“Зародышевые” трещины на поверхности кристалла кремния

Методами интерференционной профилометрии белого света и фотолюминесцентной спектроскопии (PL) исследована поверхность (100) кристалла кремния после резки заготовки алмазным диском и последующей полировки. Обнаружено, что она покрыта “бороздками”. Их длина — 10-40 $\mu$m, а глубина квантована – имеет 4 преимущественных значения – 1, 2.6, 3.6 и 4.5 nm. В спектрах PL поверхности наблюдали 4 полосы — 1.63, 1.62, 1.68 и 2.25 eV, которые возникают из-за конфайнмента, т. е. увеличения ширины запрещенной зоны и нарушением закона сохранения импульса в нанокристаллах. По энергии максимумов этих полос определены размеры нанокристалов – 2, 2.3, 3 и 4 nm. При резке кремния или удара по нейму бойком наблюдали сигналы фрактолюминесценции (FL), содержавшие по 4 максимума. Сигналы образуются при прорыве дислокациями барьеров, возникающих в местах пересечения плоскостей скольжения и образовании “зародышевых” трещин. По скорости роста интенсивности максимумов, определены размеры трещин: 1.9, 3, 3.2 и 6 nm. Совпадение значений глубин бороздок, размеров кристаллов и “зародышевых” трещин позволило сделать вывод, что бороздки представляют собой “зародышевые” трещины.