Морфология поверхности кремния при закалке и сублимации

• Автор: Родякина, Екатерина Евгеньевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 183 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Микроморфология поверхности кристалла (обзор литературы)

1.1 Атомные процессы на поверхности кристалла

1.1.1 Рост кристаллов

1.1.2 Атомные процессы при эпитаксиальном росте и сублимации в условиях

эксперимента

1.1.3 Термодинамическое равновесие на поверхности

1.2 Структурные процессы на поверхности кремния

1.2.1 Фазовый переход (1х1)<->(7х7) на Si(l 11)

1.2.2 Сверхструктура (2x1) на Si(001)
1.3 Электромиграция на поверхности кремния
1.3.1 Эшелонирование атомных ступеней на поверхности Si(l 11)
1.3.2 Перераспределение атомных ступеней на поверхности Si(001)
1.3.3 Эффективный заряд адатомов
1.3.4 Формирование антиэшелонов ступеней на Si(l 11)
1.4 Методы исследования поверхности кристаллов
1.4.1 Электронная микроскопия поверхности кристаллов
1.4.2 Сканирующая зондовая микроскопия
Выводы по главе
Глава 2. Методы исследования структурных процессов
2.1 Отражательная электронная микроскопия
2.1.1 Описание микроскопа
2.1.2 Система плоского капилляра для in situ экспериментов

2.1.3 Препарирование образцов
2.2 Атомно-силовая микроскопия
2.2.1 Прецизионные измерения методом АСМ
2.2.2 Атомно-силовая микроскопия поверхности кремния
Выводы по главе
Глава 3. Закалка (быстрое охлаждение) подложек кремния
3.1 Формирование широких террас
3.2 Морфология поверхности кремния после закалки
3.2.1 Скорость охлаждения образцов
3.2.2 Анализ ОЭМ-изображений
3.2.3 Образование треугольных островков
3.3 Анализ сверхструктурной реконструкции
3.4 Степень заполнения поверхности сверхструктурными доменами
3.5 Расчёт концентрации точечных дефектов
3.6 Плотность распределения сверхструктурных доменов
Выводы по главе
Глава 4. Дрейф адатомов в условиях электромиграции
4.1 Движение одиночной ступени на участках между эшелонами
4.1.1 Формирование ступени противоположного знака
4.1.2 Смещение антиступени при изменении пересыщения
4.1.3 Скорость движения антиступени при сублимации
4.2 Изгиб одиночной ступени при росте
4.3 Формирование антиэшелонов
4.4 Оценка эффективного заряда адатома при 1280°С

4.5 Система эшелон - антиэшелон в условиях квазиравновесия
Выводы по главе
Глава 5. Эшелонирование атомных ступеней на поверхности 81(111) и (001)
5.1 Перераспределение ступеней на поверхности 81(111)
5.2 Эффекты электромиграции на 81(001)
5.2.1 Попарное объединение ступеней
5.2.2 Формирование эшелонов
5.2.3 Взаимодействие атомных ступеней
Выводы по главе
Выводы по диссертации
Список литературы

инициирукяцей электромиграцию адатомов. Получено соотношение вида 1тт~№а(А/Р)4, где А - это величина расталкивания между ступенями [77]. Показатели степени а и д зависят от степени V в зависимости расстояния между ступенями от расталкивания ступеней (и=А/Г) и механизма эшелонирования (т.е. «непрозрачные» или «прозрачные» ступени). Так для у=2 рассчитанные показатели степени а и д равны соответственно 2/3 и 1/3 для «непрозрачных» ступеней, для «прозрачных» ступеней 3/5 и 1/5 соответственно [77].
В работе [6] экспериментально измерены профили эшелона для температур выше, чем температура перехода (7x7)—»(1x1), и определены показатели степени а для каждого температурного интервала эшелонирования. Показатель степени а составил
0.59-0.60 для двух интервалов, в которых эшелоны ступеней стабильны при направлении электрического тока в сторону вышележащих террас, и 0.69-0.70 для двух других интервалов, при противоположном направлении тока. Эти показатели степени согласуются с данными в работе [78] (0.60±0.04 при 1145°С и 0.68±0.03 при 1250°С) и с моделью «прозрачных» ступени с у=2 во втором и четвёртом температурных интервалах и моделью «непрозрачных» ступеней с у=2 в первом и третьем [77].
Ещё одним показателем для сравнения моделей и эксперимента является временная зависимость увеличения размеров эшелонов или, что то же самое, расстояния между ними [79]. При этом в большинстве работ эта зависимость корневая независимо от теоретического подхода при малой длине диффузии адатомов, и почти линейная при больших длинах диффузии [7,67, 80 , 81 ]. В том числе и в экспериментальных работах по развалу эшелонов, когда сформированные эшелоны разрушаются путём смены направления электрического тока при сохранении температуры [67]. Однако при больших длинах диффузии существуют расхождения в