ФТТ, 2008, том 50, выпуск 7

 Содержание  Предыдущая статья  Следующая статья  Поиск  

Новый метод твердофазной эпитаксии карбида кремния на кремнии: модель и эксперимент

С.А.Кукушкин, А.В.Осипов

Институт проблем машиноведения Российской академии наук,
199178 Санкт-Петербург, Россия
E-mail: ksa@phase.ipme.ru

(Поступила в Редакцию 30 ноября 2007 г.)

Предложен теоретически и реализован экспериментально новый метод твердофазной эпитаксаии карбида кремния SiC на кремнии Si. Рост пленки SiC различных политипов на Si(111) осуществляется за счет химической реакции (при T=1100-1400oC) монокристаллического кремния с газообразным оксидом углерода CO (p=10-300 Pa). Часть атомов кремния превращается в газообразный оксид кремния SiO и покидает систему, что приводит к образованию вакансий и пор в кремнии на границе между кремнием и карбидом кремния. Эти поры обеспечивают существенную релаксацию упругих напряжений, вызванную несоответствием решеток Si и SiC. Рентгеноструктурные, электронографические и электронно-микроскопические исследования, а также люминесцентный анализ показали, что слои карбида кремния являются эпитаксиальными, однородными по толщине и могут содержать в зависимости от условий роста различные политипы, а также их смесь. Характерный размер пор --- 1-5 mum при толщине пленки ~20-100 nm. Термодинамическая теория зародышеобразования обобщена на случай с химической реакцией. Построены кинетическая и термодинамическая теории данного механизма роста, вычислены зависимости от времени числа зародышей новой фазы, плотностей химических компонентов, толщины пленки. Предложена модель релаксации упругих напряжений в пленке за счет вакансий и пор в подложке.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (гранты N 06-03-32467, 07-08-00542), ХК \glqq Созвездие Водолея\grqq (проект \glqq Кристалл\grqq), Санкт-Петербург, Санкт-Петербургского научного центра РАН, проекта НФМ-1/03, Фонда поддержки науки и образования, Санкт-Петербург.

PACS: 61.46.-w, 68.18.Jk, 81.15.-z, 81.15.Aa

 PDF версия (858Kb)   Другие выпуски  Другие журналы   Помощь 
Copyright (C) 2008, Коллектив авторов  Разработано...  webmaster