Кинетика разрастания двумерных островков на широких террасах поверхности кремния (001) при сублимации . Родякина Е.Е., Ситников С.В., Латышев А.В.

В основе метода молекулярно-лучевой эпитаксии лежат фундаментальные знания об атомныхпроцессах на поверхности при сублимации, эпитаксиальном росте, взаимодействии с газовойатмосферой и электромиграции. Исследование явления электромиграции адсорбированных атомов(адатомов) на поверхности полупроводников является актуальной задачей для физикиконденсированного состояния из-за критического влияния на распределение атомных ступеней приотжиге подложек путем пропускания электрического тока. Недавно было показано, что поддействием электрического тока происходит смещение двумерных островков и вакансионныхостровков (углублений в одно межплоскостное расстояние) на террасах Si(100) с шириной,сравнимой с длиной диффузии адатомов, и проведена оценка эффективного заряда адатомов [1].Подобное исследование при температуре выше 850С, когда существенной становится десорбцияатомов с поверхности, приводящая к исчезновению двумерных островков или разрастаниювакансионных островков, затрудняет анализ экспериментальных результатов.В данной работе изучалось поведение ступеней, при ширине террас сравнимой с длинойдиффузии адатомов при температурах выше 1000С [2]. Исследования выполнялись in situ методомсверхвысоковакуумной отражательной электронной микроскопии, который позволяетвизуализировать морфологию поверхности кристалла кремния вплоть до отдельных атомныхступеней в процессах сублимации иэпитаксиального роста. Проведеныисследования кинетики разрастаниявакансионного островка на широкойтеррасе поверхности Si(100) присублимации в условиях нагрева образцапеременным электрическим током. Обнаружено, что на начальныхстадиях разрастания островки имеютформу в виде эллипса, вытянутого вдоль димерных рядов, а на поздних стадиях роста островокпринимает круглую форму. Показано, что это связано с наличием различного барьера для переходаатомов из состояния адсорбции на ступени в состояние адсорбции на выше или ниже лежащейтеррасе. Исследовалось движение атомных ступеней в условиях нагрева образца постояннымэлектрическим током. Показано, что разница в скоростях движения ступеней возникает засчёт влияния дополнительного потока адатомов вдоль поверхности, возникающего из-за явленияэлектромиграции адатомов. Обнаружено попарное объединение ступеней, при этом типсверхструктуры террасы внутри пары зависит от направления электрического тока. Определено, чтознак эффективного заряда адатома на поверхности положителен и проведена оценка его величиныпри 1000С.