Вышедшие номера
Home » Физика и техника полупроводников » Год 2024, выпуск 7 » Статья стр. 349
<<<>>>
Химическая кинетика процесса нитридизации поверхности Si(111) при температурах ниже структурного фазового перехода (7x7)->(1x1)
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, государственное задание, FWGW-2022-0015
Мансуров В.Г. 1, Малин Т.В. 1, Башкатов Д.Д.1,2, Милахин Д.С. 1,2, Журавлев К.С. 1
1Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия
2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия
Email: mansurov@isp.nsc.ru, mal-tv@isp.nsc.ru, bashkatov2601@mail.ru, dmilakhin@isp.nsc.ru, zhur@isp.nsc.ru
Поступила в редакцию: 19 апреля 2024 г.
В окончательной редакции: 20 сентября 2024 г.
Принята к печати: 20 сентября 2024 г.
Выставление онлайн: 12 ноября 2024 г.
PDF версия
Выполнено исследование влияния условий формирования кристаллической фазы нитрида кремния на кинетику процесса в результате контролируемой нитридизации реконструированной поверхности Si(111) (7x7) при варьировании температуры подложки в диапазоне 700-800oC. Из анализа дифракционных картин, полученных методом дифракции быстрых электронов на отражение, установлено, что кинетика образования двумерной кристаллической фазы (8x8) в диапазоне температур 700-800oC отличается от скорости высокотемпературной нитридизации и проявляет классическое активационно-реакционное поведение, свидетельствующее о наличии активационного барьера. Определен активационный барьер 0.6 эВ, связанный с теплотой образования подвижного атома кремния из адатомов структуры (7x7), участвующего в образовании кристаллической фазы SiN (8x8) на упорядоченной кремниевой сверхструктуре (7x7) и предложена кинетическая схема процесса. Ключевые слова: аммиачная молекулярно-лучевая эпитаксия (NH3-МЛЭ), кинетика нитридизации, кристаллический SiN (8x8), кремний Si(111), ДБЭО.
  1. S. Zhou, X. Zhao, P. Du, Z. Zhang, X. Liu, S. Liu, L.J. Guo. Nanoscale, 14 (13), 4887 (2022). DOI: 10.1039/D1NR08221C
  2. V. Jmerik, D. Nechaev, A. Semenov, E. Evropeitsev, T. Shubina, A. Toropov, M. Yagovkina, P. Alekseev, B. Borodin, K. Orekhova, V. Kozlovsky, M. Zverev, N. Gamov, T. Wang, X. Wang, M. Pristovsek, H. Amano, S. Ivanov. Nanomaterials, 13 (6), 1077(2023). DOI: 10.3390/nano13061077
  3. J.W. Yang, A. Lunev, G. Simin, A. Chitnis, M. Shatalov, M. Asif Khan, J.E. Van Nostrand, R. Gaska. Appl. Phys. Lett., 76 (3), 273 (2000). DOI: 10.1063/1.125745
  4. B. Fan, X. Zhao, J. Zhang, Y. Sun, H. Yang, L.J. Guo, S. Zhou. Laser Photon. Rev., 17 (3), 2200455 (2023). DOI: 10.1002/lpor.202200455
  5. A. Osinsky, S. Gangopadhyay, J.W. Yang, R. Gaska, D. Kuksenkov, H. Temkin, I.K. Shmagin, Y.C. Chang, J.F. Muth, R.M. Kolbas. Appl. Phys. Lett., 72 (5), 551 (1998). DOI: 10.1063/1.120755
  6. T. Li, Y. Lu, Z. Chen. Nanomaterials, 12 (23), 4169 (2022). DOI: 10.3390/nano12234169
  7. K.-S. Im, S.P. Reddy Mallem, J.-S. Choi, Y.-M. Hwang, J.-S. Roh, S.-J. An, J.-H. Lee. Nanomaterials, 12 (4), 643 (2022). DOI: 10.3390/nano12040643
  8. T. Egawa, N. Nakada, H. Ishikawa, M. Umeno. Electron. Lett., 36 (21), 1816 (2000). DOI: 10.1049/el:20001282
  9. H. Lahr\`eche, P. Vennegu\`es, O. Tottereau, M. Laugt, P. Lorenzini, M. Leroux, B. Beaumont, P. Gibart. J. Cryst. Growth, 217 (1-2), 13 (2000). DOI: 10.1016/S0022-0248(00)00478-4
  10. H. Umeda, A. Suzuki, Y. Anda, M. Ishida, T. Ueda, T. Tanaka, D. Ueda. 2010 Int. Electron Devices Meeting, 2010, Technical Digest (San Francisco, CA, USA, 2010) p. 20-5. DOI: 10.1109/IEDM.2010.5703400
  11. S. Pal, C. Jacob. Bull. Mater. Sci., 27 (6), 501 (2004). DOI: 10.1007/BF02707276
  12. A. Le Louarn, S. V ezian, F. Semond, J. Massies. J. Cryst. Growth, 311 (12), 3278 (2009). DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2009.04.001
  13. V.G. Mansurov, T.V. Malin, Y.G. Galitsyn, A.A. Shklyaev, K.S. Zhuravlev. J. Cryst. Growth, 441, 12 (2016). DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2016.02.007
  14. D. Milakhin, T. Malin, V. Mansurov, Y. Maidebura, D. Bashkatov, I. Milekhin, S. Goryainov, V. Volodin, I. Loshkarev, V. Vdovin, A. Gutakovskii, S. Ponomarev, K. Zhuravlev. Surf. Interfaces, 51, 104817 (2024). DOI: 10.1016/j.surfin.2024.104817
  15. A. Ishizaka, Y. Shiraki. J. Electrochem. Soc., 133 (4), 666 (1986). DOI: 10.1149/1.2108651
  16. V. Mansurov, Y. Galitsyn, T. Malin, S. Teys, D. Milakhin, K. Zhuravlev. Appl. Surf. Sci., 571, 151276 (2022). DOI: 10.1016/j.apsusc.2021.151276
  17. V.G. Mansurov, Y.G. Galitsyn, T.V. Malin, S.A. Teys, K.S. Zhuravlev, I. Cora, B. Pecz. In: 2D Materials (p. 31). IntechOpen (2018). DOI: 10.5772/intechopen.81775
  18. V. Mansurov, T. Malin, S. Teys, V. Atuchin, D. Milakhin, K. Zhuravlev. Crystals, 12 (12), 1707 (2022). DOI: 10.3390/cryst12121707
  19. V. Mansurov, T. Malin, V. Golyashov, D. Milakhin, K. Zhuravlev. Appl. Surf. Sci., 640, 158313 (2023). DOI: 10.1016/j.apsusc.2023.158313
  20. D.D. Bashkatov, T.V. Malin, V.G. Mansurov, D.S. Milakhin, K.S. Zhuravlev. 2023 IEEE 23rd Int. Conf. of Young Professionals in Electron Devices and Materials (EDM), 2022, Technical Digest (Novosibirsk, Russian Federation, 2023) p. 200. DOI: 10.1109/EDM58354.2023.10225173
  21. P.D. Desai. J. Phys. Chem. Ref. Data, 15 (3), 967 (1986). DOI: 10.1063/1.555761
  22. A.V. Latyshev, A.L. Aseev, A.B. Krasilnikov, S.I. Stenin. Surf. Sci., 213 (1), 157 (1989). DOI: 10.1016/0039-6028(89)90256-2
  23. Y.F. Zhao, H.Q. Yang, J.N. Gao, Z.Q. Xue, S.J. Pang. Surf. Sci., 406 (1-3), L614 (1988). DOI: 10.1016/S0039-6028(98)00237-4
  24. H. Uchida, S. Watanabe, H. Kuramochi, J. Kim, K. Nishimura, M. Inoue, M. Aono. Phys. Rev. B, 66 (16), 161316 (2002). DOI: 10.1103/PhysRevB.66.161316
  25. T. Sato, S.I. Kitamura, M. Iwatsuki. J. Vac. Sci. Technol. A, 18 (3), 960 (2000). DOI: 10.1116/1.58228

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme