2 research outputs found
Π’Π΅ΠΌΠΏΠ΅ΡΠ°ΡΡΡΠ½Π°Ρ Π·Π°Π²ΠΈΡΠΈΠΌΠΎΡΡΡ ΡΠΎΡΡΠ° 3C-SiC ΠΏΡΠΈ Π±ΡΡΡΡΠΎΠΉ Π²Π°ΠΊΡΡΠΌΠ½ΠΎ-ΡΠ΅ΡΠΌΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΎΠΉ ΠΎΠ±ΡΠ°Π±ΠΎΡΠΊΠ΅ ΠΊΡΠ΅ΠΌΠ½ΠΈΡ
The paper presents the results of a study of the structure, phase composition, and growth kinetics of silicon carbide epitaxial layers on silicon substrates during their rapid vacuum thermal treatment. Transmission electron microscopy revealed the formation of layers of the cubic polytype SiC (3C-SiC) on silicon during carbidization in the temperature range of 1000β1300 Β°C. It was found that the formation of SiC layers proceeds in two stages, characterized by different activation energies. In the lower temperature range from 1000 to 1150 Β°C, the activation energy of the SiC growth process is Ea = 0.67 eV, while in the temperature range from 1150 to 1300 Β°C, the activation energy increases by almost an order of magnitude (Ea = 6.3 eV), which indicates a change in the limiting physical process. It has been established that the type of conductivity and the orientation of the substrate affect the thickness of the formed SiC layers. In this case, the greatest thickness of silicon carbide layers is achieved on silicon substrates with (111) orientation of p-type conductivity.ΠΡΠ΅Π΄ΡΡΠ°Π²Π»Π΅Π½Ρ ΡΠ΅Π·ΡΠ»ΡΡΠ°ΡΡ ΠΈΡΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΡ ΡΡΡΡΠΊΡΡΡΡ, ΡΠ°Π·ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ ΡΠΎΡΡΠ°Π²Π° ΠΈ ΠΊΠΈΠ½Π΅ΡΠΈΠΊΠΈ ΡΠΎΡΡΠ° ΡΠΏΠΈΡΠ°ΠΊΡΠΈΠ°Π»ΡΠ½ΡΡ
ΡΠ»ΠΎΠ΅Π² ΠΊΠ°ΡΠ±ΠΈΠ΄Π° ΠΊΡΠ΅ΠΌΠ½ΠΈΡ Π½Π° ΠΊΡΠ΅ΠΌΠ½ΠΈΠ΅Π²ΡΡ
ΠΏΠΎΠ΄Π»ΠΎΠΆΠΊΠ°Ρ
ΠΏΡΠΈ ΠΈΡ
Π±ΡΡΡΡΠΎΠΉ Π²Π°ΠΊΡΡΠΌΠ½ΠΎ-ΡΠ΅ΡΠΌΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΎΠΉ ΠΎΠ±ΡΠ°Π±ΠΎΡΠΊΠ΅. ΠΠ΅ΡΠΎΠ΄Π°ΠΌΠΈ ΠΏΡΠΎΡΠ²Π΅ΡΠΈΠ²Π°ΡΡΠ΅ΠΉ ΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΎΠ½Π½ΠΎΠΉ ΠΌΠΈΠΊΡΠΎΡΠΊΠΎΠΏΠΈΠΈ ΡΡΡΠ°Π½ΠΎΠ²Π»Π΅Π½ΠΎ ΡΠΎΡΠΌΠΈΡΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ ΡΠ»ΠΎΠ΅Π² ΠΊΡΠ±ΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΠΈΡΠΈΠΏΠ° SiC (3C-SiC) Π½Π° ΠΊΡΠ΅ΠΌΠ½ΠΈΠΈ ΠΏΡΠΈ ΠΊΠ°ΡΠ±ΠΈΠ΄ΠΈΠ·Π°ΡΠΈΠΈ Π² Π΄ΠΈΠ°ΠΏΠ°Π·ΠΎΠ½Π΅ ΡΠ΅ΠΌΠΏΠ΅ΡΠ°ΡΡΡ 1000β1300 Β°Π‘. ΠΠ±Π½Π°ΡΡΠΆΠ΅Π½ΠΎ, ΡΡΠΎ ΡΠΎΡΠΌΠΈΡΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ ΡΠ»ΠΎΠ΅Π² SiC ΠΏΡΠΎΡ
ΠΎΠ΄ΠΈΡ Π² Π΄Π²Π° ΡΡΠ°ΠΏΠ°, Ρ
Π°ΡΠ°ΠΊΡΠ΅ΡΠΈΠ·ΡΡΡΠΈΡ
ΡΡ ΡΠ°Π·Π»ΠΈΡΠ½ΡΠΌΠΈ ΡΠ½Π΅ΡΠ³ΠΈΡΠΌΠΈ Π°ΠΊΡΠΈΠ²Π°ΡΠΈΠΈ. Π Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ Π½ΠΈΠ·ΠΊΠΎΡΠ΅ΠΌΠΏΠ΅ΡΠ°ΡΡΡΠ½ΠΎΠΌ Π΄ΠΈΠ°ΠΏΠ°Π·ΠΎΠ½Π΅ (1000β1150 Β°Π‘) ΡΠ½Π΅ΡΠ³ΠΈΡ Π°ΠΊΡΠΈΠ²Π°ΡΠΈΠΈ ΠΏΡΠΎΡΠ΅ΡΡΠ° ΡΠΎΡΡΠ° SiC ΡΠΎΡΡΠ°Π²Π»ΡΠ΅Ρ Ea = 0,67 ΡΠ, ΡΠΎΠ³Π΄Π° ΠΊΠ°ΠΊ Π² Π΄ΠΈΠ°ΠΏΠ°Π·ΠΎΠ½Π΅ 1150β1300 Β°Π‘ ΠΎΠ½Π° ΡΠ²Π΅Π»ΠΈΡΠΈΠ²Π°Π΅ΡΡΡ ΠΏΡΠ°ΠΊΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈ Π½Π° ΠΏΠΎΡΡΠ΄ΠΎΠΊ (Ea = 6,3 ΡΠ), ΡΡΠΎ ΡΠΊΠ°Π·ΡΠ²Π°Π΅Ρ Π½Π° ΡΠΌΠ΅Π½Ρ Π»ΠΈΠΌΠΈΡΠΈΡΡΡΡΠ΅Π³ΠΎ ΡΠΈΠ·ΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΡΠΎΡΠ΅ΡΡΠ°. Π£ΡΡΠ°Π½ΠΎΠ²Π»Π΅Π½ΠΎ, ΡΡΠΎ ΡΠΈΠΏ ΠΏΡΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡΠΈ ΠΈ ΠΎΡΠΈΠ΅Π½ΡΠ°ΡΠΈΡ ΠΏΠΎΠ΄Π»ΠΎΠΆΠΊΠΈ ΠΎΠΊΠ°Π·ΡΠ²Π°ΡΡ Π²Π»ΠΈΡΠ½ΠΈΠ΅ Π½Π° ΡΠΎΠ»ΡΠΈΠ½Ρ ΡΠΎΡΠΌΠΈΡΠΎΠ²Π°Π½Π½ΡΡ
ΡΠ»ΠΎΠ΅Π² SiC. ΠΡΠΈ ΡΡΠΎΠΌ Π½Π°ΠΈΠ±ΠΎΠ»ΡΡΠ°Ρ ΡΠΎΠ»ΡΠΈΠ½Π° ΡΠ»ΠΎΠ΅Π² ΠΊΠ°ΡΠ±ΠΈΠ΄Π° ΠΊΡΠ΅ΠΌΠ½ΠΈΡ Π΄ΠΎΡΡΠΈΠ³Π°Π΅ΡΡΡ Π½Π° ΠΊΡΠ΅ΠΌΠ½ΠΈΠ΅Π²ΡΡ
ΠΏΠΎΠ΄Π»ΠΎΠΆΠΊΠ°Ρ
Ρ ΠΎΡΠΈΠ΅Π½ΡΠ°ΡΠΈΠ΅ΠΉ (111) p-ΡΠΈΠΏΠ° ΠΏΡΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡΠΈ
Π€ΠΎΡΠΌΠΈΡΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ SiC ΠΌΠ΅ΡΠΎΠ΄ΠΎΠΌ Π²Π°ΠΊΡΡΠΌΠ½ΠΎΠΉ ΠΊΠ°ΡΠ±ΠΈΠ΄ΠΈΠ·Π°ΡΠΈΠΈ Π½Π° ΠΏΠΎΡΠΈΡΡΠΎΠΌ ΠΊΡΠ΅ΠΌΠ½ΠΈΠΈ
Planar-view TEM investigation revealed the formation of cubic silicon carbide layers on porous silicon by vacuum carbidization. The formation of cubic silicon layers in the form of a two-phase system was found. At the same time, the formed SiC layers on the mesoporous buffer layer are predominantly polycrystalline. Using the Rutherford backscattering method, it was found that the use of buffer layers of porous silicon makes it possible to obtain SiC layers of greater thickness than on a pure silicon substrate under similar conditions of vacuum carbidization. It is shown that an increase in the pore size in porous silicon layers leads to an increase in the thickness of the formed SiC layers. It has been shown by scanning electron microscopy that vacuum carbideization of porous silicon leads to formation of SiC grains in pores, partial overgrowth and sintering of pores. The dependence of the SiC grain size on the pore size was established.ΠΠ΅ΡΠΎΠ΄Π°ΠΌΠΈ ΠΏΡΠΎΡΠ²Π΅ΡΠΈΠ²Π°ΡΡΠ΅ΠΉ ΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΎΠ½Π½ΠΎΠΉ ΠΌΠΈΠΊΡΠΎΡΠΊΠΎΠΏΠΈΠΈ ΡΡΡΠ°Π½ΠΎΠ²Π»Π΅Π½ΠΎ, ΡΡΠΎ Π²Π°ΠΊΡΡΠΌΠ½Π°Ρ ΠΊΠ°ΡΠ±ΠΈΠ΄ΠΈΠ·Π°ΡΠΈΡ ΠΏΠΎΡΠΈΡΡΠΎΠ³ΠΎ ΠΊΡΠ΅ΠΌΠ½ΠΈΡ ΠΏΡΠΈ 1100 Β°C ΠΏΡΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ ΠΊ ΡΠΎΡΠΌΠΈΡΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΡ ΡΠ»ΠΎΠ΅Π² ΠΊΡΠ±ΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΎΠ³ΠΎ ΠΊΠ°ΡΠ±ΠΈΠ΄Π° ΠΊΡΠ΅ΠΌΠ½ΠΈΡ. ΠΠ±Π½Π°ΡΡΠΆΠ΅Π½ΠΎ ΡΠΎΡΠΌΠΈΡΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ ΡΠ»ΠΎΠ΅Π² ΠΊΡΠ±ΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΎΠ³ΠΎ SiC Π² Π²ΠΈΠ΄Π΅ Π΄Π²ΡΡ
ΡΠ°Π·Π½ΠΎΠΉ ΡΠΈΡΡΠ΅ΠΌΡ. ΠΡΠΈ ΡΡΠΎΠΌ ΡΡΠΎΡΠΌΠΈΡΠΎΠ²Π°Π½Π½ΡΠ΅ ΡΠ»ΠΎΠΈ SiC Π½Π° ΠΌΠ΅Π·ΠΎΠΏΠΎΡΠΈΡΡΠΎΠΌ Π±ΡΡΠ΅ΡΠ½ΠΎΠΌ ΡΠ»ΠΎΠ΅ ΡΠ²Π»ΡΡΡΡΡ ΠΏΡΠ΅ΠΈΠΌΡΡΠ΅ΡΡΠ²Π΅Π½Π½ΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΠΈΠΊΡΠΈΡΡΠ°Π»Π»ΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΠΌΠΈ. ΠΠ΅ΡΠΎΠ΄ΠΎΠΌ ΡΠ΅Π·Π΅ΡΡΠΎΡΠ΄ΠΎΠ²ΡΠΊΠΎΠ³ΠΎ ΠΎΠ±ΡΠ°ΡΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΡΠ°ΡΡΠ΅ΡΠ½ΠΈΡ ΡΡΡΠ°Π½ΠΎΠ²Π»Π΅Π½ΠΎ, ΡΡΠΎ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡΠ·ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ Π±ΡΡΠ΅ΡΠ½ΡΡ
ΡΠ»ΠΎΠ΅Π² ΠΏΠΎΡΠΈΡΡΠΎΠ³ΠΎ ΠΊΡΠ΅ΠΌΠ½ΠΈΡ ΠΏΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΡΠ΅Ρ ΠΏΠΎΠ»ΡΡΠ°ΡΡ ΡΠ»ΠΎΠΈ SiC Π±ΠΎΠ»ΡΡΠ΅ΠΉ ΡΠΎΠ»ΡΠΈΠ½Ρ, ΡΠ΅ΠΌ Π½Π° ΡΠΈΡΡΠΎΠΉ ΠΊΡΠ΅ΠΌΠ½ΠΈΠ΅Π²ΠΎΠΉ ΠΏΠΎΠ΄Π»ΠΎΠΆΠΊΠ΅ ΠΏΡΠΈ Π°Π½Π°Π»ΠΎΠ³ΠΈΡΠ½ΡΡ
ΡΡΠ»ΠΎΠ²ΠΈΡΡ
Π²Π°ΠΊΡΡΠΌΠ½ΠΎΠΉ ΠΊΠ°ΡΠ±ΠΈΠ΄ΠΈΠ·Π°ΡΠΈΠΈ. ΠΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½ΠΎ, ΡΡΠΎ ΡΠ²Π΅Π»ΠΈΡΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΡΠ°Π·ΠΌΠ΅ΡΠ° ΠΏΠΎΡ Π² ΡΠ»ΠΎΡΡ
ΠΏΠΎΡΠΈΡΡΠΎΠ³ΠΎ ΠΊΡΠ΅ΠΌΠ½ΠΈΡ ΠΏΡΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ ΠΊ ΡΠ²Π΅Π»ΠΈΡΠ΅Π½ΠΈΡ ΡΠΎΠ»ΡΠΈΠ½Ρ ΡΠΎΡΠΌΠΈΡΡΠ΅ΠΌΡΡ
ΡΠ»ΠΎΠ΅Π² SiC. Π‘ ΠΏΠΎΠΌΠΎΡΡΡ ΠΌΠ΅ΡΠΎΠ΄Π° ΡΠ°ΡΡΡΠΎΠ²ΠΎΠΉ ΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΎΠ½Π½ΠΎΠΉ ΠΌΠΈΠΊΡΠΎΡΠΊΠΎΠΏΠΈΠΈ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½ΠΎ, ΡΡΠΎ Π²Π°ΠΊΡΡΠΌΠ½Π°Ρ ΠΊΠ°ΡΠ±ΠΈΠ΄ΠΈΠ·Π°ΡΠΈΡ ΠΏΠΎΡΠΈΡΡΠΎΠ³ΠΎ ΠΊΡΠ΅ΠΌΠ½ΠΈΡ ΠΏΡΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ ΠΊ ΡΠΎΡΠΌΠΈΡΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΡ Π·Π΅ΡΠ΅Π½ SiC Π² ΠΏΠΎΡΠ°Ρ
, ΡΠ°ΡΡΠΈΡΠ½ΠΎΠΌΡ Π·Π°ΡΠ°ΡΡΠ°Π½ΠΈΡ ΠΈ ΡΠΏΠ΅ΠΊΠ°Π½ΠΈΡ ΠΏΠΎΡ. Π£ΡΡΠ°Π½ΠΎΠ²Π»Π΅Π½Π° Π·Π°Π²ΠΈΡΠΈΠΌΠΎΡΡΡ ΡΠ°Π·ΠΌΠ΅ΡΠ° Π·Π΅ΡΠ΅Π½ SiC ΠΎΡ ΡΠ°Π·ΠΌΠ΅ΡΠ° ΠΏΠΎΡ.