Гревцов Никита Леонидович, науч. сотр. науч.-исслед. лаб. «Материалы и структуры наноэлектроники»
220013, Минск, ул. П. Бровки, 6
Nikita L. Grevtsov , Researcher at the Research Laboratory “Materials and Structures of Nanoelectronics”
220013, Minsk, P. Brovki St., 6
Исследован процесс формирования пленок сплавов кремний-германий путем электрохимического заполнения пористой кремниевой матрицы германием с последующим быстрым термическим отжигом при температуре 950 °C в потоке аргона. Слои пористого кремния низкой пористости получены металл-стимулированным химическим травлением слаболегированных кремниевых пластин. Показано, что сформированная в данном температурном режиме пленка сплава всегда расположена на остаточном пористом подслое. При этом различие в толщине исходного слоя пористого кремния определяет не только толщину данного подслоя, но и толщину самой пленки сплава, а также ее состав. Такое поведение объясняется различиями в распределении градиента температуры: в случае более толстых пористых слоев отвод тепла от приповерхностной области слоя осложняется в связи с низкой теплопроводностью пористого кремния, и она подвергается нагреву в большей мере, приводя к росту более толстого слоя сплава с повышенным содержанием кремния. Предполагается, что наличие пористого подслоя способно обеспечить теплои электроизоляцию сформированной пленки сплава, что исключит необходимость ее переноса на диэлектрическую подложку для последующего использования в составе термоэлектрических преобразователей и иных устройств.
Formation of silicon-germanium alloy films by electrochemically filling a porous silicon matrix with germanium and subjecting it to rapid thermal processing at 950 °C in argon flow is investigated. Low-porosity porous silicon layers are obtained using metal-assisted chemical etching of lightly-doped silicon wafers. It is shown that the alloy film formed in the employed temperature regime is always located on a residual porous underlayer. The difference in the thickness of the initial porous silicon layer determines not only the thickness of this underlayer, but also that of the alloy film itself, as well as its elemental composition. This behavior is attributed to the difference in the distribution of the temperature gradient, as heat transfer from the subsurface region is greatly complicated due to reduced thermal conductivity of thicker porous layers, causing it to be subjected to higher temperatures and leading to the growth of a thicker alloy layer with increased silicon contents. Assumingly, the presence of a porous underlayer can thermally and electrically insulate the alloy film from the monocrystalline wafer, eliminating the need to transfer the film to a dielectric substrate for subsequent use in thermoelectric converters and other electronic devices.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.