Написати автору Дослідження плівок SiC, отриманих на підкладинці porous-Si/Si
DOI: https://doi.org/10.15407/hftp15.02.221
Анотація
У роботі наведено опис методики отримання гетероструктури SiC/porous-Si/Si та дослідження її структурних і морфологічних властивостей. Методика одержання гетероструктур складалася з декількох етапів: електрохімічне травлення монокристалічного кремнію p-Si (111), відпал поруватого Si в атмосфері CO. Виготовлені структури охарактеризовано за допомогою скануючої електронної мікроскопії, рентгеноспектрального мікроаналізу, рентгенофазного аналізу, високороздільної дифрактометрії, рентгенівської рефлектометрії та фотолюмінесценції.
Метод високороздільної дифрактометрії дозволив оцінити стан SiC/Si(001) системи. На 2Тета-омега дифрактограмах, крім рефлекса (111) Si підкладинки в області 2 Тета = 35.67, спостерігається (111) рефлекс кубічної SiC плівки. Це означає. що утворена плівка SiC є текстурованою в напрямі росту (111) кремнієвої підкладки. Класична методика рентгенофазового аналізу показала присутність гексагональної фази в плівці SiC. Співвідношення концентрації кубічної до гексагональної фази становить 80 % до 20 %. Середньоквадратична деформація ґратки (ε) у такій структурі становить ε = 1∙10–2. Спектри фотолюмінесценції плівок SiC дослідних зразків у більшості випадків складаються з вузьких та широких смуг у діапазоні 371–550 нм. В області довжин хвиль, що відповідає енергії забороненої зони гексагонального та кубічного політипів, помітна емісія спостерігалася у більшості зразків. У частини зразків люмінесценція в області гексагональних фаз була переважаючою. У спектрах фотолюмінесценції, як при Т = 77 K, так і при Т = 300 K, спостерігається вузька лінія на довжині хвилі ~ 371 нм.
Ключові слова
Повний текст:
Посилання
1. Bacherikov Yu.Yu., Konakova R.V., Kocherov A.N., Lytvyn P.M., Lytvyn O.S., Okhrimenko O.B., Svetlichnyi A.M. Effect of microwave annealing on silicon dioxide/silicon carbide structures. Tech. Phys. 2003. 48(5): 598. https://doi.org/10.1134/1.1576474
2. Foisal A.R.M., Nguyen T., Dinh T., Nguyen T.K., Tanner P., Streed E.W., Dao D.V. 3C-SiC/Si Heterostructure: An Excellent Platform for Position-Sensitive Detectors Based on Photovoltaic Effect. ACS Appl. Mater. Interfaces. 2019. 11(43): 40980. https://doi.org/10.1021/acsami.9b15855
3. Suocheng Song, Zongqiang Gao, Bingheng Lu, Chonggao Bao, Baochao Zheng, Lei Wang. Performance optimization of complicated structural SiC/Si composite ceramics prepared by selective laser sintering. Ceram. Int. 2020. 46(1): 568. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.09.004
4. Grashchenko A.S., Kukushkin S.A., Osipov A.V., Redkov A.V. Vacancy growth of monocrystalline SiC from Si by the method of self-consistent substitution of atoms. Catal. Today. 2022. 397-399: 375. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2021.08.012
5. Kuzmina V.O., Sinelnikov A.A., Soldatenko S.A., Sumets M. Activation energy of subgrain growth process and morphology evolution in β-SiC/Si(111) heterostructures synthesized by pulse photon treatment method in a methane atmosphere. J. Mater Sci.: Mater. Electron. 2018. 29: 20097. https://doi.org/10.1007/s10854-018-0141-7
6. Ryosuke Watanabe, Takahiro Tsukamoto, Koichi Kamisako, Yoshiyuki Suda. Crystallinity control of SiC grown on Si by sputtering method. J. Cryst. Growth. 2017. 463: 67. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2017.01.042
7. Masullo M., Bergamaschini R., Albani M., Kreiliger T., Mauceri M., Crippa D., La Via F., Montalenti F., von Känel H., Miglio L. Growth and Coalescence of 3C-SiC on Si (111) Micro-Pillars by a Phase-Field Approach. Materials. 2019. 12: 3223. https://doi.org/10.3390/ma12193223
8. Marzegalli A., Cortinovis A., Basso Basset F., Bonera E., Pezzoli F., Scaccabarozzi A., Isa F., Isella G., Zaumseil P., Capellini G., Schroeder Th., Miglio L. Exceptional thermal strain reduction by a tilting pillar architecture: Suspended Ge layers on Si (001). Mater. Des. 2017. 116: 144. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2016.11.106
9. Albani M., Marzegalli A., Bergamaschini R., Mauceri M., Crippa D., La Via F., von Känel H., Miglio L. Solving the critical thermal bowing in 3C-SiC/Si(111) by a tilting Si pillar architecture. J. Appl. Phys. 2018. 123: 185703. https://doi.org/10.1063/1.5019325
10. Kidalov V., Dyadenchuk A., Bacherikov Yu., Zhuk A., Gorbaniuk T., Rogozin I., Kidalov Vitali. Structural and optical properties of ZnO films obtained on mesoporous Si substrates by the method of HF magnetron sputtering. Turk. J. Phys. 2020. 44: 57. https://doi.org/10.3906/fiz-1909-10
11. Dyadenchuk A.F., Kidalov V.V. Production of porous ZnSe by electrochemical etching method. Journal of Nano- and Electronic Physics. 2013. 5(3): 03033. [in Russian].
12. 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. Properties of SiC Films Obtained by the Method of Substitution of Atoms on Porous Silicon. ECS J. Solid State Sci. Technol. 2018. 7(4): P1-P3. https://doi.org/10.1149/2.0061804jss
13. Bacherikov Yu.Yu., Konakova R.V., Milenin V.V., Okhrimenko O.B., Svetlichnyi A.M., Polyakov V.V. Changes in characteristics of gadolinium, titanium, and erbium oxide films on the SiC surface under microwave treatment. Semiconductors. 2008. 42(7): 868. https://doi.org/10.1134/S1063782608070191
14. Orlov L.K., Shteinman E.A., Ivina N.L., Vdovin V.I. Specific features and mechanisms of photoluminescence of nanostructured silicon carbide films grown on silicon in vacuum. Phys. Solid State. 2011. 53: 1798. https://doi.org/10.1134/S1063783411090228
DOI: https://doi.org/10.15407/hftp15.02.221
Copyright (©) 2024 V. V. Kidalov, A. F. Dyadenchuk, A. G. Zhuk, O. Y. Gudimenko, S. V. Simchenko
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.