Впервые методами рентгеновской рефлектометрии, ИК-спектроскопии и атомно-силовой микроскопии, (АСМ) проведено комплексное исследование структуры и состава нанослоев SiC. Пленки SiC были синтезированы новым методом топохимического замещения атомов подложки при различных температурах и давлениях рабочего газа CO на поверхности высокоомного, низкодислокационного монокристаллического кремния n-типа ориентации (111). На основании анализа и обобщения экспериментальных данных, полученных с использованием методов рентгеновской рефлектометрии, ИК-спектроскопии и АСМ предложена структурная модель пленок SiC на Si. Согласно данной модели пленки карбида кремния состоят из ряда параллельных подложке слоев, напоминающих "слоеный пирог". Экспериментально определен состав и толщина каждого слоя, входящего в структуру пленки. Обнаружено, что во всех образцах присутствует в сверхстехиометрическом состоянии углерод, однако, его структура существенно различна для образцов, синтезированных при температурах 1250oC и 1330oC, соответственно. В первом случае поверхность пленок насыщена кремниевыми вакансиями и углеродом, находящимся в структурно "рыхлой" форме, напоминающей углерод в состоянии HOPG. В пленках, выращенных при температуре 1330oC, углерод находится в плотной структуре, приближающейся по плотности к алмазу. С.А. Кукушкин и А.В. Осипов благодарят за финансовую поддержку РФФИ (гранты NN 15-0306155, 16-29-03149-офи-м). Нусупов К.Х., Бейсенханов Н.Б. и Бакранова Д.И. благодарят за финансовую поддержку Комитет науки МОН РК (гранты ГР NN 0262/ГФ4, 4327/ГФ4; 2015-2017 гг.). Часть экспериментальных исследований проводились при использовании оборудования Уникальной научной установки (УНУ) "Физика, химия и механика кристаллов и тонких пленок" ФГУН ИПМаш РАН. DOI: 10.21883/FTT.2017.05.44391.379

No abstract

No abstract

No abstract

Thick SiC_ x films have been deposited on a c -Si surface by radiofrequency (rf) magnetron sputtering (150 W, 13.56 MHz, Ar flow 2.4 L/h, 0.4 Pa) of graphite and silicon targets. The X-ray diffraction study shows that fast annealing of the SiC_ x film deposited on the c -Si surface for 3 h leads to the low-temperature (970°C) formation of hexagonal structural phases α-SiC (6 H -SiC and other) along with the cubic modification of silicon carbide β-SiC. The IR spectroscopy has shown the formation of SiC nanocrystal nuclei due to the energy action of the rf plasma ions on the upper layer of the SiC film during its growth. The data of X-ray reflectometry demonstrate a high density of the films up to 3.59 g/cm^2 as a result of formation of dense C and SiC clusters in the layers under action of the rf plasma.