Перераспределение атомных ступеней на поверхности кремния (001) при сублимации в условиях нагрева постоянным электрическим током
https://doi.org/10.25205/2541-9447-2018-13-4-60-66
Аннотация
Методами in situ сверхвысоковакуумной отражательной электронной микроскопии и ex situ атомно-силовой микроскопии исследовано объединение атомных ступеней в эшелоны (группы близкорасположенных ступеней) в условиях электромиграции, инициированной нагревом образца путем пропускания постоянного электрического тока, на поверхности кремния (001) при сублимации в интервале температур 950-1150 С. Показано, что изменение среднего расстояния между эшелонами атомных ступеней во времени зависит степенным образом, с показателем степени порядка 0,3. Получены данные о температурной зависимости числа эшелонов ступеней на единицу длины, образующихся за одно и то же время отжига в процессе сублимации. Обнаружена слабая зависимость от температуры при токе вниз по ступеням. Соответствующая эффективная энергия активации процесса эшелонирования при электрическом токе вверх по ступеням составила порядка 0,24 эВ.
Об авторах
Е. Е. Родякина
Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН; Новосибирский государственный университет
Россия
Россия
С. В. Ситников
Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН
Россия
Россия
Д. И. Рогило
Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН
Россия
Россия
А. В. Латышев
Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН; Новосибирский государственный университет
Россия
Россия
Список литературы
1. Misbah C., Pierre-Louis O., Saito Y. Crystal surfaces in and out of equilibrium: A modern view. Reviews of Modern Physics, 2010, vol. 82, no. 1, p. 981-1040.
2. Latyshev A. V., Litvin L. V., Aseev A. L. Peculiarities of step bunching on Si(001) surface induced by DC heating. Applied Surface Science, 1998, vol. 130-132, p. 139-145.
3. Nielsen J. F., Pettersen M. S., Pelz J. P. Anisotropy of mass transport on Si(001) surfaces heated with direct current. Surface Science, 2001, vol. 480, no. 1-2, p. 84-96.
4. Nishimura H., Minoda H., Tanishiro Y., Yagi K. DC heating-induced step instability on Si(001) vicinal surfaces. Surface Science, 1999, vol. 442, no. 2, p. L1006-L1012.
5. Stoyanov S., Ichikawa M. Size-scaling exponents of current-induced step bunching on silicon surfaces. Physical Review B, 1999, vol. 60, no. 23, p. 16006-16012.
6. Doi T., Koguchi M. Investigation of Si(001) stable surfaces in alternating current heating. Surface Science, 2016, vol. 653, p. 226-236.
7. Родякина Е. Е., Ситников С. В., Латышев А. В. Эффект электромиграции на поверхности кремния (001) в условиях гомоэпитаксии // Сибирский физический журнал. 2017. Т. 12, вып. 4. P. 73-78. DOI 10.25205/2541-9447-2017-12-4-73-78
8. Sato M., Mori T., Uwaha M., Hirose Y. Growth of step bunches on a Si(001) vicinal face with drift of adatoms. Journal of the Physical Society of Japan, 2004, vol. 73, no. 7, p. 1827- 1832.
9. Sato M., Uwaha M., Mori T., Hirose Y. Step bunching with alternation of structural parameters. Journal of the Physical Society of Japan, 2003, vol. 72, no. 11, p. 2850-2855.
10. Natori A., Fujimura H., Fukuda M. Step structure transformation of Si(001) surface induced by current II. Applied Surface Science, 1992, vol. 60-61, p. 85-91.
11. Sato M., Uwaha M., Hirose Y. Effect of two-dimensionality on step bunching on a Si(001) vicinal face. Journal of the Physical Society of Japan, 2006, vol. 75, no. 4, p. 4-7.
12. Sato M., Uwaha M., Saito Y. Evaporation and impingement effects on drift-induced step instabilities on a Si(001) vicinal face. Physical Review B, 2005, vol. 72, no. 4, p. 045401.
13. White S. J., Woodruff D. P. The surface structure of Si(100) surfaces using averaged LEED. Surface Science, 1977, vol. 64, no. 1, p. 131-140.
14. Mo Y. W., Kleiner J., Webb M. B., Lagally M. G. Activation energy for surface diffusion of Si on Si(001): A scanning-tunneling-microscopy study. Physical Review Letters, 1991, vol. 66, no. 15, p. 1998-2001.
15. Zandvliet H. J. W., Elswijk H. B. Morphology of monatomic step edges on vicinal Si(001). Physical Review B, 1993, vol. 48, no. 19, p. 14269-14275.
16. Latyshev A. V., Krasilnikov A. B., Aseev A. L. Application of ultrahigh vacuum reflection electron microscopy for the study of clean silicon surfaces in sublimation. epitaxy. and phase transitions. Microscopy Research and Technique, 1992, vol. 20, no. 4, p. 341-351.
17. Metois J. J., Wolf D. E. Kinetic surface roughening of Si(001) during sublimation. Surface Science, 1993, vol. 298, no. 1, p. 71-78.
18. Rodyakina E. E., Kosolobov S. S., Sheglov D. V., Nasimov D. A., Song S. A., Latyshev A. V. Atomic steps on sublimating Si (001) surface observed by atomic force microscopy. Phys. Low-Dim. Struct., 2004, vol. 1-2, p. 9-18.
19. Latyshev A. V., Aseev A. L., Krasilnikov A. B., Stenin S. I. Transformations on clean Si(111) stepped surface during sublimation. Surface Science, 1989, vol. 213, no. 1, p. 157-169.
20. Sato M., Deura K. Effect of alternation of kinetic coefficients on step instabilities on Si(001) vicinal face. Journal of Crystal Growth, 2008, vol. 310, no. 7-9, p. 1371-1375.
21. Sato M., Uwaha M., Takahashi T. Motion of step pairs during drift-induced step bunching on a Si(001) vicinal face. Journal of Crystal Growth, 2007, vol. 303, no. 1, p. 85-89.
22. Jeong S., Oshiyama A. Adsorption and Diffusion of Si Adatom on Hydrogenated Si(100) Surfaces. Physical Review Letters, 1997, vol. 79, no. 22, p. 4425-4428.
Рецензия
Для цитирования:
Родякина Е.Е., Ситников С.В., Рогило Д.И., Латышев А.В. Перераспределение атомных ступеней на поверхности кремния (001) при сублимации в условиях нагрева постоянным электрическим током. Сибирский физический журнал. 2018;13(4):60-66. https://doi.org/10.25205/2541-9447-2018-13-4-60-66
For citation:
Rodyakina E.E., Sitnikov S.V., Rogilo D.I., Latyshev A.V. Rearrangement of Atomic Steps on the Silicon (001) Surface at Sublimation under Heating by Direct Electric Current. SIBERIAN JOURNAL OF PHYSICS. 2018;13(4):60-66. (In Russ.) https://doi.org/10.25205/2541-9447-2018-13-4-60-66
Просмотров:
158
Послать статью по эл. почте 