Травление поверхности Si(111) при взаимодействии с молекулярным пучком селена / Пономарев С.А., Рогило Д.И., Федина Л.И., Щеглов Д.В., Латышев А.В.

Изучение способов синтеза тонких пленок халькогенидов металлов на различныхполупроводниковых подложках и их свойств является динамично развивающимся направлениемфизики конденсированного состояния. Атомы халькогена (Se), адсорбция которых являетсянеобходимым этапом подготовки подложки, сильно взаимодействуют с поверхностью кремния иослабляют ковалентные связи поверхностных атомов Si [1]. При повышенных температурах этоприводит к формированию и десорбции молекул SiSe2 при взаимодействии поверхности Si(111) смолекулярным пучком Se [2], но эволюция морфологииповерхности в таких условиях до сих пор еще неизучалась.В данной работе методом in situсверхвысоковакуумной отражательной электронноймикроскопии (СВВ ОЭМ) исследовано взаимодействиемолекулярного пучка Se с поверхностью Si(111) прискоростях осаждения до 10 БС/с и температурах подложкив интервале 560–1280°С. В процессе in situ экспериментанаблюдались зарождение двумерных (2D) вакансионныхостровков и смещение атомных ступеней в направлениивышележащих террас. Эти процессы соответствуюттравлению поверхности Si(111) молекулярным пучком Se.Ex situ анализ морфологии поверхности образцов Si(111)методом атомно-силовой микроскопии (АСМ)демонстрирует зарождение вакансионных 2D островков нашироких террасах и извилистую форму ступеней,взаимодействующих с ними.Методом дифракции быстрых электронов на отражение изучены структурные переходы наповерхности Si(111) при взаимодействии с молекулярным пучком Se. В зависимости от скороститравления поверхности, регистрируемой при 800°С, измерена температура фазового переходаповерхности от сверхструктуры 7×7 к поверхностной примесно-индуцированной фазе 1×1-Se,соответствующей покрытию 0.25 БС Se. Кроме того, измерена зависимость скорости травлениякремния, равной потоку десорбирующих молекул SiSe2, от температуры данного сверхструктурногоперехода 7×7⇔1×1-Se. Построена фазовая диаграмма структуры поверхности (1×1-Se,сверхструктура 7×7, либо "1×1" выше 830°C) в зависимости от температуры подложки (530–1250°С)и скорости осаждения Se (до ~1 БС/с). Обнаружено понижение температуры сверхструктурногоперехода "1×1"⇔7×7 вблизи 830°С при взаимодействии молекулярного пучка Se с вицинальнойповерхностью Si(111) и повышение температуры перехода в центральных областях широких террас.