Формирование SiC методом вакуумной карбидизации на пористом кремнии
https://doi.org/10.35596/1729-7648-2022-20-6-14-22
Аннотация
Методами просвечивающей электронной микроскопии установлено, что вакуумная карбидизация пористого кремния при 1100 °C приводит к формированию слоев кубического карбида кремния. Обнаружено формирование слоев кубического SiC в виде двухфазной системы. При этом сформированные слои SiC на мезопористом буферном слое являются преимущественно поликристаллическими. Методом резерфордовского обратного рассеяния установлено, что использование буферных слоев пористого кремния позволяет получать слои SiC большей толщины, чем на чистой кремниевой подложке при аналогичных условиях вакуумной карбидизации. Показано, что увеличение размера пор в слоях пористого кремния приводит к увеличению толщины формируемых слоев SiC. С помощью метода растровой электронной микроскопии показано, что вакуумная карбидизация пористого кремния приводит к формированию зерен SiC в порах, частичному зарастанию и спеканию пор. Установлена зависимость размера зерен SiC от размера пор.
Об авторах
М. В. Лобанок
Белорусский государственный университет
Беларусь
Беларусь
Лобанок М.В., аспирант кафедры физической электроники и нанотехнологий
220064, г. Минск, ул. Курчатова, 5, тел. +375 29 654-09-53
С. Л. Прокопьев
Белорусский государственный университет
Беларусь
Беларусь
Прокопьев С.Л., старший преподаватель кафедры физической электроники и нанотехнологий
С. А. Завацкий
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
Беларусь
Завацкий С.А., аспирант кафедры микро- и наноэлектроники
В. П. Бондаренко
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
Беларусь
Бондаренко В.П., к.т.н., доцент, заведующий НИЛ 4.3 НИЧ
П. И. Гайдук
Белорусский государственный университет
Беларусь
Беларусь
Гайдук П.И., д.ф.-м.н., профессор кафедры физической электроники и нанотехнологий
Список литературы
1. Ferro G. 3C-SiC Heteroepitaxial Growth on Silicon: The Quest for Holy Grail. Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences. 2015;40:56-76. DOI: 10.1080/10408436.2014.940440.
2. Severino A., Locke C., Anzalone R. 3C-SiC Film Growth on Si Substrates. ECS Transactions. 2011;35(6):99. DOI: 10.1149/1.3570851.
3. Skibarko I.A., Milchanin O.V., Gaiduk P.I. Structural and optical properties of GaN/SiC/Si heterostructures grown by MBE. Inst. Phys. Conf. Ser. 1999;166:465-469.
4. Chen J., Steckl A.J. Molecular beam epitaxy growth of SiC on Si (111) from silacyclobutane. J. of Vacuum Science & Technology. B: Microelectronics and Nanometer Structures Processing, Measurement, and Phenomena. 1998;16:1305. DOI:10.1116/1.590006.
5. Zimbone M., Mauceri M., Litrico G., Barbagiovanni E.G., Bongiorno C., La Via F. Protrusions reduction in 3C-SiC thin film on Si. J. of Crystal Growth. 2018;498:248-257. DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2018.06.003.
6. Bosi M., Ferrari C, Nilsson D, Ward PJ. 3C-SiC carbonization optimization and void reduction on misoriented Si substrates: from a research reactor to a production scale reactor. Cryst. Eng. Comm. 2016;18:7478-7486. DOI: 10.1039/c6ce01388k.
7. Anzalone R., Piluso N., Reitano R., Alberti A., Fiorenza P., Salanitri M., Severino A., Lorenti S., Arena G., Coffa S., La Via F. Voids-free 3C-SiC/Si interface for high quality epitaxial layer. Materials Science Forum. 2016.
8. Shimizu H., Hisada K. Hetero-Epitaxial Growth of 3C-SiC on Carbonized Silicon Substrates. Materials Science Forum. 2003;433-436:229-232. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.433-436.229.
9. Chubenko E., Redko S., Dolgiy A., Bandarenka H., Bondarenko V. Porous silicon as substrate for epitaxial films growth. Porous Silicon: From Formation to Applications. Optoelectronics, Microelectronics, and Energy Technology Applications. CRC Press, Taylor and Francis Group. 2016;3:141-162.
10. Booker G.R Crystallographic imperfections in silicon. Disc. Farad. Soc. 1964;38:298-304.
11. Нагорнов Ю.С. Термодинамика зародышеобразования карбида кремния в процессе карбонизации нанопористого кремния. Журнал технической физики. 2015;85:5.
12. Чан Х.К., Поветкин А.Д., Кольцова Э.М., Петухов Д.И., Елисеев А.А. Математическая модель массопереноса в поре на основе молекулярной динамики с применением алгоритма параллельных вычислений. Technical Sciences. Fundamental research. 2012;3:432-436.
13. Долгий А.Л., Клышко А.А., Бондаренко В.П. Электрохимическое осаждение никеля на макро- и мезопористый кремний. Доклады БГУИР. 2009;1(39):65-70.
14. Kidalov V.V., Kukushkin S.A., Osipov A.V, Redkov A.V., Grashchenko A.S., Soshnikov I.P., Boiko M.E., Sharkov M.D., Dyadenchuk A.F. Growth of SiC films by the method of substitution of atoms on porous Si (100) and (111) substrates. Materials Physics and Mechanics. 2018;36:39-52.
Рецензия
Для цитирования:
Лобанок М.В., Прокопьев С.Л., Завацкий С.А., Бондаренко В.П., Гайдук П.И. Формирование SiC методом вакуумной карбидизации на пористом кремнии. Доклады БГУИР. 2022;20(6):14-21. https://doi.org/10.35596/1729-7648-2022-20-6-14-22
For citation:
Labanok M.V., Prakopyeu S.L., Zavatski S.A., Bondarenko V.P., Gaiduk P.I. Formation of SiC by Vacuum Carbidization on Porous Silicon. Doklady BGUIR. 2022;20(6):14-21. (In Russ.) https://doi.org/10.35596/1729-7648-2022-20-6-14-22
Просмотров: 318
Послать статью по эл. почте 