RU2620197C1 - Method of growing epitaxial films of disilicide strongation at silicon - Google Patents
Method of growing epitaxial films of disilicide strongation at silicon Download PDFInfo
- Publication number
- RU2620197C1 RU2620197C1 RU2016133018A RU2016133018A RU2620197C1 RU 2620197 C1 RU2620197 C1 RU 2620197C1 RU 2016133018 A RU2016133018 A RU 2016133018A RU 2016133018 A RU2016133018 A RU 2016133018A RU 2620197 C1 RU2620197 C1 RU 2620197C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silicon
- srsi
- strontium
- substrate
- disilicide
- Prior art date
Links
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 29
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 29
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910004122 SrSi Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 9
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 229910004412 SrSi2 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 15
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 13
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 6
- 238000002128 reflection high energy electron diffraction Methods 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 229910021428 silicene Inorganic materials 0.000 description 5
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 238000002003 electron diffraction Methods 0.000 description 3
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021346 calcium silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- ZECIXLDHQCJVPL-UHFFFAOYSA-N europium(2+) oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Eu+2] ZECIXLDHQCJVPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000000038 ultrahigh vacuum chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
-
- H01L21/205—
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к способам получения эпитаксиальных тонкопленочных материалов, а именно новой фазы hP3 дисилицида стронция. Силицид стронция в контакте с кремнием имеет низкий барьер Шоттки. Благодаря этому факту эпитаксиальный контакт SrSi2/Si имеет большой потенциал в микроэлектронике, и предложенная процедура его формирования может быть использована для создания контактов истока/стока в технологии производства полевых транзисторов с барьером Шоттки (SB-MOSFET). Вместе с тем дисилицид стронция может быть использован при проведении экспериментов, в которых фазы стронция и кремния будут сегрегировать, что позволит создавать и изучать новые материалы и структуры на основе силиценовой решетки.The invention relates to methods for producing epitaxial thin-film materials, namely a new phase of hP3 strontium disilicide. Strontium silicide in contact with silicon has a low Schottky barrier. Due to this fact, the SrSi 2 / Si epitaxial contact has great potential in microelectronics, and the proposed procedure for its formation can be used to create source / drain contacts in the production of Schottky field-effect transistors (SB-MOSFET). However, strontium disilicide can be used in experiments in which the phases of strontium and silicon will segregate, which will allow the creation and study of new materials and structures based on a silicene lattice.
Уровень техникиState of the art
Известны способы формирования силицидов металлов, включающие осаждение металлического слоя на кремний и последующее его плавление под воздействием компрессионного плазменного потока (Патенты №№ RU 2405228 С2 и US 6387803). Недостатком методов является низкое кристаллическое качество получаемых слоев силицидов, а также неоднородность пленки вдоль толщины из-за малой длительности лазерного импульса при плавлении металла и кремния.Known methods for the formation of metal silicides, including the deposition of a metal layer on silicon and its subsequent melting under the influence of compression plasma flow (Patents No. RU 2405228 C2 and US 6387803). The disadvantage of the methods is the low crystalline quality of the obtained silicide layers, as well as the heterogeneity of the film along the thickness due to the short laser pulse duration during melting of metal and silicon.
Известно изобретение «Метод формирования пленок силицидов металлов на подложках кремния путем осаждения ионного пучка» (Патент № US 4908334 А), в котором однородные, стехиометрические, имеющие большой размер зерен и низкое сопротивление пленки силицидов металлов получаются путем осаждения низкоэнергетических ионов металлов на поверхность нагретой пластины кремния. Недостатком этого метода является трудоемкий процесс формирования ионного пучка.The invention is known "Method for the formation of metal silicide films on silicon substrates by deposition of an ion beam" (Patent No. US 4908334 A), in which uniform, stoichiometric, having a large grain size and low resistance of a metal silicide film are obtained by depositing low-energy metal ions on the surface of a heated plate silicon. The disadvantage of this method is the laborious process of forming an ion beam.
Известны патенты «Метод формирования пленки силицида металла», «Формирование силицида одновременным напылением металла и кремния», «Гетероструктуры силицид металла-кремний» и «Метод для производства гетероструктур силицид металла-кремний» (№№ US 5047111 А, ЕР 1524687 А1, US 4492971 A, US 4554045 А и US 4468308 А), в которых слой силицида металла формируется путем одновременного осаждения на поверхность кремния и металла с параллельным или последующим нагревом для осуществления интердиффузии металла и кремния. Недостатком данных методов является необходимость использования потока атомов Si, а также невозможность получения с его помощью эпитаксиальных структур SrSi2.Known patents are “Method of forming a metal silicide film”, “Formation of a silicide by simultaneous deposition of metal and silicon”, “Heterostructures metal-silicon silicide” and “Method for the production of metal-silicon silicide heterostructures” (No. US 5047111 A, EP 1524687 A1, US 4,492,971 A, US 4,554,045 A and US 4,468,308 A), in which a metal silicide layer is formed by simultaneously depositing silicon and metal on the surface with parallel or subsequent heating to effect interdiffusion of the metal and silicon. The disadvantage of these methods is the need to use a flux of Si atoms, as well as the inability to obtain SrSi 2 epitaxial structures with its help.
Известны патенты «Силиценовый нанокомпозитный анод для литий-ионного аккумулятора» (US 20150364754), в котором силицен был получен методом сверхвысоковакуумного химического осаждения из газовой фазы и «Способ получения силицена методом молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) на пассивированном нитриде кремния» (ЕР 2867391). Недостатком этих методов является невозможность формирования силицена непосредственно на кремниевой подложке.Known patents are "Silicene nanocomposite anode for a lithium-ion battery" (US 20150364754), in which silicene was obtained by ultrahigh-vacuum chemical vapor deposition and "Method for producing silicene by molecular beam epitaxy (MBE) on passivated silicon nitride" (EP 2867391 ) The disadvantage of these methods is the inability to form silicene directly on the silicon substrate.
Также известен патент РФ 2557394 «Способ выращивания эпитаксиальных пленок монооксида европия на кремнии», в котором методом молекулярно-пучковой эпитаксии формируют субмонослой силицида европия при температуре подложки Ts=640÷680°С и давлении потока атомов европия PEu=(1÷7)⋅10-8 Торр, после чего осаждение проводят при температуре подложки Ts=340÷380°С, давлении потока кислорода POx=(0,2÷3)⋅10-8 Торр и давлении потока атомов европия PEu=(1÷4)⋅10-8 Торр, затем осаждение проводят при температуре подложки Ts=430÷490°С, потоке кислорода с давлением POx=(0.2÷3)⋅10-8 Торр и потоке атомов европия с давлением PEu=(1÷7)⋅10-8 Торр. В процедуре также предусмотрен ряд отжигов в вакууме:Also known is RF patent 2557394 "Method for growing epitaxial films of europium monoxide on silicon", in which the europium silicide submonolayer is formed by molecular beam epitaxy at a substrate temperature T s = 640 ÷ 680 ° C and a pressure of the stream of europium atoms P Eu = (1 ÷ 7 ) ⋅10 -8 Torr, after which the deposition is carried out at the substrate temperature T s = 340 ÷ 380 ° С, oxygen flow pressure P Ox = (0.2 ÷ 3) ⋅10 -8 Torr and europium atom flux pressure P Eu = ( 1 ÷ 4) ⋅10 -8 Torr, then the deposition is carried out at the substrate temperature T s = 430 ÷ 490 ° С, oxygen flow with pressure P Ox = (0.2 ÷ 3) ⋅10 -8 Torr and the flux of europium atoms with a pressure P Eu = (1 ÷ 7) ⋅ 10 -8 Torr. The procedure also provides for a number of vacuum anneals:
- промежуточный отжиг после осуществления первой стадии (Ts=340÷380°С) роста, осуществляемый при температуре Ts=490÷520°С;- intermediate annealing after the first stage (T s = 340 ÷ 380 ° C) of growth, carried out at a temperature T s = 490 ÷ 520 ° C;
- конечный отжиг в диапазоне температур Ts=500÷560°С.- final annealing in the temperature range T s = 500 ÷ 560 ° C.
Однако данный метод не подходит для формирования SrSi2.However, this method is not suitable for the formation of SrSi 2 .
Также известен патент «Метод формирования эпитаксиальных структур и контактов на основе силицида кальция» (US 5248633), где на подложке Si(111) методом МЛЭ выращивают фторид кальция с последующим отжигом для формирования эпитаксиального силицида кальция.Also known is the patent "Method for the formation of epitaxial structures and contacts based on calcium silicide" (US 5248633), where on a Si (111) substrate, calcium fluoride is grown by MBE followed by annealing to form calcium epitaxial silicide.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Техническим результатом настоящего изобретения является формирование эпитаксиальных пленок SrSi2 методом МЛЭ, ориентация которых определяется подложкой, что позволит изготавливать пленки с различными заданными свойствами.The technical result of the present invention is the formation of SrSi 2 epitaxial films by the MBE method, the orientation of which is determined by the substrate, which makes it possible to produce films with various desired properties.
Для достижения технического результата предложен способ выращивания эпитаксиальной пленки дисилицида стронция SrSi2 на кремниевой подложке методом молекулярно-лучевой эпитаксии, заключающийся в осаждении атомарного потока стронция с давлением PSr=(0,5÷3)×10-8 Торр на предварительно очищенную поверхность подложки кремния, нагретую до Ts=500±20°С до формирования пленки дисилицида стронция требуемой толщины.To achieve a technical result, a method is proposed for growing an epitaxial film of strontium disilicide SrSi 2 on a silicon substrate by molecular beam epitaxy, which consists in the deposition of an atomic stream of strontium with a pressure P Sr = (0.5 ÷ 3) × 10-8 Torr on a previously cleaned surface of the substrate silicon, heated to Ts = 500 ± 20 ° C until the formation of a strontium disilicide film of the required thickness.
При этом ориентация подложки кремния Si(001).The orientation of the silicon substrate is Si (001).
При этом ориентация подложки кремния Si(111).In this case, the orientation of the silicon substrate is Si (111).
В установках МЛЭ обычно имеет место неоднозначная трактовка температур подложки. В настоящем изобретении температурой подложки считается температура, определяемая по показаниям инфракрасного пирометра. Давлением потока считается давление, измеренное ионизационным манометром, находящимся непосредственно возле подложки.In MBE installations, an ambiguous interpretation of substrate temperatures usually takes place. In the present invention, the temperature of the substrate is considered to be the temperature determined by the readings of an infrared pyrometer. The flow pressure is considered to be the pressure measured by an ionization manometer located directly near the substrate.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На Фиг. 1 представлены изображения дифракции быстрых электронов для двух случаев: (а) - вдоль азимута SrSi2 на Si(111); (b) - вдоль азимута [110] SrSi2 на Si(001).In FIG. Figure 1 shows images of fast electron diffraction for two cases: (a) along the azimuth SrSi 2 on Si (111); (b) along the [110] SrSi 2 azimuth on Si (001).
На Фиг. 2 (а) показаны θ-2θ рентгеновские дифрактограммы образцов: (а) - SiOx/SrSi2/Si(111), (b) - SiOx/SrSi2/Si(001).In FIG. Figure 2 (a) shows θ-2θ X-ray diffraction patterns of the samples: (a) SiO x / SrSi 2 / Si (111), (b) SiO x / SrSi 2 / Si (001).
На Фиг. 3 показана структура SrSi2 в системе SiOx/SrSi2/Si(111), полученная методами просвечивающей растровой электронной микроскопии (ПРЭМ). a, Темнопольное изображение поперечного среза после Фурье-фильтрации с атомарным разрешением вдоль оси зоны подложки Si(111), где яркие точки соответствуют атомам стронция, тусклые - атомам кремния. b, Модель эквивалентного вида тригонального SrSi2. Маленькие шары соответствуют атомам кремния, большие - атомам стронция.In FIG. Figure 3 shows the structure of SrSi 2 in the SiO x / SrSi 2 / Si (111) system obtained by transmission scanning electron microscopy (SEM). a, Dark-field image of the cross section after Fourier filtration with atomic resolution along the axis of the zone Si (111) substrates, where bright points correspond to strontium atoms, and dull ones correspond to silicon atoms. b, Model of equivalent form of trigonal SrSi 2 . Small balls correspond to silicon atoms, large - to strontium atoms.
На Фиг. 4 приведена структура SrSi2 в системе SiOx/SrSi2/Si(100), полученная методами ПРЭМ. a, b, Темнопольные изображения поперечных срезов двух типов кристаллитов SrSi2 после Фурье-фильтрации с атомарным разрешением вдоль оси зоны [110], где яркие точки соответствуют атомам стронция, тусклые - атомам кремния. c, d, Соответствующие модели для эквивалентных видов тригонального SrSi2. Маленькие шары соответствуют атомам кремния, большие - атомам стронция.In FIG. Figure 4 shows the structure of SrSi 2 in the SiO x / SrSi 2 / Si (100) system, obtained by SEM methods. a, b, Dark-field cross-sectional images of two types of SrSi 2 crystallites after Fourier filtration with atomic resolution along the axis of the [110] zone, where bright points correspond to strontium atoms, and dim points to silicon atoms. c, d, Appropriate models for equivalent species of trigonal SrSi 2 . Small balls correspond to silicon atoms, large - to strontium atoms.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Контроль за состоянием пленки производится in situ с помощью дифракции быстрых электронов (ДБЭ). Конечная картина ДБЭ приведена на Фиг. 1.The film is monitored in situ using fast electron diffraction (RHEED). The final RHEED pattern is shown in FIG. one.
Подложка Si(001) или Si(111) помещается в сверхвысоковакуумную камеру (остаточный вакуум Р<1×10-10 Торр). Затем для удаления с поверхности подложки слоя естественного оксида осуществляется прогрев подложки до температуры Ts=900÷1100°С. Факт очистки поверхности подложки от оксида устанавливается с помощью дифракции быстрых электронов: в случае кремния с ориентацией (001) наблюдалась реконструкция (2×1)+(1×2), в случае кремния с ориентацией (111) - (7×7). После этого подложка остужается до ростовой температуры Ts=500±20°С и происходит открытие заслонки ячейки Sr, прогретого до такой температуры (~250°С), чтобы обеспечивать давление потока атомов Sr PSr=(0,5÷2)×10-8 Торр), что соответствует скорости роста . Все температуры подложки указаны по пирометру, температура ячейки - по термопаре.The Si (001) or Si (111) substrate is placed in an ultrahigh vacuum chamber (residual vacuum P <1 × 10 -10 Torr). Then, to remove the layer of natural oxide from the surface of the substrate, the substrate is heated to a temperature T s = 900 ÷ 1100 ° С. The fact of cleaning the substrate surface from oxide is established using fast electron diffraction: in the case of silicon with the (001) orientation, (2 × 1) + (1 × 2) reconstruction was observed, in the case of silicon with the (111) orientation - (7 × 7). After that, the substrate cools to a growth temperature T s = 500 ± 20 ° С and the damper of the Sr cell is opened, heated to such a temperature (~ 250 ° С) to provide the atomic flux pressure Sr P Sr = (0.5 ÷ 2) × 10 -8 Torr), which corresponds to the growth rate . All substrate temperatures are indicated by a pyrometer, cell temperature - by thermocouple.
Осуществление роста SrSi2 на Si(001)The implementation of the growth of SrSi 2 on Si (001)
При открытии потока Sr на картинах ДБЭ, снимаемых в азимуте (направление падения луча относительно кремния) [110], наблюдается стандартная последовательность поверхностных фаз 2×1→2×3→1×2→1×5→1×3. После этого картина от Si медленно затухает и появляются хорошо различимые рефлексы от тригонального SrSi2. Анализ различных азимутов ДБЭ позволяет установить, что присутствуют кристаллиты двух ориентаций, латерально развернутые относительно друг друга на 90 градусов: , у кристаллитов первого типа и , у кристаллитов второго типа. Таким образом, у кристаллитов обоих типов . Рассчитанные по расстоянию между тяжами параметры решетки SrSi2 составляют: d1=3,96±0,02 и d2=5,16±0,03 .When the Sr flux is discovered in the RHEED patterns recorded in azimuth (the direction of the ray incidence relative to silicon) [110], a standard sequence of surface phases 2 × 1 → 2 × 3 → 1 × 2 → 1 × 5 → 1 × 3 is observed. After this, the Si pattern slowly fades away and well-visible reflections from trigonal SrSi 2 appear. Analysis of various azimuths of RHEED allows us to establish that there are crystallites of two orientations, 90 degrees laterally rotated relative to each other: , crystallites of the first type and , crystallites of the second type. Thus, crystallites of both types . The lattice parameters SrSi 2 calculated from the distance between the strands are: d 1 = 3.96 ± 0.02 and d 2 = 5.16 ± 0.03 .
Осуществление роста SrSi2 на Si(111)The implementation of the growth of SrSi 2 on Si (111)
При открытии потока Sr на картинах ДБЭ, снимаемых в азимуте [110], наблюдается исчезновение картины от реконструированной 7×7 поверхности кремния. Вслед за этим дифракционная картина от Si медленно сменяется рефлексами от гексагонального SrSi2, соответствующими росту монокристаллической пленки. Анализ различных азимутов ДБЭ позволяет установить кристаллическую ориентацию SrSi2 относительно Si: , и . Вид картины - тяжи с точками на них - говорит о наличии неровностей. Рассчитанный по расстоянию между тяжами параметр решетки SrSi2 составляет: d2=3,97±0,03 . Ростовой цикл длится до получения пленки необходимой толщины. Для предотвращения воздействия на SrSi2 воздуха при выносе образца из камеры, по окончании роста пленка закрывается сплошным защитным слоем, например оксидом кремния толщиной от 2 нм.When the Sr flux is discovered in the RHEED patterns taken in azimuth [110], the pattern disappears from the reconstructed 7 × 7 silicon surface. Following this, the diffraction pattern from Si is slowly replaced by reflections from hexagonal SrSi 2 corresponding to the growth of a single-crystal film. Analysis of various azimuths of RHEED allows us to establish the crystalline orientation of SrSi 2 relative to Si: , and . The view of the picture - cords with dots on them - indicates the presence of irregularities. The lattice parameter SrSi 2 calculated from the distance between the strands is: d 2 = 3.97 ± 0.03 . The growth cycle lasts until a film of the required thickness is obtained. To prevent exposure of SrSi 2 to air when the sample is removed from the chamber, at the end of growth, the film is closed with a continuous protective layer, for example, silicon oxide with a thickness of 2 nm or more.
Выход за пределы описанных режимов может привести к формированию поликристаллической пленки SrSi2, слоя Sr или других фаз силицидов Sr, что недопустимо при изготовлении контакта.Going beyond the limits of the described modes can lead to the formation of a polycrystalline SrSi 2 film, an Sr layer, or other phases of Sr silicides, which is unacceptable in the manufacture of a contact.
Таким образом, изобретение позволяет осуществлять топотактический синтез пленок дисилицида стронция на Si(001) и на Si(111), которые:Thus, the invention allows topotactic synthesis of strontium disilicide films on Si (001) and Si (111), which:
- являются эпитаксиальными;- are epitaxial;
- не содержат посторонних фаз;- do not contain extraneous phases;
- имеют ориентацию, определяющуюся подложкой;- have an orientation defined by the substrate;
- позволяют изучать физические свойства двумерных кремниевых решеток с гексагональной ячеистой структурой.- allow you to study the physical properties of two-dimensional silicon lattices with a hexagonal cellular structure.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016133018A RU2620197C1 (en) | 2016-08-10 | 2016-08-10 | Method of growing epitaxial films of disilicide strongation at silicon |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016133018A RU2620197C1 (en) | 2016-08-10 | 2016-08-10 | Method of growing epitaxial films of disilicide strongation at silicon |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2620197C1 true RU2620197C1 (en) | 2017-05-23 |
Family
ID=58882533
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016133018A RU2620197C1 (en) | 2016-08-10 | 2016-08-10 | Method of growing epitaxial films of disilicide strongation at silicon |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2620197C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2663041C1 (en) * | 2018-03-14 | 2018-08-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Method of producing an epitaxial film of a multilayer silicen intercalated by europium |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6096434A (en) * | 1997-06-30 | 2000-08-01 | Tdk Corporation | Film structure, electronic device, recording medium, and method for forming conductive oxide thin films |
US6781176B2 (en) * | 2000-08-31 | 2004-08-24 | University Of Maryland | Conductively doped strontium titanate barrier intermediate a silicon underlayer and an epitaxial metal oxide film |
US7718516B2 (en) * | 2006-03-23 | 2010-05-18 | The University Of Hong Kong | Method for epitaxial growth of (110)-oriented SrTiO3 thin films on silicon without template |
RU2557394C1 (en) * | 2014-05-27 | 2015-07-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Method of growing epitaxial europium monoxide films on silicon |
-
2016
- 2016-08-10 RU RU2016133018A patent/RU2620197C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6096434A (en) * | 1997-06-30 | 2000-08-01 | Tdk Corporation | Film structure, electronic device, recording medium, and method for forming conductive oxide thin films |
US6781176B2 (en) * | 2000-08-31 | 2004-08-24 | University Of Maryland | Conductively doped strontium titanate barrier intermediate a silicon underlayer and an epitaxial metal oxide film |
US7718516B2 (en) * | 2006-03-23 | 2010-05-18 | The University Of Hong Kong | Method for epitaxial growth of (110)-oriented SrTiO3 thin films on silicon without template |
RU2557394C1 (en) * | 2014-05-27 | 2015-07-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Method of growing epitaxial europium monoxide films on silicon |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2663041C1 (en) * | 2018-03-14 | 2018-08-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Method of producing an epitaxial film of a multilayer silicen intercalated by europium |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Harrison et al. | Two-step growth of high quality Bi2Te3 thin films on Al2O3 (0001) by molecular beam epitaxy | |
Bansal et al. | Epitaxial growth of topological insulator Bi2Se3 film on Si (111) with atomically sharp interface | |
Nepal et al. | Epitaxial growth of III–nitride/graphene heterostructures for electronic devices | |
Hannon et al. | Direct Measurement of the Growth Mode of Graphene on SiC (0001) and SiC (000 1) | |
RU2557394C1 (en) | Method of growing epitaxial europium monoxide films on silicon | |
McSkimming et al. | Plasma assisted molecular beam epitaxy of GaN with growth rates> 2.6 µm/h | |
Boo et al. | High vacuum chemical vapor deposition of cubic SiC thin films on Si (001) substrates using single source precursor | |
Luong et al. | Molecular-beam epitaxial growth of tensile-strained and n-doped Ge/Si (001) films using a GaP decomposition source | |
RU2663041C1 (en) | Method of producing an epitaxial film of a multilayer silicen intercalated by europium | |
RU2620197C1 (en) | Method of growing epitaxial films of disilicide strongation at silicon | |
Zheng et al. | A study on GaSi interdiffusion during (Al) GaN/AlN growth on Si by plasma assisted molecular beam epitaxy | |
US10686041B2 (en) | Solid phase epitaxy of 3C-SiC on Si(001) | |
CN107408492A (en) | For the method for making the passivation semiconductor structure based on iii group element nitride and such structure | |
Moyzykh et al. | Large thickness-dependent improvement of crystallographic texture of CVD silicon films on r-sapphire | |
RU2615099C1 (en) | Method for europium disilicide epitaxial film growing on silicon | |
Dasgupta et al. | Growth and characterization of N-polar GaN films on Si (111) by plasma assisted molecular beam epitaxy | |
Kim et al. | Molecular beam epitaxial growth of thin CaF2 films on vicinal Si (111) surfaces | |
RU2680544C1 (en) | Method of cultivation of epitaxial films of europium monoxide on graphene (options) | |
JP2004022563A (en) | METHOD FOR FORMING GaInN LAYER | |
Gaire et al. | In-situ reflection high-energy electron diffraction study of epitaxial growth of Cu on NaCl (100) under oblique angle vapor deposition | |
Ji et al. | MBE growth of β-FeSi2 epitaxial film on hydrogen terminated Si (1 1 1) substrate | |
TWI677964B (en) | Semiconductor device | |
WO2016094322A1 (en) | Graphene layer formation at low substrate temperature on a metal and carbon based substrate | |
Bhat et al. | Blanket and patterned growth of CdTe on (211) Si substrates by metal‐organic vapor phase epitaxy | |
JPH10242053A (en) | Gallium nitride semiconductor device and method of manufacturing gallium nitride semiconductor device |