ИК-спектры углерод-вакансионных кластеров при топохимическом превращении кремния в карбид кремния

Методами инфракрасной спектроскопии (ИК) и спектральной эллипсометрии экспериментально подтвержден предсказанный ранее теоретически механохимический эффект нарушения стехиометрии состава, ведущий к образованию углерод-вакансионных структур в пленках карбида кремния (SiC) на подложках кремния (Si), выращенных методом замещения атомов. Обнаружено, что полоса в области 960 cm -1 в ИК-спектрах пленок SiC на Si, отвечающая "углерод-вакансионным кластерам", всегда присутствует в пленках SiC, выращенных в атмосфере чистого монооксида углерода (CO) или в смеси CO с силаном (SiH 4 ) на подложках Si различной ориентации, уровня и типа легирования. Установлено отсутствие полосы поглощения в области 960 cm -1 в ИК-спектрах пленок SiC, синтезированных при оптимальном соотношении давлений газов CO и трихлорсилана (SiHCl 3 ). Экспериментально подтвержден предсказанный ранее теоретически механизм протекания химической реакции замещения атомов Si на углерод (С) при взаимодействии газов CO и SiHCl 3 на поверхности подложки Si, приводящий к формированию эпитаксиальных слоев монокристаллического SiC. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ (гранты N 15-0306155, 16-29-03149-офи) и в рамках проектной части гос. задания (проект: N 16.2811.2017/ПЧ). Работа выполнена при использовании оборудования Уникальной научной установки (УНУ) "Физика, химия и механика кристаллов и тонких пленок" ФГУН ИПМаш РАН (Санкт-Петербург). DOI: 10.21883/FTT.2017.12.45239.173