Reconstruction and intermixing in thin Ge layers on Si(001)

Nurminen, Laura; Tavazza, Francesca; Landau, D. P.; Kuronen, Antti; Kaski, Kimmo

doi:10.1103/physrevb.68.085326

Cited by 22 publications

(19 citation statements)

References 23 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…As such, the M ϫ N patch structure is described as an M ϫ 4 layer atop a 4 ϫ N layer, for which the upper layer does not fill in the preceding layer DVLs. Moreover, recent work 24,25 indicates that nontrivial intermixing is expected to occur across the Ge-Si interface.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Surface energetics and structure of the Ge wetting layer on Si(100)

2004

View full text Add to dashboard Cite

Ge deposited on Si(100) initially forms heteroepitaxial layers, which grow to a critical thickness of ϳ3 MLs before the appearance of three-dimensional strain relieving structures. Experimental observations reveal that the surface structure of this Ge wetting layer is a dimer vacancy line (DVL) superstructure of the unstrained Ge(100) dimer reconstruction. In the following, the results of first-principles calculations of the thickness dependence of the wetting layer surface excess energy for the c͑4 ϫ 2͒ and 4 ϫ 6 DVL surface reconstructions are reported. These results predict a wetting layer critical thickness of ϳ3 MLs, which is largely unaffected by the presence of dimer vacancy lines. The 4 ϫ 6 DVL reconstruction is found to be thermodynamically stable with respect to the c͑4 ϫ 2͒ structure for wetting layers at least 2 ML thick. A strong correlation between the fraction of total surface induced deformation present in the substrate and the thickness dependence of wetting layer surface energy is also shown.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Surface energetics and structure of the Ge wetting layer on Si(100)

2004

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…For silicon, more than 16 empirical potentials have been proposed. 25 However, we chose SW potential for the following reasons: This potential predicts a melting temperature of silicon close to the experimental value 23 and it has been shown that SW potential describes liquid Si surface 26 and crystalline Si͑100͒ surface farely well 25,27 and that it also exhibits ͑111͒ faceting on Si͑100͒-melt interface, as observed experimentally. 4,5 Thus, the results we obtained based on SW potential are expected to be fairly accurate.…”

mentioning

confidence: 99%

Anisotropy of crystal-melt interfacial free energy of silicon by simulation

Apte

Zeng

2008

Applied Physics Letters

View full text Add to dashboard Cite

We extend the cleaving wall method to a nonpairwise additive potential. Using this method, we compute the anisotropy of crystal-melt interfacial free energy γ for Stillinger–Weber potential of silicon [F. H. Stillinger and T. A. Weber, Phys. Rev. B 31, 5262 (1985)]. The calculated γ for (100), (111), and (110) orientations are 0.42±0.02, 0.34±0.02, and 0.35±0.03J∕m2, respectively. The anisotropy in γ we found is consistent with the experimental observation that Si(100)-melt interface develops (111) facets and also helps in explaining a higher undercooling observed for Si(111)-melt interface in Czochralski method.

show abstract

“…Дальнейшее же повышение температуры (при нагреве через те-плопроводящие пути или от молекулярного пучка) приводит к высвобождению в пленке энергии на-пряжений (релаксации накопленных напряжений) в виде теплоты, что приводит к перемешиванию плен-ки с подложкой [28]. Кроме того, непрерывно, по мере зарождения и роста пленки, происходит высвобож-дение теплоты при объединении атомов в кластеры.…”

Section: рис 2 теоретические представления о механизме перемешиванияunclassified

Metallic Nanofilms on Single Crystal Silicon: Growth, Properties and Applications

Плюснин¹

2015

Izv. vysš. učebn. zaved., Mater. èlektron. teh.

View full text Add to dashboard Cite

Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, ул. Радио, д. 5, Владивосток, 690041, Россия Тонкопленочная система металл -кремний является неизоструктурной и, кроме того, характеризуется ярко выраженными процессами взаимо-диффузии и химическими реакциями. Поэтому рост металлических нано-пленок на кремнии сопровождается высоким уровнем дефектности пленки, особенно ее границы раздела с под-ложкой. Также присутствуют напря-жения и образуется переходный слой, состоящий из сплавов или соединений (силицидов). Рассмотрены теоретические представ-ления и дан обзор экспериментальных результатов по росту и свойствам металлических нанопленок (включая многослойные) на кремнии, а также краткий обзор их применения. Плен-ки состоят как из атомно−тонких или субквантово−размерных, так и из квантово−размерных слоев. Пред-ложен процесс низкотемпературного роста пленки, основанный на замора-живании растущих слоев в процессе осаждения, путем поддержания по-ниженной температуры подложки и использования атомного пучка с пони-женной тепловой мощностью. В этом процессе использована специальная геометрия системы осаждения, в ко-торой расстояние между источником и подложкой сопоставимо или меньше их размеров. Кроме того, применена временнáя последовательность осаж-дения, которая обеспечивает под-держание пониженной температуры поверхности подложки за счет дли-тельной выдержки между порциями осаждения. Такой рост атомно−тонких пленок и многослойных нанопленок предотвращает взаимодиффузию между слоями, ослабляет трехмерный рост и усиливает по отношению к этим процессам латеральный слоевой рост.Ключевые слова: металл, кремний, силицид, пленка, монокристалли-ческая подложка, взаимодиффузия, реакция, рост, молекулярно−лучевой поток, низкотемпературный рост, ме-тоды роста. ВведениеМонокристаллический крем-ний как подложка для интеграль-ных схем остается до настоящего времени главным материалом микроэлектроники [1, 2]. Дело в том, что он, вместе с растущим на нем диоксидом кремния, -очень технологичен и совместим с рядом новых материалов. Это позволяет создавать гибридные тонкопленочные структуры. Кро-ме того, кремний -дешевый ма-териал, производство которого в промышленности налажено в огромных объемах. Тем не менее применение кремния для эпитак-сиального выращивания на нем различных гетероструктур вы-сокого кристаллического качества ограничено отсутствием полупро-водниковых (кроме разбавлен-ных твердых растворов Si-X, где Х -C, Ge, Sn) и металлических (в частности, ферромагнитных) материалов, изоструктурных кремнию. Другая особенность -это то, что кремний не является прямозонным полупроводником. Вследствие сказанного выше, технологии кремниевой микро− и наноэлектроники, основанные на кремнии и полупроводниках ти-па A III B V и A II B VI , специфически отличаются друг от друга. Тра-диционно кремниевые приборные структуры строятся в объеме кремния в виде легированных об-ластей, а на поверхности -в виде тонкопленочных слоев. Отсюда и поиск различных решений, позво-ляющих преодолеть недостатки кремния. Например, используют напряженные слои кр...

show abstract

Reconstruction and intermixing in thin Ge layers on Si(001)

Cited by 22 publications

References 23 publications

Surface energetics and structure of the Ge wetting layer on Si(100)

Surface energetics and structure of the Ge wetting layer on Si(100)

Anisotropy of crystal-melt interfacial free energy of silicon by simulation

Metallic Nanofilms on Single Crystal Silicon: Growth, Properties and Applications

Contact Info

Product

Resources

About