«Высокотемпературная адсорбция золота на поверхности кремния (111)»

Реферат на работу авторов С.С. Косолобов, Е.Е. Родякина, Л.И. Федина, А.К. Гутаковский, А.В. Латышев, Se Ahn Song

«Высокотемпературная адсорбция золота на поверхности кремния (111)»

Исследования процессов изменения морфологии поверхности кристалла при сублимации, гомо- и гетероэпитаксиальном росте, осаждении примесных атомов, представляет интерес как для понимания фундаментальных основ физики роста кристаллов, так и для современных полупроводниковых технологий, в частности, для создания наноразмерных объектов [[1]
, [2]
]. В данной работе методом in situ сверхвысоковакуумной отражательной электронной (СВВ-ОЭМ) и ex situ атомно-силовой микроскопии (АСМ) исследованы структурные и морфологические трансформации поверхности кремния (111), инициированные адсорбцией атомов золота при повышенных (выше 9000
С) температурах подложки. Проведен сравнительный анализ поведения атомных ступеней на атомно-чистой поверхности кремния и поверхности с субмонослойным покрытием атомами металлов в условиях резистивного нагрева кристалла пропусканием постоянного электрического тока. Установлены обратимые перестройки системы атомных ступеней (регулярные ступени ↔ эшелоны ступеней), происходящие при определенных концентрациях золота. Обнаружено влияние постоянного электрического тока на морфологию поверхности при о

саждении золота и термическом отжиге. Показана стабильность регулярного распределения моноатомных ступеней при нагреве кристалла переменным электрическим током. Проведен анализ влияния приложенного к образцу электрического поля на диффузию адатомов кремния и золота с учетом существования эффективных зарядов адатомов. Обнаружено формирование двумерных островков монослойной высоты на террасах между атомными ступенями при быстром охлаждении подложки (закалке) с осажденным золотом от высоких температур до комнатной температуры. Показано, что формирование островков связано со стоком собственных точечных дефектов на поверхность кристалла. Следует отметить, что согласно данным работ [
[3]
, [4]
], диффузия золота в объеме кремния происходит по механизму “kick-out” и сопровождается изменением концентрации собственных точечных дефектов. Однако вблизи поверхности механизм диффузии золота не ясен [3]. На основе полученных результатов предложен механизм диффузии золота с поверхности в объем кристалла.

[1]
Нанотехнологии в полупроводниковой электронике,
отв. ред. А.Л. Асеев, Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2004, 368 с.

[2]
Teichert C., Physics Reports, 2002, V. 365, p. 335.

[3]
U. Goesele, W. Frank and A. Seeger. Appl. Phys., 1980 V. 23, p. 361.

[4]
P.M. Fahey, P.B. Griffin and J.D. Plummer. Rev. Mod. Phys., 1989, V. 61, p. 289.