Микрокристаллическая структура и светоизлучающие свойства 3C-SiC островковых пленок, выращиваемых на поверхности Si(100)
Орлов Л.К.1,2, Вдовин В.И.3, Ивина Н.Л.4
1Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, Нижний Новгород, Россия
2Институт физики микроструктур Российской академии наук, Нижний Новгород, Россия
3Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия
4РАНХ и ГС Академия при Президенте Российской Федерации, Нижний Новгород, Россия
Email: orlov@ipm.sci-nnov.ru
Поступила в редакцию: 21 февраля 2019 г.
Выставление онлайн: 19 июня 2019 г.
Изучаются особенности кристаллической структуры и светоизлучающие свойства островковых 3C-SiC пленок, выращиваемых при пониженных температурах на поверхности Si(100) методом вакуумной химической эпитаксии с использованием водородсодержащих соединений. Методами микроскопии прослеживается характер зарождения, механизмы роста нанокристаллической текстуры микроостровков, а также влияние на форму зарождающихся островков упругих напряжений, накапливаемых на поверхности растущей карбидной пленки. Проведено сопоставление спектров катодолюминесценции от поверхностного карбидизированного слоя Si и от различных участков отдельного 3C-SiC островка. Обсуждаются возможные механизмы появления в наблюдаемых спектрах эпитаксиальных структур дополнительных спектральных линий, сдвинутых относительно основного пика в красную и ультрафиолетовую области спектрального диапазона. Ранее эти полосы излучения обнаруживались только в спектрах люминесценции SiC нанокристаллитов, встраиваемых в различные (чаще всего SiO2) матрицы. Сопоставительный анализ поведения линий в наблюдаемых люминесцентных спектрах не показал заметного влияния размеров формируемых поверхностных нанокристаллитов на их положение, но продемонстрировал их явную зависимость от содержания кислорода на границе между 3C-SiС слоем и кремниевой подложкой. Ключевые слова: кубическая фаза карбида кремния, гетероэпитаксия, островковый рост, микрокристаллическая структура, катодолюминесценция, светоизлучающие механизмы.
- A.A. Лебедев, А.М. Стрельчук, С.Ю. Давыдов, А.Е. Черенков, А.Н. Кузнецов, А.С. Трегубова, Л.М. Сорокин, М.П. Щеглов, А.В. Садохин, С. Ионеда, Ш. Нишино. ФТП 40, 1432 (2006)
- K.W. Ang, K.J. Chui, V. Bliznetsov, C.H. Tung, A. Du, N. Balasubramanian, G. Samudra, M.F. Li, Y.C. Yeo. Appl. Phys. Lett. 86, 093102 (2005)
- W.T. Hsieh, Y.K. Fang, W.J. Lee, C.W. Ho, K.H. Wu, J.J. Ho. Electr. Lett. 36, 1869 (2000)
- С.А. Кукушкин, А.В. Осипов, Н.А. Феоктистов. ФТТ 56, 1457 (2014)
- J.Y. Fan, X.L. Wu, P.K. Chu. Progr. Mater. Sci. 51, 983 (2006)
- В.И. Санкин, И.А. Столичнов. Письма в ЖЭТФ 64, 105 (1996)
- J. Zhu, Z. Liu, X.L. Wu, L.L. Xu, W.S. Zhang, P.K. Chu. Nanotechnology 18, 365603 (2007)
- T.L. Rittenhouse, P.W. Bohn, T.K. Hossain, I. Adesida, J. Lindesay, A. Marcus. J. Appl. Phys. 95, 490 (2004)
- X.L. Wu, J.Y. Fan, T. Qiu, X. Yang, G.G. Siu, P.K. Chu. Phys. Rev. Lett. 94, 026102 (2005)
- L. Zhang, W. Yang, H. Jin, Z. Zheng, Z. Xie, H. Miao, L. An. Appl. Phys. Lett. 89, 143101 (2006)
- Л.К. Орлов, Ю.Н. Дроздов, Н.А. Алябина, Н.Л. Ивина, В.И. Вдовин, И.Н. Дмитрук. ФТТ 51, 446 (2009)
- M. Kitabatake, M. Deguchi, T. Hirao. J. Appl. Phys. 74, 4438 (1993)
- Z.I. Liu, J.F. Liu, P. Ren, P.S. Xu. J. Phys.: Conf. Ser. 100, 042040 (2008)
- I.H. Khan, R.H. Summergrad. J. Vac. Sci. Technol. 4, 327 (1967)
- T. Yoshinobu, H. Mitsui, Y. Tarui, T. Fuyuki, H. Matsunami. J. Appl. Phys. 72, 2006 (1992)
- Л.К. Орлов, Ю.Н. Дроздов, В.Б. Шевцов, В.А. Боженкин, В.И. Вдовин. ФТТ 49, 596 (2007)
- С.А. Кукушкин, А.В. Осипов. ФТТ 50, 1188 (2008)
- R. Anzalone, A. Severino, G.D' Arrigo, C. Bongiorno, G. Abbondanza, G. Foti, S. Saddow, F. La Via. J. Appl. Phys. 105, 084910 (2009)
- Л.К. Орлов, Э.А. Штейнман, Т.Н. Смыслова, Н.Л. Ивина, А.Н. Терещенко. ФТТ 54, 666 (2012)
- C.S. Roper, V. Radmilovic, R.T. Howe, R. Maboudian. J. Appl. Phys. 103, 084907 (2008)
- А.А. Лебедев, С.Ю. Давыдов. ФТП 39, 296 (2005)
- Л.К. Орлов, Ю.Н. Дроздов, М.Н. Дроздов, О.А. Подъячева, В.И. Вдовин. Журн. структурн. химии 51, S148 (2010)
- A.I. Nikiforov, V.V. Ulyanov, R.A. Shaiduk, S.A. Teys, F.K. Gutakovsky, O.P. Pchelyakov. Int. J. Nanosci. 6, 297 (2007)
- И.А. Дмитриев, Р.А. Сурис. ФТП 36, 1460 (2002)
- M.L. Orlov, Yu.A. Romanov, L.K. Orlov. Microelectronics J. 36, 396 (2005)
- В.И. Санкин, A.A. Лепнева. ФТП 34, 831 (2000)
- Г.Б. Дубровский, Ю.В. Погорельский. ФТП 8, 819 (1974)
- Л.К. Орлов, Ю.Н. Дроздов, В.И. Вдовин, Ю.И. Тарасова, Т.Н. Смыслова. ФТТ 51, 1018 (2009)
- F.M. Morales, Ch. Zgheib, S.I. Molina, D. Araujo, R. Garcia, C. Fernandez, A. Sanz-Hervas, P. Weih, Th. Stauden, V. Cimalla, O. Ambacher, J. Pezoldt. Phys. Status Solidi C 1, 341 (2004 )
- В.И. Стафеев. ФТП 5, 408 (1971)
- H.W. Shim, K.C. Kim, Y.H. Seo, K.S. Nahm, E.K. Suh, H.J. Lee, Y.G. Hwang. Appl. Phys. Lett. 70, 1757 (1997)
- J.N. Wang, Z.M. Chen, P.W. Woo, W.K. Ge, Y.Q. Wang, M.B. Yu. Appl. Phys. Lett. 74, 923 (1999)
- A.A. Porporati, K. Hosokawa, W. Zhu, G. Pezzotti. J. Appl. Phys. 100, 093508 (2006)
- H. Shen, T. Wu, Yu. Pan, L. Zhang, B. Cheng, Z. Yue. Thin Solid Films 522, 36 (2012)
- Л.К. Орлов, Э.А. Штейнман, Н.Л. Ивина, В.И. Вдовин. ФТТ 53, 1706 (2011)
- A. Perez-Rodrigues, O. Gonzales-Varona, B. Garrido, P. Pellegrino, J.R. Morante, C. Bonafos, M. Carrada, A. Claverie. J. Appl. Phys. 94, 254 (2003)
- A.V. Semenov, A.V. Lopin, V.M. Puzikov, O.M. Vovk, I.N. Dmitruk, V. Romano. Thin Solid Films 520, 6626 (2012)
- J.S. Shor, L. Bemis, A.D. Kurtz, I. Grimberg, B.Z. Weiss, M.F. MacMillian, W.J. Choyke. J. Appl. Phys. 76, 4045 (1994)
- C. Wen, Y.M. Wang, W. Wan, F.H. Li, J.W. Liang, J. Zou. J. Appl. Phys. 106, 073522 (2009)
- F.M. Morales, S.I. Molina, D. Araujo, R. Carcia, V. Cimalla, J. Pezoldt. Diamond Rel. Mater. 12, 1227 (2003)
- R. Goswami, C.H. Li, G.G. Jernigan, P.E. Thompson, C.S. Hellberg, B.T. Jonker. Acta Mater. 65, 418 (2014)
- А.П. Барабан, В.А. Дмитриев, Ю.В. Петров, К.А. Тимофеева. ФТТ 54, 1080 (2012)
- Л.К. Орлов, В.И. Вдовин, Н.Л. Ивина, Э.А. Штейнман, М.Л. Орлов, Ю.Н. Дроздов, В.Ф. Петрова. Журн. структурн. химии 55, 1237 (2014)
- L.K. Orlov, Z.J. Horvath, N.L. Ivina, V.I. Vdovin, E.A. Steinman, M.L. Orlov, Yu.A. Romanov. Opto-Electron. Rev. 11, 169 (2003)
- S. Nishikawa, H. Hashimoto, M. Chikamoto, K. Horikoshi, M. Aoki, K. Arima, Ju. Uchikosi, M. Morita. Thin Solid Films 508, 385 (2006)
- R. Rahimi, C.M. Miller, S. Raghavan, C.D. Stinespring, D. Korakakis. J. Phys. D: 42, 055108 (2009)
- K.H. Wu, Y.K. Fang, J.J. Ho, W.T. Hsieh, T.J. Chen. IEEE EDL 19, 8, 294 (1998)
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.