Микроструктура островковых пленок Al на Si(111) при магнетронном напылении: влияние температуры подложки

Ломов А. А.

doi:10.31857/S0544126924040063

Главная>Номер выпуска 4>Микроструктура островковых пленок Al на Si(111) при магнетронном напылении: влияние температуры подложки

Микроструктура островковых пленок Al на Si(111) при магнетронном напылении: влияние температуры подложки

Оглавление

Аннотация Оценить Содержание публикации

Библиография Комментарии

Микроструктура островковых пленок Al на Si(111) при магнетронном напылении: влияние температуры подложки

Аннотация

Код статьи

S0544126924040063-1

Тип публикации

Статья

Статус публикации

Опубликовано

Авторы

Ломов А. А. Связаться с автором

Аффилиация: НИЦ “Курчатовский институт”

Выпуск

Том 53 Номер выпуска 4

Страницы

335-345

Аннотация

Представлены результаты структурных исследований островковых пленок Al толщиной 20–50 нм, сформированных магнетронным распылением на подложках Si(111) в среде аргона при давлении 6⋅10^–3 мбар и температуре от 20 до 500°C. Исследования морфологии и микроструктуры пленок проведены методами XRD, SEM, EDS и TEM. Установлено, что большинство островков представляют собой кристаллиты Al {001} и Al {111} с размерами 10–100 нм, по-разному сопряженными с Si(111). При комнатной температуре подложки на ней эпитаксиально формируются только кристаллиты Al {001}. Эпитаксиальный рост кристаллитов Al {111} начинает преобладать с увеличением температуры подложки выше 400°C. Показано влияние температуры подложки Si(111) на процесс эпитаксии кристаллитов, динамику их формы и структурное совершенство. Установлено, что эпитаксиально связанные с подложкой кристаллиты испытывают для Al {001} и Al {111} деформацию ε = 7⋅10^–3 и ε = –2⋅10^–3 соответственно. Показано, что в островковых пленках Al на Si(111) зависимость количества центров кристаллизации и скорость роста частиц от температуры переохлаждения согласуются с Зонной моделью кристаллизации. В то же время наблюдается смещение характерных температур для границ зон из-за свойств подложки. Это надо учитывать при инженерии морфологии поверхности и структурного совершенства кристаллитов в островковых магнетронных пленках Al.

Ключевые слова

алюминий кремний магнетронное распыление эпитаксия морфология микроструктура рентгеновская дифракция РЭМ и ПЭМ микроскопия

Источник финансирования

Работа выполнена в рамках Государственного задания ФТИАН им. К.А. Валиева РАН Минобрнауки РФ по теме № FFNN-2022-0019. Разработка и исследование образцов выполнена в ИРЭ РАН за счет гранта Российского научного фонда № 23-79 00022, https://rscf.ru/project/23-79-00022/

Классификатор

Получено

12.11.2024

Всего подписок

Всего просмотров

Оценка читателей

0.0 (0 голосов)

Цитировать Скачать pdf

ГОСТ	Ломов А. Микроструктура островковых пленок Al на Si(111) при магнетронном напылении: влияние температуры подложки // Микроэлектроника. – 2024. – T. 53. – Номер выпуска 4 C. 335-345 . URL: https://microelectronicsras.ru/s0544126924040063-1/?version_id=105592. DOI: 10.31857/S0544126924040063
MLA	Lomov, A. A "Al Islands on Si(111): Growth Temperature, Morphology and Strain." Russian Microelectronics. 53.4 (2024).:335-345. DOI: 10.31857/S0544126924040063
APA	Lomov A. (2024). Al Islands on Si(111): Growth Temperature, Morphology and Strain. Russian Microelectronics. vol. 53, no. 4, pp.335-345 DOI: 10.31857/S0544126924040063

Библиография

1. Ж.И. Алферов. УФН, 172, 1068. 2002. DOI: 10.3367/UFNr.0172.200209e.1068

2. S. Saini, P. Ashok, A. Verma. Appl. Phys. Lett., 124, 011105. 2024. DOI: 10.1063/5.0175803

3. G. Hass, M.H. Francombe, J.L. Vossen. Physics of Thin Films. Advances in Research and Development. (Academic Press, NY, USA. 1982.

4. B.S. Sunil, P. Bellanger, S. Roques, A. Slaoui, A.G. Ulyashin, C. Leuvrey, A.R. Bjorge. 2016 International Renewable and Sustainable Energy Conference (IRSEC). Marrakech, Morocco. 2016. P. 214–219. DOI: 10.1109/IRSEC.2016.7983910

5. W.-S. Liao, Si-Ch. Lee. J. Appl. Phys., 81, 7793. 1997. DOI: 10.1063/1.365389

6. U. Barajas-Valdes, O. Marcelo Suárez. Crystals, 11(5), 492. 2021. DOI: 10.3390/cryst11050492

7. T. Greibe, M. Stenberg, C. Wilson, T. Bauch, V. Shumeiko, P. Delsing. Phys. Rev. Lett., 106, 097001. 2011.

8. M. Tarasov, L. Kuzmin, N. Kaurova. Instrum. Exp. Tech., 52(6), 877. 2009. DOI: 10.1134/S0020441209060220

9. L. Olausson, P. Olausson, E. Lind. Appl. Phys. Lett., 124, 042601. 2024. DOI: 10.1063/5.0182485

10. I.E. Merkulova. J. Phys.: Conf. Ser., 2119, 012121. 2021. DOI: 10.1088/1742-6596/2119/1/012121

11. S.E. Booth, C.D. Marsh, Kanad Mallik, V. Baranauskas, J.M. Sykes, P R. Wilshaw. J. Vac. Sci. Technol. B, 21, 316. 2003. DOI: 10.1116/1.1532025

12. E.A. Khramtsova, A.V. Zotov, A.A. Saranin, S.V. Ryzhkov, A.B. Chub, V.G. Lifshits. Appl. Surf. Sci., 82/83, 576. 1994. DOI: 10.1016/0169-4332(94)90278-X

13. C. Grupp, A. Taleb-Ibrahimi. J. Vac. Sci. Technol. A, 16, 2683. 1998. DOI: 10.1116/1.581400

14. I.V. Markov. Crystal Growth for beginners. 2nd Ed. World Scientific Publishing Co. Pte.Ltd., New Jersey, London, Singapure. 2003.

15. C. Eisenmenger-Sittner. Growth Control and Thickness Measurement of Thin Films, Encyclopedia of Applied Physics. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. 2019. DOI: 10.1002/3527600434.eap809

16. A.A. Lomov, D.M. Zakharov, M.A. Tarasov, A.M. Chekushkin, A.A. Tatarintsev, D.A. Kiselev, T.S. Ilyina, A.E. Seleznev. Tech. Phy., 68(7), 833. 2023. DOI: 10.61011/TP.2023.07.56624.83-23

17. J.M. Poate, K.N. Tu, J.W. Mayer. Thin Films–Interdiffusion and Reactions. John Wiley and Sons, Inc. New York, Chichester, Toronto. 1978.

18. R.E. Reed-Hill. Physical Metallurgy Principles. 2-nd Edition. Van Nostrand, New York, USA. 1981.

19. A.W. Fortuin, P.F.A. Alkemade, A.H. Verbruggen, A.J. Steinfort, H. Zandbergen, S. Radelaar. Surface Science, 366(2), 285. 1996. DOI: 10.1016/0039-6028(96)00824-2

20. K. Barmak, K. Coffey. Metallic films for electronic, optical and magnetic applications. Woodhead Publishing Lim., Cambridge, UK. 2013.

21. А.Е. Лейкин, Б.И. Родин. Материаловедение. Высшая школа, М. 1971.

22. B.A. Movchan, and A.V. Demchishin. Phys. Met. Metallogr. 28, 83. 1969.

23. M. Ohring. Materials Science of Thin Films. Deposition and Structure. Academic Press, Hoboken, NJ, USA. 2002.

24. André Anders. Thin Solid Films, 518(15), 4087. 2010. DOI: 10.1016/j.tsf.2009.10.145

25. J.A. Thornton. Ann. Rev. Mater. Sci., 7, 239. 1977. DOI: 10.1146/annurev.ms.07.080177.001323

26. N. Kaiser. Appl. Opt., 41(16), 3053. 2002. DOI: 10.1364/AO.41.003053

27. C. D’Anterroches. Microscopy of Semiconducting Materials 1983, Third Oxford Conference on Microscopy of Semiconducting Materials. St Cathernine’s College, Oxford, 1983. P. 95. DOI: 10.1201/9781003069614

28. M.-A. Hasan, G. Radnoczi, J.-E. Sundgren. Vacuum, 41(4–6), 11221. 1990. DOI: 10.1016/0042–207X(90)93886-N

29. S.C. Tjong, H. Chen. Mater. Sci. and Eng.: R, 45(1), 1. 2004. DOI: 10.1016/j.mser.2004.07.001

30. H.J. Wen, M. Dahne-Prietsch, A. Bauer, M.T. Cuberes, I. Manke, G. Kaindl. J. Vac. Sci. Techn. A, 13, 2399. 1995. DOI: 10.1116/1.579480

31. M. Sosnowski, S. Ramac, W.L. Brown, Y.O. Kim. Appl. Phys. Lett., 65, 2943. 1994. DOI: 10.1063/1.112541

32. P.N.H. Nakashima. The Crystallography of Aluminum and Its Alloys in Encyclopedia of Aluminum and Its Alloys ed. by G.E. Totten, M Tiryakioğlu, O. Kessler. Boca Raton: CRC Press, 2018. P. 488–586. DOI: 10.1201/9781351045636-140000245

33. Y. Horio. Jpn. J. Appl. Phys., 38, 4881. 1999. DOI: 10.1143/JJAP.38.4881

Библиография

Комментарии

Войти через