Положительный заряд в КНС-гетероструктурах с межслойным оксидом кремния

Впервые продемонстрирован перенос имплантированным водородом сплошных слоев (001) Si толщиной 0.2–1.7 мкм на $c$-поверхность сапфира в процессе прямого сращивания при повышенных температурах 300–500$^\circ$С. Впервые обнаружено формирование промежуточного слоя оксида кремния SiO$_{x}$ при последующих термообработках при температурах 800–1100$^\circ$С, рост толщины которого (до 3 нм) коррелирует с увеличением положительного заряда Q$_{i}$ на гетерогранице до значения $\sim$1.5 $\cdot$ 10$^{12}$ см$^{-2}$ в отличие от отрицательного заряда на гетерогранице SiO$_{x}$/Al$_{2}$O$_{3}$ ALD. При переносе на сапфир слоя кремния вместе со слоем термического диоксида кремния величина Q$_{i}$ уменьшается более чем на порядок, до 5 $\cdot$ 10$^{10}$ см$^{-2}$, с ростом толщины SiO$_{2}$ от 50 до 400 нм, а подвижности электронов и дырок практически не отличаются от величин в объeмном кремнии. На основании этих результатов предложена качественная модель формирования положительно заряженных кислородных вакансий в 5-нанометровом слое сапфира вблизи границы сращивания.