Фазовый состав, структура и субструктура гетеросистем кремний - силициды иридия и рения

• Автор: Руднева, Ирина Геннадьевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 99 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Синтез тонкопленочных силицидов (обзор литературы)

1.1. Способы синтеза тонкопленочных силицидов

1.2. Особенности синтеза силицидов тугоплавких металлов

1.3. Фазообразование и кинетика роста силицидов

1.4. Образование фаз в системе Ir-Si и кристаллическая структура силицидов иридия

1.5. Образование фаз в системе Re-Si и кристаллическая структура силицидов рения

1.6. Ориентированный рост пленок силицидов тугоплавких металлов.ЗЗ

1.6.1. Эпитаксиальный рост силицидов иридия на ориентированных подложках крения

1.6.2. Эпитаксиальный рост силицидов рения на ориентированных подложках кремния
1.7. Заключение к главе
Глава 2. Материалы и методы исследований
2.1. Исходные материалы. Методика нанесения пленок металлов
2.2. Методы синтеза пленок силицидов
2.3. Методика подготовки образцов для исследований методом ПЭМ.
2.4. Методика исследования структуры, ориентации и субструктуры образцов
Глава 3. Фазовый состав, структура, ориентация и субструктура пленок силицидов иридия
3.1. Синтез в процессе вакуумной конденсации металла на кремний
3.1.1. Зависимость фазового состава, ориентации и субструктуры пленок от температуры подложки

3.1.2. Закономерности сопряжения на МГ кремний - силицид иридия.
3.2. Синтез силицидов иридия при импульсной фотонной обработке пленок металла на кремнии
3.2.1. Зависимость фазового состава и субструктуры пленок от энергии,
поступающего на образец излучения
3.2.2. Эффект ИФО в сравнении с термическим отжигом
3.3. Выводы к главе
Глава 4. Фазовый состав, структура, ориентация и субструктура пленок силицидов рения
4.1. Зависимость фазового состава от температуры подложки
4.2. Закономерности сопряжения на МГ Бі - ІІеЗіг
4.3. Выводы к главе
Основные выводы
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Повышенный интерес к силицидам тугоплавких металлов вызван возможностью использования их в интегральных кремниевых устройствах. Большинство из них проявляют металлоподобные свойства (например, ТаБ12>''Л^Й2, Т^г) и используются в омических контактах и электродах затворов.
Отдельную группу перспективных материалов составляют силициды с полупроводниковыми свойствами, к ним относятся и (силицид - полупроводник с узкой запрещенной зоной (0,1эв), силицид 1г3315 -широкозонный полупроводник, имеющий оптический зазор 1,54 эв), которые могут быть использованы в качестве инфракрасных детекторов и оптоэлектронных устройств [43]. Диоды Шотки из силицидов 1гБ1з на кремнии п-типа имеют наибольшую высоту барьера (0,93 эв), известную в настоящее время для силицидов [65].
Анализ работ показывает, что такие вопросы, как кинетика и механизм силицидообразования, последовательность образования фаз относительно хорошо изучены при твердофазном синтезе их классическими методами термообработки пленок металлов на кремнии. Достаточно хорошо изучены закономерности ориентированного роста и структура межфазных границ (МГ) в системах силицид — кремний с малым структурным несоответствием (№Б12-81, [1]). В то же время ограничен объем сведений об
атомной структуре и дислокационной субструктуре МГ в системах с большим структурным несоответствием, к которым относятся силициды гетеросистемы Бп 1гДе. Практически отсутствуют данные о закономерностях силицидообразования при вакуумной конденсации металла на горячие подложки кремния.
Кроме того, в настоящее время для активизации процесса синтеза различных материалов стали использовать энергетические пучки, которые позволяют уменьшить время обработки и свести к минимуму негативное диффузионное перераспределение примесей и легирующих добавок.

Эпитаксию гексагонального (h)- и тетрагонального (t)- VSi2 при росте на (11 l)Si наблюдали в работе [26]. Переход от одной модификации к другой происходит при температуре 550- 675 °С. Последняя, являясь наиболее термостабильной, обычно преобладает в пленках, сформированных при То = 1000- 1100 °С.
В образцах, подвергнутых двухступенчатому отжигу при То=600 °С -1100 °С получали высококачественные эпитаксиальные пленки VSi2.
Для тетрагональной модификации (t)-WSi2 характерно ориентационное соотношение [26]:
[110] WSi2 || [111] Si, (004) WSi2 || (202)Si
Для роста гексагональной фазы (h)-WSi2 - другое:
[0001] WSi2 II [111] Si, (2020) WSi2 || (202) Si
Двухступенчатый отжиг улучшает качество эпитаксии и приводит к образованию островков VSi2 на Si. Наблюдаемый эффект обусловлен перемешиванием атомов вольфрама и кремния в период предварительного отжига, в результате которого возникла размытая МГ.
Эпитаксиальные пленки HfSi2 выращивали локально на (001 )Si в [32]. Установлено ориентационное соотношение между пленкой силицида HfSi2 и (001)Si подложкой, выглядит оно следующим образом [32]:
[010] HfSi2 || [001] Si, (002) HfSi2 || (220) Si.
Межфазные дислокации с вектором Бюргерса 12 <110> имеют период 7.5 нм. Эпитаксиальный рост HfSi2 на (111) Si не обнаружен.
Используя выводы, сделанные в [33,34] о том, что в тех случаях, когда эпитаксиальный слой имеет отличающуюся от подложки ориентацию или совершенно отличную кристаллическую структуру, решеточное сопряжение следует характеризовать несоответствием параметров почти совпадающих РСУ (решетка совпадающих узлов). Это правило использовали авторы [53] при исследовании локального эпитаксиального роста силицидов иридия. В этой же работе экспериментально подтверждена теория, согласно которой вектор Бюргерса дислокаций краевого типа расположен вдоль направлений с