielektrikning ta’qiqlangan zonasi
kengligi E
g
dan katta bo'lsa, namuna KDB-0,04 markali bir kristalli kremniy bo'lsa), unda
ikkilamchi nurlanish faqat o'rganilayotgan materialning sirt qatlamida (bir necha mikron) sodir
bo'ladi. Sirtda YKS turli faktorlar (harorat, kuchlanish, nurlanish) ga bog`liq.
YKS tarqalish zonasining intensivligi, joylashuvi va kengligi ularning o'lchamlari, turli
kuchlanish va haroratlarda va turli nurlanishlarda qimmatli ma'lumotlarni beradi.
Tadqiqotlar “Renishaw” (Buyuk Britaniya) kompaniyasi tomonidan ishlab chiqarilgan
InVia Raman Spektrometrida o'tkazildi (2-rasm). Spektrometr YKS spektroskopik metodi yoki
Romanov spektroskopiyasiga asoslangan.
ISSN:
2181-3906
2025
International scientific journal
«MODERN
SCIENCE
АND RESEARCH»
VOLUME 4 / ISSUE 4 / UIF:8.2 / MODERNSCIENCE.UZ
1161
2-rasm. “Renishaw” (Buyuk Britaniya) kompaniyasi tomonidan ishlab chiqarilgan
InVia Raman Spektrometri.
3-rasm. “AFM Core 300” turidagi atom kuch mikroskopi.
Biz KDB-004 turidagi (Bor bilan legirlangan, kovakli elektr o`tkazuvchanlikka ega
bo`lgan, nisbiy qarshiligi 0.04 Om·sm bo`lgan kremniy) kremniyning spektrlarini o`rgandik.
Uning kristallografik yo`nalishi [111] ko`rinishida bo`ladi. Namuna dastlab 5,0 × 8 × 10
mm o'lchamda kesilgan va ishlov berilgan, keyin pasta bilan silliqlangan. Ushbu
operatsiyalardan so'ng, namunalar toluolda tozalangan, demonizatsiyalangan suv oqimida
yuviladi.
O'lchovlar xona haroratida to'lqinlar soni 50-1000 sm
-1
oralig'ida amalga oshirildi.
Qo'zg'atuvchi manba sifatida 532 nm to'lqin uzunligi va 50 mVt nominal quvvatga ega
bo`lgan Cobolt CW 532 nm DPSS lazeridan foydalanildi. O'lchovlar davomida 1800 shtrix/mm
davriga ega bo'lgan difraktsion panjara va qayd qilish uskunasi sifatida standart Renishaw CCD
Camera detektori ishlatilgan.
4-rasmda o'rganilayotgan kristallning YKS spektrlari ko'rsatilgan. Kremniy bo'yicha
eksperimental ma'lumotlarning natijalari shuni ko'rsatdiki, ionlantirilmagan kremniy spektri 520
sm
-1
chastotada tor cho`qqi va 301 sm
-1
va 971 sm
-1
chastotali keng cho`qqilarni o'z ichiga oladi.
ISSN:
2181-3906
2025
International scientific journal
«MODERN
SCIENCE
АND RESEARCH»
VOLUME 4 / ISSUE 4 / UIF:8.2 / MODERNSCIENCE.UZ
1162
Implantatsiya dozasi 5‧10
15
dan 1,0‧10
17
ion/sm
2
gacha bo'lgan ionli implantatsiya
qilingan namunalarning YKS spektrlari 5-rasmda ko'rsatilgan. 6-rasmdan ko'rinib turibdiki,
dastlabki namunadan farqli o'laroq, ion-implantatsiya qilingan namunalarda YKS spektrida 63,
182, 289, 470 va 803 sm
-1
chastotali 5 ta yangi cho'qqilar, ulardan 4 tasi 520 sm
-1
ga teng
markaziy cho'qqiga nisbatan past chastotalar tomon va yuqori chastotalar yo'nalishi bo'yicha
joylashuvi va intensivligi implantatsiya dozasiga qarab o'zgaradi.
4-rasm.
200
mkm
qalinlikdagi
nanokristalli
kremniyning
ion-
implantatsiyalanmagan holatidagi spektrlari.
ISSN:
2181-3906
2025
International scientific journal
«MODERN
SCIENCE
АND RESEARCH»
VOLUME 4 / ISSUE 4 / UIF:8.2 / MODERNSCIENCE.UZ
1163
5-rasm. Ion-implantatsiyalangan kremniy YKS spektrlarinining implantatsiya
dozasiga bog`liqligi: implantatsiya dozasi, ion/sm
2
: a –5,0‧10
15
, b – 1,0‧10
16
, c – 5,0‧10
16
, d –
1,0‧10
17
, ionlar energiyasi 40 keV, Т = 300 К
6-rasm. Namunaning turli qismlarida spektr intensivligining lokal o'zgarishi.
Implantatsiya dozasi 5‧10
15
dan 1,0‧10
17
ion/sm
2
gacha bo'lgan ion-implantatsiya qilingan
namunalarning YKS spektridagi lokal o'zgarishlar 6-rasmda ko'rsatilgan.
Rasmdan ko'rinib turibdiki, spektrdagi intensivlikning bunday o'zgarishi barcha ion
implantatsiya qilingan namunalardagi nanostrukturaviy xususiyatlarni aniqlash imkonini berdi.
Fonon diapazoni holati va shakli intensivligining kuzatilgan o'zgarishi monokristalli
kremniy plyonkalarining nanostrukturaviy tarkibi va tuzilishi haqida to'liq ma'lumotni o'z ichiga
oladi.
REFERENCES
1.
Каримуллин К. Р., Зуйков В. А., Самарцев В. В. Детектирование световых
импульсов в режиме счета фотонов//Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Физ.-матем.
науки. 2006. №1. URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/
impulsov-v-rezhime-scheta-fotonov (дата обращения: 30.08.2022).
ISSN:
2181-3906
2025
International scientific journal
«MODERN
SCIENCE
АND RESEARCH»
VOLUME 4 / ISSUE 4 / UIF:8.2 / MODERNSCIENCE.UZ
1164
2.
Жепаров Ф.С., Львов Д.В. Нейтронные исследования конденсированных сред:
Учебное пособие. М.: НИЯУ МИФИ, 2012. – 188 с.
3.
https://www.renishaw.com/en/invia-confocal-raman-microscope-6260
4.
Кордона М. Рассеяние света в твердых телах. М.: Мир, 1979. – 392 с.
5.
Shuker R., Gammon R. Raman scattering selection-rule breaking and the density of states
in amorphous materials. Phys. Rev.B. 1970. V.25, N 4. P.222-225.
6.
Бродский М.Х. Комбинационное рассеяние света в аморфных полупроводниках.
Рассеяние света в твердых телах. Под ред. М. Кардоны. М., "Мир", 1979. Гл.5, С.
239-289.
