Люминесценция тонких пленок HfхZr1_xО2 при возбуждении синхротронным излучением вакуумного ультрафиолетового диапазона

Аннотация

С использованием методов низкотемпературной люминесцентной спектроскопии и синхротронного излучения вакуумного ультрафиолетового диапазона (синхротрон M A X IV, Lund, Sweden) изучены процессы переноса заряда и природа ловушек носителей заряда, ответственных за токи утечки в нанометровых диэлектрических пленках твердых растворов гафний-цирконий-кислород HfvZri- , 0 2 на кремниевой подложке, а также в пленках, легированных ионами La. Спектры фотолюминесценции, спектры возбуждения фотолюминесценции полосы 2.7 eV и предыдущие данные моделирования на основе теории функционала плотности подтверждают наличие кислородной вакансии в исследованных пленках. На основе исследования конкурирующих каналов релаксации электронных возбуждений за счет излучательного распада авто локализованных экситонов (полоса эмиссии 4.35 eV) и люминесценции дефектов (полосы эмиссии 2.7 и 3.5 eV) сделан вывод об эффективности транспорта и захвата экситонов и раздельных носителей заряда в пленках с разной степенью дефектности и пленках, легированных лантаном. Данные подтверждают вывод о том, что кислородные вакансии являются центрами эффективного захвата и рекомбинации носителей заряда и ответственны за токи утечки в исследуемых пленках.