Процессы на поверхности кремния при низкоэнергетическом ионном воздействии в условиях молекулярно-лучевой эпитаксии тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

На правах

Зиновьев Владимир Анатольевич

ПРОЦЕССЫ НА ПОВЕРХНОСТИ КРЕМНИЯ ПРИ НИЗКОЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ ИОННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ В УСЛОВИЯХ МОЛЕКУЯЯРНО-ЛУЧЕВОЙ ЭПИТАКСИИ

Специальность 01.04.10 (Физика полупроводников)

АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание учёной степени кандидат физико-математических наук

Новосибирск-2004

Работа выполнена в Институте физики полупроводников СО РАН.

Научный руководитель' доктор физико-математических наук,

профессор Двуреченский Анатолий Васильевич.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

старший научный сотрудник Пчеляков Олег Петрович;

доктор технических наук,

профессор Величко Александр Андреевич.

Ведущая организация: Томский Государственный Университет

(г. Томск).

Защита состоится " 30 " июня 2004 г. в 10-00 на заседании диссертационного совета К 003.037.01 при Институте физики полупроводников СО РАН по адресу 630090, Новосибирск, проспект академика Лаврентьева, 13.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физики полупроводников СО РАН.

Автореферат разослан " 20 " мая 2004 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

кандидат физико-математических наук, доцент А/^А1^ ^ ^ ^икичев

0>ЧО

г03

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Осаждение полупроводниковых плёнок с использованием низкоэнергетических (<1КэВ) ионных пучков возникло на стыке двух больших научно-технологических направлений ионной имплантации и молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) Пионерские работы в данном направлении были выполнены в 70-х годах в Японии ИоЬ Т « а! [1] и в СССР Лютовичем А С [2] и Александровым Л Н с коллегами [3, 4] В указанных работах была показана связь между значением энергии ионов в пучке и различными процессами на поверхности растущей плёнки, такими как разрушение окисного слоя, физическая адсорбция и хемосорбция, распыление, поверхностная диффузия

В настоящее время считается установленным, что рост пленок в присутствии иизкоэнергетического ионного облучения (НИО) характеризуется снижением температуры эпитаксии, уменьшением высоты рельефа ростовой поверхности, увеличением коэффициента встраивания примеси в растущую плёнку, сменой механизма роста плёнки НИО успешно применяется для контролируемого изменения механических, оптических, электрических и структурных свойств тонких плёнок различных материалов В кремниевой технологии НИО используется для ионной очистки и планаризации поверхности [5], для низкотемпературной эпитаксии кремния [6] и нанесения диэлектрических покрытий [7], для ионного легирования непосредственно в процессе осаждения плёнок [8] Исследования показывают, что при оптимальном выборе энергии и плотности ионного потока удаётся получать структурно совершенные слои при температурах значительно меньших, чем в традиционных способах получения плёнок Но, несмотря на достаточно широкое использование НИО, его роль в процессах плёнкообразования остаётся мало изученной Это связано с тем, что ионное воздействие сопровождается целым комплексом сложных физических процессов, происходящих одновременно в приповерхностной области материала и взаимно влияющих друг на друга.

В основе влияния НИО на рост и свойства эпитаксиальных плёнок лежат следующие процессы ионно-стимулированное зарождение [9] и диссоциация островков [10], ионно-стимулированная диффузия[11], ионно-стимулированная реконструкция поверхности [12], генерация и отжиг дефектов [6] В зависимости от параметров ионного облучения любой из указанных процессов может стать определяющим для результирующих свойств плёнки Проблема выделения определяющего фактора при тех или иных условиях ионного облучения является основной для понимания природы ионно-стимулированного роста плёнок Компьютерное моделирование, которое позволяет учесть одновременно действие нескольких

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С.Петербург

2ОО0РК

факторов ионного воздействия и их взаимосвязь, является незаменимым в решении данной проблемы Однако здесь возникает трудность совместного рассмотрения процессов, вызванных ионным облучением, и процессов, активируемых температурой Дело в том, что при температурах и скоростях осаждения плёнок, используемых в эксперименте, .характерные времена протекания этих процессов могут рашичаться на 12-15 порядков [13], что сильно ограничивает возможности проведения модельных расчётов в реальном масштабе времени

К нерешённым проблемам низкотемпературной эпитаксии полупроводников из ионных пучков можно отнести вопрос о механизмах увеличения поверхностной подвижности атомов в условиях ионного облучения На основе представлений о баллистическом массоперепосе или локальном нагреве поверхности не удаётся объяснить экспериментальные зависимости коэффициента поверхностной диффузии от параметров ионного облучения [II] Другой важной проблемой, требующей решения, является вопрос о роли реконструкции поверхности и, в частности, ионно-стимулированной реконструкции в процессах эпигаксиального росга на поверхности полупроводников

Существенное продвижение в понимании процессов, происходящих при эпитаксии из иошю-молекулярных пучков, может обеспечить импульсное воздействие пучком низкоэнергетических ионов [14] Кратковременное ионное воздействие в процессе роста пленок даёт ряд возможностей по сравнению с непрерывным ионным облучением, а именно

• в выбранные моменты времени менять скорости основных процессов на поверхности растущей плёнки (скорости «рождения, диффузии),

• не вводя значительных нарушений, передавать атомам поверхности дополнительную энергию,

• исследовать эффекты последействия

Таким образом, импульсное ионное воздействие можег стать тем инструментом, который позволит выявить, какой процесс в данный момент является определяющим на поверхности растущей плёнки, и тем самым установить природу происходящих изменений

Цель диссертационной работы состоит в выявлении основных физических процессов, определяющих рост кремниевых слоев при низкоэнергетическом ионном во ¡действии в условиях эпитаксии из молекулярных пучков

Для достижения указанной цели в работе решались следующие задачи

1 Установить методом компьютерного моделирования характер морфологических перестроек поверхности кремния с ориентацией (111) и (100) при взаимодействии с низкоэнергетическими ионами

2 Провести экспериментальные исследования морфологии и реконструкции поверхности кремния при импульсном воздействии низкоэнергетическими ионами в процессе юмоэпитаксии из молекулярного пучка в зависимости от степени заполнения поверхностного монослоя, соотношения ионного и молекулярного потоков, температуры подложки

3 Изучить механизмы морфологических перестроек на поверхности кремния, вызванных импульсным воздействием пучком ускоренных частиц в процессе роста из молекулярного пучка

4 Разработать модель гомоэпитаксии кремния из молекулярного пучка в условиях облучения низкоэнергетическими ионами

Научная новизна настоящей работы заключается в следующем

1 Решена нестационарная задача морфологической перестройки поверхности кремния с ориентацией (111) и (100), вызванной ударом низкоэнергетического иона Хе (энергия 225 эВ, угол падения относительно нормали к поверхности 60°) в области температур 700-1000 К Установлено, что единичное воздействие приводит к образованию вакансионного кластера, в котором вакансии сосредоточены преимущественно в первом атомном слое, генерации адатомов и распылению материала

2 Проведено исследование динамики морфологических изменений поверхности кремния при облучении низкоэнергетическими ионами на основе решения систем дифференциальных уравнений, учитывающих диффузию и взаимодействие адатомов с вакансионными кластерами, вводимыми ионным пучком Впервые предсказано, чго при распылении вицинальнои поверхности кремния в определенной области температур, которая зависит от плотности ионного потока, должны наблюдаться осцилляции скорости движения моноатомных ступеней Установлено, что эти осцилляции обусловлены вшимодействием Ступеней с поверхностными вакансионными кластерами, вводимыми ионным облучением

3 Развит подход к экспериментальному исследованию изменения морфологии/сверхструктуры поверхности в процессе эпитаксии из ионно-молекулярных пучков, заключающийся в импульсном ионном воздействии на поверхность на различных стадиях роста по количеству осажденного материала с тsitu контролем состояния поверхности методом дифракции быстрых электронов (ДБЭ) На основе данного подхода впервые экспериментально обнаружен эффект уменьшения шероховатости поверхности растущего слоя после импульсного воздействия пучком низкоэнсргетических ионов в процессе эпитаксии Si(l 11) из молекулярного пучка

4 Впервые экспериментально обнаружен сверхструктурный фазовый переход (5х5)=>(7х7) под действием импульсного ионного воздействия в условиях эпитаксии Si(Ul) и( молекулярного пучка

5 Предложена модель морфологических изменений на поверхности Si(l 11) при импульсном воздействии пучком низкоэнергетических ионов в процессе гомоэпитаксии из молекулярного пучка В основе модели лежит представление об увеличении коэффициента поверхностной диффузии адатомов в результате ионно-стимулированной реконструкции от (5x5) к (7\7)

Практическая значимость работы.

Исследованный класс явлений фактически обеспечивает развитие метода молекулярно-лучевой эпитаксии с синхронизацией структурных превращений импульсным ионным воздействием Этот метод позволяет получать более режие границы при росте модулированных сгруктур, а также управлять размерами островков при гегероэпитаксии, например Ge на Si при создании структур с квантовыми точками [15]

Полученные в работе результаты моделирования морфологических перестроек поверхности кремния под действием ионного облучения могут быть полезны при рассмотрении процессов плазмо-химического и ионного травления поверхности кремния, а также эпитаксии из ионно-молекулярных пучков Созданный пакет программ позволяет моделировать процессы на поверхности при ионно-стимулированной эпитаксии и выделять определяющие факторы при различных условиях ионного облучения Это даёт возможность проводить предварительное моделирование экспериментальной ситуации и оптимизировать условия воздействия ионным пучком в процессе МЛЭ

На защиту выносятся:

1 Развитый подход к экспериментальному исследованию изменений морфологии/сверхструктуры поверхности кремния в процессе эпитаксиального роста с одновременным облучением низкоэнергетическими ионами, заключающийся в импульсном ионном воздействии на различных стадиях заполнения поверхностного монослоя с контролем т situ состояния поверхности с помощью метода дифракции быстрых электронов

2 Эффект снижения шероховатости ростовой поверхности под действием кратковременно; о (О 5-1 с) воздействия пучком низкоэнергетических (80-145 >В) ионов Кг+ в процессе МЛЭ Si(lU) в области малых доз ионного облучения (10"-10|2см'2) и экспериментальные результаты по зависимости обнаруженного эффекта от степени заполнения поверхностного монослоя, температуры подложки и количества осажденных монослоёв

- шероховатость поверхности растущего слоя уменьшается, если импульсное ионное воздействие проводится при степени заполнения поверхностного монослоя в в области от 0 5

до 1 Максимальный эффект достигается при в » 0 8 Для начальных стадий заполнения монослоя (0<О 5) эффект отсутствует,

- эффект усиливается с ростом температуры до 400°С, а затем - ослабляется и при температуре выше 500°С практически исчезает,

- по мере увеличения числа осажденных монослоев эффект сглаживания рельефа поверхности растущей пленки импульсным ионным воздействием ослабевает

3 Обнаружение сверхструктурного фазового перехода на поверхности Si(lll) под действием импульсною ионного воздействия от смеси сверхструктур (5x5) и (7x7) к преимущественно одной сверхструктуре (7x7) в условиях МЛЭ и экспериментальные результаты по зависимости ионно-стимулированной реконструкции от температуры

- доля поверхностной фазы (7x7), вводимая ионным облучением, увеличивается с ростом температуры и достигает максимума в области 400°С. выше эти температуры относительный вклад ионно-стимулированной реконструкции уменьшается

4 Модель морфологической перестройки поверхности Si(lll) под действием импульсного воздействия пучком низкоэнсргетических ионов в процессе гомоэпитаксии из молекулярного пучка Модель учитывает генерацию адатомов и поверхностных вакансионных кластеров и изменение поверхностной сверхструктуры в результате ионного облучения поверхности В основе модели лежит представление об увеличении коэффициента поверхностной диффузии адатомов в результате ионно-стимулированной реконструкции (5х5)=>(7х7)

5 Результаты моделирования распыления вицинальной поверхности кремния ни зкоэнергетическими ионами'

- в определенной области температур, зависящей от плотности ионного потока, наблюдаются осцичляции скорости движения ступеней и степени заполнения поверхностного монослоя,

- осцилляции скорости движения моноатомных ступеней и степени заполнения поверхностного монослоя обусловлены взаимодействием ступеней с поверхностными вакансионными кластерами, вводимыми ионным облучением

Личимй вклад соискателя в диссертационную работу заключался в участии в разработке подходов к исследованию и проведении экспериментов по импульсному ионному воздействию на поверхность кремния в процессе МЛЭ, в обсуждении экспериментальных результатов, в разработке математических моделей исследуемых процессов и создании программного обеспечения, в проведении модельных расчетов и анализе полученных результатов

Апробация работы.

Результаты, полученные в данной работе, докладывались и обсуждались на Международной конференции по материаловедению (Materials Research Society, Питтсбург, 1994), на 23-ей

Международной конференции по физике полупроводников (Берлин, 1996), на первой Всероссийской конференции по материаловедению и физико-химическим основам технологии получения легированных монокристаллов кремния «Кремний-96» (Москва, 1996), на 9-ой международной конференции по радиационной физике и химии неорганических материалов «РФХ-9» (Томск, 1996), на Третьей Всероссийской конференции по фшике полупроводников «Полупроводники-97» (Москва, 1997), на IV-ом Всероссийском семинаре по физическим основам ионной имплантации (Нижний Новгород, 1998), на Первом международном симпозиуме «Зарождение и проблемы нелинейности в фазовых переходах первого рода» (Санкт-Петербург, 1998)

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ

Структура и объём диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цш ируемой литературы Полный текст занимает 174 страницы машинописного текста, включая 30 рисунков и список литературы из 145 наименования

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика диссертационной работы, обоснована актуальность темы исследования, сформулирована цель и задачи работы, изложены научная новизна и практическая ценность работы, сформулированы основные положения, выносимые на защиту

В первой главе дан обзор современных литературных данных по исследованию морфологических и структурных изменений поверхности твердого тела в условиях облучения низкоэнергетическими ионами и при энитаксии из ионно-молекулярных пучков Анализируется влияние ускоренных частиц на кинетику росга и результирующие физические свойства пленок различных материалов, включая элементарные полупроводники, полупроводниковые соединения и металлы Особое внимание уделено экспериментальным результатам по лжгаксии кремния ш ионно-молекулярных пучков Рассматривается жслеримешальные и теоретические подходы к исследованию неравновесных атомных процессов на поверхности кристаллов при облучении ионами низких энергий Анализируются общие закономерности, присущие росту плёнок в условиях ионного облучения

Во второй главе изложены основные результаты моделирования методом молекулярной динамики взаимодействия низкоэнергетических ионов Хе с поверхностью Si(lll), Si(lOO) на начальных стадиях процесса в диапазоне времен 0-100пс

Метод молекулярной динамики обеспечивает возможность слежения за движением каждого атома в выбранном элементе объема Ра ¡меры исследуемого объема составляли 13ах13ах4а, 1де а - постоянная решётки (а=5 42А для 81) На боковых стенках использовались периодические граничные условия Нижняя граница поддерживалась при постоянной температуре Дтя описания взаимодействия атомов кремния исполыовался многочастичиый потенциал Стилленгера-Вебера [16], учитывающий парное и трёхчастичное взаимодействие Угол падения ионов Хе от нормали к поверхности составлял 60°, энергия ионов - 225эВ Для статистики рассматривалось до 24 столкновений иона с поверхностью В каждом опыте температура мишени варьировалась в диапазоне 700-1000 К

Было установлено, что морфологическая перестройка поверхности, вызванная единичным ударом иона Хе, приводит к образованию поверхностного вакансионного кластера, в котором вакансии сосредоточены преимущественно в первом атомном слое (вакансионный островок моноатомной глубины), генерации адатомов и распылению материала Для поверхности $1(111) вакансионный кластер в среднем состоял из 16 поверхностных вакансий, 15 атомов выбивались в адатомные позиции (рис 1), и 1 атом покидал поверхность (распыление) Что касается объемных вакансий и междоузлий, то их число в начальные моменты времени после удара иона заметно превышало число поверхностных вакансий и адагомов Однако по истечении приблизительно 20 пс число объемных дефектов резко уменьшалось за счёт взаимной аннигиляции, в то время как количество поверхностных дефектов практически не менялось

Для поверхности 81(100) в среднем вакансионный кластер состоял из 10 вакансий, а 9 адатомов оказывались на поверхности в возбужденном состоянии Это примерно в 1 5 раза меньше, чем для поверхности 51(111) Такая разница в скоростях генерации поверхностных дефектов объясняется различием в плотностях упаковки поверхностного атомного слоя,

Рис.1. Морфологические изменения поверхности 81(111), вызванные падением низкоэнергетического иона Хе.

которая для поверхности $1(111) примерно в 2 раза больше, чем для поверхности 51(100) Различие в пл01Н0Стях приводит к тому, что при столкновении иона с поверхностью &1(111) он практически не проникает в объём кристалла и, следовательно, производит больше поверхностных нарушений, чем в случае поверхности 81(100)

Количество распылённых чонослоёв 2 3 4 0 12 3 4

600 1000 1500 2000 0 900 1000 1900 2000

Время, с

Рис.2. Изменение скорости движения моноатомных ступеней (левая панель) и степени заполнения поверхностного монослоя 0 (правая панель) при распылении поверхности Si(lll) пучком низкоэнергетических ионов. Ширина террас между ступенями - 70 им, плотность ионного потока - 2х10'г см : с ', коэффициент распыления -1.

Третья глава посвящена моделированию эволюции вицинальной поверхности кремния под действием непрерывного низкоэнергетического ионного облучения Вычислительные возможности современных рабочих станций ограничивают расчеты методом молекулярной динамики временным интервалом до 100 пс Поэтому дальнейшая эволюция поверхности исследовалась на основе решения систем дифференциальных уравнений, учитывающих диффузию и взаимодействие адатомов с вакансионными кластерами, вводимыми ионным пучком Расчёт проводился в рамках следующей модели Данные метода молекулярной динамики являлись исходными для определения последующих изменении на вицинальных поверхностях Si(lll), Si(100) Эти данные позволяли считать, что поверхностные вакансии сосредоточены в неподвижных вакансионных кластерах, и подвижными являются только адатомы В модель было включено взаимодействие подвижных адагомов с вакансионными кластерами и со ступенями на поверхности Наряду с генерацией адатомов ионным пучком рассчитывалась термическая генерация адатомов путем отрыва от ступеней Численные расчёты на основе предложенной модели показали, что облучение вицинальной поверхности Si(lll) ионами низких энергий приводит к движению моноатомных ступеней Впервые было

показано, что в определенной области температур, которая зависит от интенсивности ионного пучка, наблюдаются осцилляции скорости движения ступеней и степени заполнения поверхностного монослоя при послойном распылении вицинальной поверхности 8|(111) ионами Хе с энергией 225 эВ (рис 2) Период этих осцилляций равен времени распыления одного монослоя Было установлено, что осцилляции обусловлены наличием поверхностных дефектов (вакансионных кластеров), вводимых во время ионного облучения, и способностью ступеней их поглощать при своем движении вдоль поверхности На начальной стадии распыления распределение поверхностных вакансионных кластеров между ступенями имеет максимум вблизи центра террасы По мере распыления кремния степень заполнения монослоя уменьшается, и максимум концентрации поверхностных вакансионных кластеров смещается в направлении, обратном движению ступеней В результате ступень оказывается в области с повышенной концен грацией кластеров, и её скорость быстро нарастает за счет их поглощения Это приводит к последующему понижению концентрации вакансионных кластеров на террасах и к замедлению движения ступеней Этот процесс периодически повторяется, приводя к осципляциям скорости движения ступеней и степени заполнения поверхностною монослоя Затухание осцилляций со временем связано с установлением стационарного состояния на поверхности, когда число вакансионных кластеров, поставляемых ионным пучком в единицу времени, уравновешивается их аннигиляцией на террасах и ступенях Показано, что осцилляции степени заполнения поверхностного монослоя могут быть сопоставлены с ДБЭ-осцилляциями, наблюдаемыми в эксперименте по послойному распылению кремния пучком низкоэнергетических ионов [10].

При решении задачи морфологической перестройки поверхности 81(100) под действием облучения пучком нижоэнергетических ионов учитывались особенности строения данной поверхности В равновесии внцинальная поверхность 100) со ступенями моноатомной высоты является димеризованной с чередованием сверхструктур (1x2) и (2x1) на соседних террасах Ступень, на верхней террасе которой димеры ориентированы перпендикулярно краю ступени (2x1), принято обозначать как Соседняя ступень, на верхней террасе которой димеры ориентированы параллельно краю (1x2), обозначается ¿я В модель были включены анизотропия коэффициента поверхностной диффузии на соседних террасах и различие в коэффициентах встраивания и отрыва адатомов для ступеней и 8ц На основе решения задачи было получено распределение адатомов и вакансионных кластеров на поверхности $1(100) Максимум концентрации вакансионных кластеров оказался смещен в сторону ступени Положение максимума соответствует месту на террасе, где экспериментально наблюдается появление вытянутых вдоль ступени ямок моноатомной глубины [17] По данным

о из

с*

я о к

О

6! -е-

и

а

§

х

&

СО

ё

о и

^/х/Х/Х/Х/^ 1.1.1.1

1 I \А/У1 1 1 (б) 1 1 им 1 . 1

20 40

Время, с

60

Рис.3. Изменение интенсивности зеркального рефлекса ДБЭ в процессе МЛЭ вЦШ): (а) - без ионного облучения, (б) - с импульсным иоимым воздействием на различных стадиях роста по степени заполнения поверхностного монослоя. Температуря подложки 400'С.

О 25 50 75 Время, С

Рнс.4. Многократное импульсное воздействие в процессе МЛЭ.

100

моделирования, скорости движения соседних ступеней различаются приблизительно в три раза, что по истечении некоторого времени приводит к формированию состояния поверхности со ступенями двухатомной высоты Полученные данные хорошо согласуются с экспериментами по послойному распылению поверхности 8] низкоэнергетическими ионами и важны с точки зрения подготовки поверхности для последующей эпитаксии, особенно при эпитаксии полупроводниковых соединений, требующих встраивания в ступень сразу двух атомов

В четвёртой главе приведены основные экспериментальные

результаты по исследованию импульсного (0 5-1с) воздействия низкоэнергетическими (80-145 эВ) ионами Кг+ на поверхность 81(111) в процессе роста из молекулярного пучка в области малых доз ионного облучения (10"-1012см"2) Описана

экспериментальная установка и методика проводимых экспериментов Для регистрации т ¡¡Ш структурного и морфологического состояния

поверхности была использована техника ДБЭ с наблюдением осцидляций интенсивности зеркального рефлекса при двумерно-слоевом механизме роста плёнки кремния [18] Импульсное воздействие пучком ионов Кг*

250 300 350 400 450 500 Температура, °С

Рис.5. Температурная зависимость приращения амплитуды ДБЭ-осцилляции (Л!) и расчётной плотности ступеней (А9) после импульсного войною воздействия при степени заполнения монослоя 0x0.9 в процессе МЛЭ $¡(111). Эксперимент (■); модельный расчёт для двух значений энергий активации поверхностной диффузии: 1.1эВ (•) и 1.2эВ (А).

производилось в разные фазы осцилляции интенсивности

зондирующего электронного пучка, что соответствовало различной степени заполнения поверхностного монослоя

Было обнаружено, что импульсное воздействие пучком

низкоэнергетических ионов Кг* в процессе гомоэпитаксии 8|(Ш) приводит к усилению интенсивности зеркального рефлекса (рис 3), что соответс! ву ет у меньшению

шероховатости поверхности роста Узкий провал в интенсивности сигнала в момент действия пучка ионов связан с рассеиванием электронного пучка на положительно заряженных ионах Кг*. Было установлено, что амплитуда

возрастания сигнала ДБЭ после ионного импульса сильно зависит от степени заполнения поверхностною монослоя в При степени заполнения в области от 0 5 до 1 интенсивность сигнала ДБЭ возрастала и превышала уровень, характерный для обычных условий роста На начальных стадиях заполнения (в<0 5) усиления интенсивности не наблюдалось Наибольшее возрастание интенсивности происходило при импульсном ионном воздействии перед максимумом ДБЭ-осцилляции при 0 8

Эксперименты по многократному ионному воздействию на каждый растущий слой при фиксированной степени е1 о заполнения (6»0 8) показали, что величина приращения амплитуды осцилляции зависит от количества осаждённого материала (рис 4) Приращение амплитуды осцилляции уменьшалось с увеличением числа осажденных слоев (номера ДБЭ-осцилляции)

Исследования температурной зависимости приращения интенсивности сигнала ДБЭ (АГ) за счет ионного воздействия проводились при фиксированной степени заполнения монослоя 0-0 8 и числе выращенных слоев (перед максимумом третьей ростовой осцилляции для каждой температуры подложки) Эксперименты показали, что величина Л1 увеличивается с ростом температуры до 400°С, а затем - уменьшается и при температуре более 500°С эффект усиления интенсивности практически не наблюдается (рис 5, сплошная кривая)

Сверхструктурные фазовые превращения были исследованы на основе анализа дифракционных картин, которые были получены сразу после прерывания молекулярного потока кремния при #«0 8, а также после последующего импульсного ионного воздействия Исходная поверхность 81(111) характеризовалась равновесной сверхструктурой (7x7) Опитаксиаль-ный рост при температурах < 550°С приводил к формированию дополнительной неравновесной

Рис.6. Температурная зависимость доли поверхности поверхностной фазы (5x5), поэтому на

занятой сверхструктурой (7x7) после прерывания поверхности 81(111) в процессе молекулярного потока кремния (■) и после

последующего импульсного ионного воздействия (•). эпитаксии существовала смесь

Вставка: изменеине вклада ионно-стимулированной _ .

реконструкции Д&7„; с температурой (А). сверхструюурных доменов. (5x5) и

(7x7) [19] Было обнаружено, что импульсное воздействие ионами стимулирует сверхструктурный фазовый переход от (5x5) к (7x7) Было установлено, что увеличение доли сверхструктуры (7x7) после ионного воздействия зависит от температуры подложки (рис 6) Для доказательства связи этого явления с воздействием ионным пучком проводились аналогичные эксперименты при выключенной системе ионизации и снятом ускоряющем напряжении (отсутствие потока ионов с сохранением потока нейтральных частиц) В этом случае изменений в дифракционной картине не наблюдалось

Исследования методом спектроскопии обратного резерфодовского рассеивания показали, что эпитаксиальные слои, выращенные в условиях импульсного ионного облучения, имеют совершенную кристаллическую структуру и содержат небольшое количество атомов Кг около 20% от общей дозы облучения (г 1014 см'2)

Были проанализированы основные факторы ионного воздействия, которые могут давать вклад в морфологическую перестройку поверхности 51(111) Сделай вывод, что обнаруженное в эксперименте уменьшение шероховатости поверхности растущего слоя при импульсном ионном воздействии может быть связано, во-первых, с изменением кинетики зарождения и распада островков на поверхности вследствие генерации адатомов и поверхностных

1-х г^

г

ГГ

Эй >.

О.

б

I §

о о. о; С О

Ч

Импульсное воздействие ионным пучком

350 400 450 Температура,°С

J_._I___!_

350 375 400 425 450 Температура,°С

вакансионных кластеров ионным пучком Во-вторых, с изменением коэффициента поверхностной диффузии адатомов вследствие сверхструктурных фазовых превращений, вызванных облучением низкоэнергетическими ионами

Пятая глава посвящена моделированию морфологической перестройки поверхности S»(l 11) при импульсном воздействии пучком низкоэнергетических ионов в процессе гомоэпитаксии из молекулярного пучка Проводится сопоставление основных экспериментальных результатов, полученных в данной работе, с данными моделирования на основе метода Монте-Карло

Для описания послойного роста кремния из молекулярного пучка мы воспользовались стандартной моделью, разработанной Введенским (Vvedenskn et al) [20] и Хансоном (Hanson et al)[21] с коллегами для численного моделирования эпитаксии кремния и других полупроводниковых кристаллов с алмазоподобным строением кристаллической решетки

Сохранив исходные положения моделей Введенского и Хансона, мы обобщили модель на случай эпитаксии из ионно-молекулярных пучков путем включения в нее двух факторов, присущих взаимодействию низкоэнергетических ионов с поверхностью Si(l 11) Первый фактор включал в себя генерацию адатомов и поверхностных вакансионных кластеров в местах столкновения ионов с поверхностью, второй фактор учитывал изменение поверхносшой реконструкции в ре!ультате ионного облучения поверхности

Для учёта морфологических изменений поверхности Si(lll), вводимых облучением низкоэнергетическими ионами, нами были использованы результаты моделирования на основе метода молекулярной динамики, которые подробно изложены в главе 2 данной диссертации В нашей модели принималось, что обнаруженный экспериментально сверхструктурный фазовый переход (5x5) => (7x7), вызванный импульсным ионным воздействием, приводит к увеличению коэффициента поверхностной диффузии адатомов При проведении модельных расчётов было сделано упрощающее допущение, что в результате ионного воздействия вся поверхность переходит к одному типу сверхструктуры (7x7) Предполагалось также, что реконструкция (7x7) трансформируется в другую поверхностную фазу после нарастания одного атомного слоя Для характеристики изменения морфологии поверхности Si(H 1) в процессе эпитаксиального роста рассчитывалась поверхностная плотность ступеней S, определяемая как доля атомов на вертикальных участках поверхности В определённых дифракционных условиях величина (I-S) изменяется аналогично интенсивности отраженного электронного пучка в процессе роста пленки [20]

Моделирование эпитаксиального роста с учётом только генерации поверхностных вакансий и адатомов ионным пучком, не выявило заметного влияния на кинетику роста поверхностного монослоя для всех температур, скоростей осаждения и плотностей ионного потока,

используемых в эксперименте Объяснение этого факта заключается в относительно слабом изменении поверхностной морфологии за счет генерации поверхностных дефектов импульсным ионным облучением, вследствие малой плотности ионного потока по сравнению с потоком атомов в молекулярном пучке

Было получено, что модельный расчет дает хорошее соответствие с экспериментом только в случае предположения об увеличении поверхностной подвижности адатомов за счет изменения поверхностной реконструкции под действием ионного облучения При последующем осаждении из молекулярного пучка это может приводить к эффективному заполнению вакансионных кластеров и снижению плотности островков, что соответствует уменьшению шероховатости поверхности Моделирование показало, что 5" уменьшается спустя некоторое время после прекращения ионною воздействия (рис 7) То есть в моделировании проявляется эффект, аналогичный "выглаживанию" поверхности растущей пленки ионным пучком (рис 3) Также как в эксперименте, полученный результат зависел от того, при какой степени заполнения поверхностного чонослоя производи 1ся ионное воздействие

В рамках предложенной модени была рассчитана температурная зависимость эффекта

сглаживания рельефа поверхности при ионном воздействии (рис 5, пунктирные линии) Было

установлено, что приращение амплитуды расчётных осцилляций /15 (см рис 7а) после импульсного ионного воздействия с изменением температуры ведет себя подобно приращению амплитуды ДБЭ -осцилляций А/ в эксперименте (рис 5, сплошная линия) Положение максимума расчётной темпера гур-ной зависимости эффекта зависело от одного модемного параметра Е], которому соотвеюгвует энергия активации поверхностной диффузии адаюмов на атомарно-гладкой поверхности 81(111) с

реконструкцией (7x7) Наилучшее

Количество осаждённых монослоёв

Рис.7. Расчётные осцилляции величины £ в процессе эпнтаксин при однократном импульсном ионном воздействии (а, б): для 0=0.8 (а), в" 1 (б); при многократном импульсном воздействии (в) для фиксированной #=0.8. Температура поверхности -400°С. Скорость осаждения - 0.1 монослоя в секунду.

совпадение расчётной и экспериментальной зависимостей наблюдалось при Я/=1 2 эВ (рис 5) Эта значение хорошо соответствует энергии активации поверхносгной диффузии адатомов, определяемой из дру! их экспериментов (см , например [22])

Мноюкратное импульсное воздействие моделировалось для последовательного включения ионного пучка на каждом следующим растущем слое в моменты времени, соответствующие одинаковой степени заполнения слоев (рис 7в) Сопоставление результатов расчетов с экспериментом позволяет сделал, вывод, что наибольший эффект сыаживания рельефа поверхности импульсным ионным воздействием (наименьшая плотность ступеней) достигается в условиях роста первых нескольких монослоев Так же как в эксперимент, по мере увеличения числа выращенных монослоёв эффект сглаживания поверхности ионным пучком ослабевал

В заключении сформулированы основные результаты и выводы диссертационной работы

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

1 Методом молекулярной динамики (МД) проведено моделирование взаимодействия низкоэнер! етических ионов Хе (энергия 225 эВ, угол падения - 60° от нормали к поверхности) с поверхностью кремния с ориентацией (111) и (100) на начальных стадиях процесса 0 - ЮОпс Установлено, что морфологическая перестройка поверхности, вызванная единичным ударом иона Хе, приводит к образованию поверхностного вакансионного кластера, в котором вакансии сосредоточены преимущественно в первом атомном слое, генерации адатомов и распылению материала Для поверхности 8|(111) вакансионный кластер в среднем состоял из 16 поверхностных вакансий, 15 атомов переходили в адатомные позиции Для поверхности 51(100) средний размер вакансионного кластера составлял 10 вакансий, 9 адатомов выбивалось из поверхностного слоя Для обоих случаев средний коэффициент распыления составлял ~ 1

2 На основе результатов расчёта методом МД развита модель эволюции вицинальной поверхности кремния при непрерывном облучении низкоэнергетическими (-100 эВ) ионами Согласно данной модели существует критическая температура, выше которой травление поверхности происходит путём движения моноатомных ступеней за счёт термического отрыва адатомов от границ ступеней с последующей диффузией и аннигиляцией на поверхностных вакансионных кластерах, формируемых ионным пучком С помощью компьютерного моделирования впервые предсказано, что в определенной области температур, которая зависит от интенсивности ионного пучка, должны наблюдаться осцилляции скорости движения ступеней при послойном распылении вицинальной поверхности 81(111) низкоэнергетическими ионами Установлено, что осцилляции обусловлены взаимодействием ступеней с поверхностными вакансионными кластерами В рамках предложенной модели удаётся описать

переход от двухдоменного состояния поверхности 8|(100) с чередованием сверхструктур (2x1) и (1x2) на соседних террасах к однодоменному состоянию - (2x1) с формированием ступеней двухатомной высоты в процессе ионного облучения поверхности 81(100)

3 Развит новый подход к экспериментальному исследованию динамики изменения морфологии/сверхструктуры поверхности в процессе эпитаксиалыюго роста с одновременным облучением низкоэнергетическими ионами, заключающийся в импульсном ионном воздействии на поверхность на различных стадиях роста эпитаксиальной плёнки с контролем состояния поверхности т-нш методом ДБЭ На основе данного подхода впервые экспериментально обнаружен эффект уменьшения шероховатости ростовой поверхности после импульсного (0 51 с) воздействия пучком низкоэнергетических (80-145 эВ) ионов Кг+ в процессе молекулярно-лучевой эпитаксии 81(111) в области малых доз ионного облучения (10"~1012см'2) Установлены следующие закономерности проявления обнаруженного эффекта в зависимости от заполнения поверхностного монослоя, температуры подложки и количества осаждённых монослоёв

- шероховатость поверхности растущего слоя уменьшается, если импульсное ионное воздействие проводится при степени заполнения поверхностного монослоя вв области 0 5<в<\ Максимальный эффект достигается при в к 0 8 Для начальных стадий заполнения моиослоя (вО 5) эффект отсутствует,

- эффект усиливается с ростом температуры до 400°С, а затем - ослабляется и при температуре более 500°С практически исчезает,

- по мере увеличения числа осажденных монослоёв эффект сглаживания рельефа поверхности растущего слоя импульсным ионным воздействием ослабевает

4 Впервые экспериментально зафиксирован сверхструктурный фазовый переход (5х5)=>(7х7) на поверхности 81(111) после импульсного ионного воздействия в условиях МЛ1 Установлено, что доля поверхност постной фа.ил (7x7), вводимая ионным облучением, увеличивается с ростом температуры и достигает максимума в области 400°С Выше этой температуры относительный вклад ионно-стимулированной реконструкции уменьшается

5 Предложена модель морфологических изменений на поверхности 81(111) при импульсном воздействии пучком низкоэнергетических ионов в процессе гомоэпитаксии из молекулярного пучка В основе модели лежит представ пение об увеличении коэффициента поверхностной диффузии адатомов в результате ионно-стимулированной реконструкции поверхности кремния (5х5)=>(7х7) Данная модель позволяет объяснить экспериментальную зависимость эффекта сглаживания рельефа поверхности растущей плёнки кремния импульсным ионным

воздействием от степени заполнения поверхностного монослоя, температуры подложки и количества осажденных монослоёв

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1 Zmovyev V А , Aleksandrov L N and Dvurechenskii А V , Heinig К -Н , Stock D Modelling of layer-by-layer sputtering of StfJ/1) surfaces under irradiation with low-energy ions - Thm Solid Films, 1994, v 241, p 167-170

2 Heinig К -H , Stock D , Boettger H , Zmovyev V A , Dvurechenskii A V , Aleksandrov L N Formation of double-height Si(100) steps by sputtering with Xe ions — a computer simulation -Proceedings of MRS Symposium, Materials Research Society, Pittsburgh, 1994, v 316, p 1035-1040

3 Зиновьев В A, Александров Л H, Двуреченский А В, Хайник К -X, Шток Д Моделирование послойного распыления поверхности (lll)Si при облучении низкоэнергетическими ионами -Сб «Полупроводники», Новосибирск ИФП, 1994, с 115-117

4 Dvurechenskii А V , Zmovyev V А , Famillina A F Oscillation of step velocity at sputtering of Si(lll) vicinal surfaces by low-energy Xe ions.- Surf Sci 1996, v 347, p 111-116

5 Двуреченский А В , Зиновьев В A , Марков В А , Грёцшель Р , Хайниг К -X Эффекты импульсного воздействия ионами низких энергии при гомоэпитаксии кремния из молекулярного пучка Письма ЖЭТФ, 1996, т 64, р 689-694

6 Dvurechenskii А V , Markov V А , Zmovyev V А , Zinovyeva A F , GroetzscheJ R, Heinig К -Н Effect of pulse action with low-energy ions on (111) Si surface during Si MBE layer-by-layer growth -Proceedings of 23th Intern Conf on Phys Semicond, Berlin, 1996, v 2, p 1127-1130

7 Dvurechenskii A V, Zmovyev V A , Zinovyeva A F Modelling of layer-by-layer sputtering of (lll)Si by low-energy ions - Тезисы докладов 9-ой Международной конференции по радиационной физике и химии неорганических материалов «РФХ-9», Томск, 1996, с 126

8 Двуреченский А В , Зиновьев В А , Шелиховская С В Эпитаксия кремния из молекулярных пучков при импульсном облучении ионами низких энергии - Тез док I Всероссийской конференция по материаловедению и физико-химическим основам технологий получения легированных монокристаллов кремния «Кремний-96», Москва, 1996, с 241-241

9 Двуреченский А В , Зиновьев В А , Кудрявцев В А МЛЭ с синхронизациеи структурных превращений на поверхности кремния импучьсным ионным воздействием - Тез док Ш Всеросийской конференции по физике полупроводников «Полупроводники 97», Москва, 1997, с 273-273

10 Двуреченский А В , Зиновьев В А , Марков В А, Кудрявцев В А Реконструкция поверхности St(l 11) при импульсном облучении ионами низких энергий в процессе молекулярно-

лучевой эпитаксии - Тез док IV Всероссийского Семинара по физическим основам ионной имплантации, Нижний Новгород 1998, с 32-33

11 Двуреченский А В , Зиновьев В А , Марков В А Механизм структурных изменений поверхности кремния импульсным воздействием низкоэнергетическими ионами при эпитаксии из молекулярного пучка -ЖЭТФ, 1998, т 67, с 2055-2064

12 Dvurechenskn А V , Zinovyev V А , Markov V А , Kudryavtsev V A Phase transitions induced by low-energy ion actions during Si(ll I) molecular beam epitaxy - Abstract of First International Workshop on Nuclcation and Non-Liner Problems in the First-Order Phase Transitions, St Petersburg,

1998, p 16-17

13 Dvurechenskn A V, Zinovyev V A , Markov V A , Kudryavtsev V A Surface reconstruction induced by tow-energy ton-beam pulsed action during St(l 11) molecular beam epitaxy - Surf Sci,

1999, v 425, p 185-194

14 Двуреченский А В, Зиновьев BA, Марков BA, Кудрявцев В А Сверхструктурный фазовый переход индуцированный импульсным ионным воздействием при молекулярно-пучевой эпитаксии Si(111) - Неорганические материалы, 1999, т 35, с 646-649

Цитируемая литература:

1 Itoh Т , Nakamura Т Low Temperature Silicon Epitaxy assisted by Ion Implantation - Radiation Effects, 1971, v 9,p 1-4.

2 Арифов У A , Лютович А С , Клименко К Ф Исследование процесса низкотемпературной кристаллизации эпитаксиальных слоев кремния из ионно-мопекулярных пучков - В кн XIV Всесоюз Конф по эмиссионной электронике Ташкент ФАН, 1970, с 110-111

3 Александров Л Н , Ловягин Р Н , Криворотое Е А , Дождикова Н Е Эпитаксия кремния при катодном распылении - Кристаллография, 1970, т 15, с 203-205

4 Pchelyakov О Р , Lovyagin R N , Knvorotov Е А . Toropov А I, Aleksandrov L N , Stenin S I Silicon Homoepitaxy With Ion Sputtering I Mechanism of Growth - Phys Stat Sol (a), 1973, v 17, p 339-351

5 Ramm J , Beck E , Zuger A , Dommann A , Pixley R E Low-temperature in situ cleaning of silicon wafers with ultra high vacuum compatible plasma source -Thin Solid Films, 1992. v222,p 126-131

6 Rabalais J W, AI-Bayati A H , Boyd К J , Matron D , Kulik J, Zhang Z , and Chu W К Ion effects in silicon-beam epitaxy-Phys Rev В , 1996, v 53, №16, p 10781-10792

7 Al-Bayati A H , Todorov S S , Boyd К J. Matron D, Zhang Z , Rabalais J W , Kulik J Homoepitaxy and controlled oxidation of silicon at low temperatures using low-energy ion beam - J Vac Sci Technol B, 1995, v 13, №4, p 1639-1644

8 Шенгуров В Г Молекулярно-лучевая эпитаксия кремния стимулированная ионным обручением - Автореф дис доктора физ -мат наук - Нижний Новгород, 2002, - 46с

9 Takaoka G Н , Seki Т, Tsumura К , Matsuo J Scanning tunneling microscope observation!, of Ge deposition on Si (111 )-7x7 surfaces irradiated by Xe ions - Thm Solid Films, 2002, v 405 p 141 -145

10 Bedrossian P , Houston J E , Tsao J У , Chason E , Picraux S T Layer-by-layer Sputtering and Epitaxy of Si( 100) -Phys Rev Lett, 1991, v 67, № l,p 124-127

11 Ditchfield R, Seebauer E G Semiconductor surface diffusion Effects of low-energy ion bombardment -Phys Rev B,2001,v 63, p 125317-1 - 125317-9

12 Teichert C, Hohage M, Michely T, Comsa G Nuclei of the Pt(IlI) Network Reconstruction created by single Ion Impacts -Phys Rev Lett, 1994, v 72, №11, p 1682-1685

13 Jacobsen J, Cooper BH, Sethna J P Simulations of energetic beam deposition From picoseconds to seconds - Phys Rev B, 1996, v 58, № 23, p 15847-15865

14 Rosenfeld G , Lipkm N N , Wulfhekel W , Kliewer J , Morgenstetem К , Poelsema В , Comsa G New concepts for controlled homoepiiaxy - Appl Phys A , 1995, v 65, p 455-466

15 Двуреченский А В , Зиновьев В A , Смагина Ж В Эффекты самоорганизации ансамбля наноостровков Ge при импульсном обиучении низкоэнергетическими ионами в процессе гетероэпитаксии на Si - Письма в ЖЭТФ, 2001, т 74, №5, с 296-299

16 Stillinger F К , Weber Т А Computer simulation of local order in condensed phases of silicon -Phys Rev B. 1985, v 31, № 8, p 5262-7271

17 Bedrossian P, Khstner T Anisotropic Vacancy Kinetics and Single-Domain Stabilization on Si(l00)-2xl -Phys Rev Lett, 1992, v 68, № 5, p. 646-649

18 Марков В A , Пчеляков О П , Соколов Л В , Стенин С И , Стоянов С Молекулярно-лучевая эпитаксия с синхронизацией зарождения - Поверхность, 1991, Ха 4, с 70-76

19 Köhler U , Demuth J Е , Hamers R J Scanning tunneling microscopy study of low-temperature epitaxial growth of silicon on Si(l 1 l)-7x7 - J Vac Sei Technol A, 1989, v 7, №7, p 2860-2867

20 Vvedensky D D , Clarke S Recovery kinetics during interrupted epitaxial growth - Surf Sei, 1990, v 225, p 373-389

21 Hansson G V , Larsson M 1 Initial stages of Si molecular beam epitaxy on Si(Ill) studied with reflection high-energy electron-diffraction intensity measurements and Monte Carlo simulation -Surf Sei, 1994, v 321, p 1255-1260

22 Latyshev A V , Krasilnikov А В , Aseev A L Self-diffusion on Si(lll) surfaces - Phys Rev В , 1996, v 54, №4, p 2586-2589

с

Подписано в печать

Заказ № Тираж 100

о/.ОУ

РНБ Русский фонд

640

и г

2004

Введение

ГЛАВА 1. ЭПИТАКСИЯ ИЗ ИОННО-МОЛЕКУЛЯРНЫХ ПУЧКОВ.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

§1.1. Физические предпосылки для управления процессом роста плёнок с помощью ионных пучков

1.1.1. Энергия ионного пучка

1.1.2. Плотность ионного потока

1.1.3. Длительность воздействия ионным пучком

§ 1.2. Физические процессы лежащие в основе ионного воздействия на рост плёнок

1.2.1. Ионно-стимулированое зарождение

1.2.2. Ионно-стимулированная диссоциация островков 34 1.2.3 Ионно-стимулированная диффузия

1.2.4. Формирование упорядоченных метастабильных фаз

1.2.5. Ионно - стимулированная реконструкция поверхности

§1.3. Феноменологические модели эпитаксии из ионно-молекулярных пучков

1.3.1. Модель Ванкоувенберга

1.3.2. Модель Бойда

1.3.3. Недостатки феноменологических моделей

§1.4 Моделирование методами молекулярной динамики эпитаксии из ионных пучков

1.4.1. Моделирование микроскопических процессов при взаимодействии низкоэнергетических ионов с поверхностью кремния

1.4.2 Моделирование ионно-стимулированного роста плёнок

Осаждение полупроводниковых плёнок с использованием ионных пучков возникло на стыке двух больших научно-технологических направлений: ионной имплантации и молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ). Ионная имплантация в настоящее время является базовой технологией легирования полупроводниковых плёнок. Для ионного легирования, как правило, используют энергии ионного пучка от ЮКэВ до 1 МэВ. Использование такого диапазона энергий определяется требованиями технологического характера, связанными с необходимостью формирования модифицированных ионным пучком слоев кристалла на определённых глубинах от поверхности. Однако, как показывают многочисленные исследования, при таких энергиях формируется высокая плотность дефектов кристаллической структуры (см. например монографии [1,2,3] и ссылки в них). Поэтому существует проблема восстановления структурных свойств кристалла после ионного облучения. Эту проблему традиционно решают отжигом дефектов при высоких температурах. Однако, при высоких температурах происходит диффузионное размытие концентрационных профилей легирования, сформированных ионной имплантацией, что является нежелательным эффектом при создании приборных структур для микро- и наноэлектроники. Если ионное легирование проводить прямо в процессе осаждения плёнок, то можно существенно снизить энергию ионного пучка до величин порядка 100 эВ и ниже [4,5], поскольку в этом случае ионам достаточно внедрится в узкий приповерхностный слой растущей плёнки. Использование низких энергий обеспечивает малый уровень дефектности легированных плёнок, и необходимость в последующем высокотемпературном отжиге отпадает. В ходе выполнения исследовательских работ по ионному легированию растущих плёнок было обнаружено, что ионы легирующей примеси, обладая избыточной энергией, могут существенно влиять на кинетику роста и результирующие свойства эпитаксиальных плёнок [6]. В результате возникла идея использования низкоэнергетических (<1КэВ) ионных пучков для управления процессом роста плёнок. Применительно к полупроводниковым плёнкам пионерские работы в данном направлении были выполнены в 70-х годах в Японии Itoh Т. et al [7] и в СССР Лютовичем А.С. [8] и Александровым Л. Н. с коллегами [9, 10, 11]. В указанных работах была показана связь между значением энергии ионов в пучке и. различными процессами на поверхности при гомоэпитаксии кремния, такими, как разрушение окисного слоя, физическая адсорбция и хемосорбция, поверхностная диффузия. Это позволило сделать выводы о возможных механизмах действия ионного пучка на зарождение и рост эпитаксиальных слоев. Было показано, что в местах соударения иона с кристаллизующейся поверхностью образуются точечные дефекты и локальные области возбуждения атомов, которые становятся центрами зарождения островков новой фазы. Ионы, сталкиваясь с центрами трехмерного роста, могут разрушать их, обеспечивая условия для двумерного роста. Кроме того, ионный пучок энергетически подпитывает процессы диффузии и фазового перехода [11]. Интерес к ионно-стимулированной эпитаксии. обусловлен тем, что исследование роста кристаллов в условиях внешних воздействий способствует лучшему пониманию элементарных актов этого процесса и выяснению условий его оптимизации.

В настоящее время считается установленным, что рост плёнок в присутствии, низкоэнергетического ионного облучения (НИО) характеризуется снижением температуры эпитаксии, уменьшением высоты рельефа поверхности, увеличением коэффициента встраивания примеси в растущую плёнку, сменой механизма роста плёнки. НИО успешно применяется для контролируемого изменения механических? оптических, электрических и структурных свойств тонких плёнок различных материалов [12]. В кремниевой технологии НИО используется для ионной очистки и планаризации поверхности [13], для низкотемпературной эпитаксии кремния [14,15] и нанесения диэлектрических покрытий [16], для ионного легирования непосредственно в процессе осаждения плёнок [4,5]. Исследования показывают, что при оптимальном выборе энергии и плотности ионного потока удается получать структурно совершенные слои при температурах значительно меньших, чем в традиционных способах получения плёнок. Но, несмотря на достаточно широкое использование НИО, его роль в процессах плёнкообразования остаётся мало изученной. Это связано с тем, что ионное воздействие сопровождается целым комплексом сложных физических процессов, происходящих одновременно в приповерхностной области растущей плёнки и взаимно влияющих друг на друга.

Компьютерное моделирование, которое позволяет учесть одновременно действие нескольких факторов ионного воздействия и их взаимосвязь, является незаменимым в решении данной проблемы. Однако, здесь возникает трудность совместного рассмотрения процессов, вызванных ионным облучением, и процессов, активируемых температурой. Дело в том, что при температурах и скоростях осаждения плёнок, используемых в эксперименте, характерные времена протекания этих процессов могут различаться на 12-15 порядков [17], что сильно ограничивает возможности проведения модельных расчётов в реальном масштабе времени.

К нерешённым проблемам низкотемпературной эпитаксии полупроводников из ионных пучков можно отнести вопрос о механизмах увеличения поверхностной подвижности атомов в условиях ионного облучения. На основе представлений о баллистическом массопереносе или локальном нагреве поверхности не удаётся объяснить экспериментальные зависимости коэффициента поверхностной диффузии от параметров ионного облучения [18]. Другой важной проблемой, требующей решения, является вопрос о роли реконструкции поверхности и, в частности, ионно-стимулированной реконструкции [19] в процессах эпитаксиального роста.

Существенное продвижение в понимании процессов, происходящих при эпитаксии из ионно-молекулярных пучков, может обеспечить импульсное воздействие пучком низкоэнергетических ионов [20]. Кратковременное ионное воздействие в процессе роста плёнок даёт ряд возможностей по сравнению с непрерывным ионным облучением, а именно:

• в выбранные моменты времени менять скорости основных процессов на поверхности растущей плёнки (скорости зарождения, диффузии);

• не вводя значительных нарушений, передавать атомам поверхности дополнительную энергию;

• исследовать эффекты последействия.

Таким образом, импульсное ионное воздействие может стать тем инструментом, который позволит выявить, какой процесс в данный момент является определяющим на поверхности растущей плёнки, и тем самым установить природу происходящих изменений на поверхности.

Цель диссертационной работы состоит в выявлении основных физических процессов, определяющих рост кремниевых слоев при низкоэнергетическом ионном воздействии в условиях эпитаксии из молекулярных пучков.

Для достижения указанной цели в работе решались следующие задачи:

1. Установить методом компьютерного моделирования характер морфологических перестроек поверхности кремния с ориентацией (111) и (100) при взаимодействии с низкоэнергетическими ионами.

2. Провести экспериментальные исследования морфологии и реконструкции поверхности кремния при импульсном воздействии низкоэнергетическими ионами в процессе гомоэпитаксии из молекулярного пучка в зависимости от степени заполнения поверхностного монослоя, соотношения ионного и молекулярного потоков, температуры подложки.

3. Изучить механизмы морфологических перестроек на поверхности кремния, вызванных импульсным воздействием пучком ускоренных частиц в процессе роста из молекулярного пучка.

4. Разработать модель гомоэпитаксии кремния из молекулярного пучка в условиях облучения низкоэнергетическими ионами.

Научная новизна настоящей работы заключается в следующем:

1. Решена нестационарная задача морфологической перестройки поверхности кремния с ориентацией (111) и (100), вызванной ударом низкоэнергетического иона Хе (энергия 225 эВ, угол падения относительно нормали к поверхности 60°) в области температур 700-1000 К. Установлено, что единичное воздействие приводит к образованию вакансионного кластера, в котором вакансии сосредоточены преимущественно в первом атомном слое, генерации адатомов и распылению материала.

2. Проведено исследование динамики морфологических изменений поверхности кремния при облучении низкоэнергетическими ионами на основе решения систем дифференциальных уравнений, учитывающих диффузию и взаимодействие адатомов с вакансионными кластерами, вводимыми ионным пучком. Впервые предсказано, что при распылении вицинальной поверхности кремния в определенной области температур, которая зависит от плотности ионного потока, должны наблюдаться осцилляции скорости движения моноатомных ступеней. Установлено, что эти осцилляции обусловлены взаимодействием ступеней с поверхностными вакансионными кластерами, вводимыми ионным облучением.

3. Развит подход к экспериментальному исследованию изменения морфологии/сверхструктуры поверхности в процессе эпитаксии из ионно-молекулярных пучков, заключающийся в импульсном, ионном воздействии на поверхность на различных стадиях роста по количеству осаждённого материала с in situ контролем состояния поверхности методом дифракции быстрых электронов (ДБЭ). На основе данного подхода впервые экспериментально обнаружен эффект уменьшения шероховатости поверхности растущего слоя после импульсного воздействия пучком низкоэнергетических ионов в процессе эпитаксии Si(l 11) из молекулярного пучка.

4. Впервые экспериментально обнаружен сверхструктурный фазовый переход (5х5)=>(7х7) под действием импульсного ионного воздействия в условиях эпитаксии Si(lll) из молекулярного пучка.

5. Предложена модель морфологических изменений на поверхности Si(lll) при импульсном воздействии пучком низкоэнергетических ионов в процессе гомоэпитаксии из молекулярного пучка. В основе модели лежит представление об увеличении коэффициента поверхностной диффузии адатомов в результате ионно-стимулированной реконструкции от (5x5) к (7x7).

Практическая значимость работы.

Исследованный класс явлений фактически обеспечивает развитие метода молекулярно-лучевой эпитаксии с синхронизацией структурных превращений импульсным ионным воздействием. Этот метод позволяет получать более резкие границы при росте модулированных структур, а также управлять размерами островков при гетероэпитаксии, например Ge на Si при создании структур с квантовыми точками [21].

Полученные в работе результаты моделирования морфологических перестроек поверхности кремния под действием ионного облучения могут быть полезны при рассмотрении процессов плазмо-химического и ионного травления поверхности кремния, а также эпитаксии из ионно-молекулярных пучков. Созданный пакет программ позволяет моделировать процессы на поверхности при ионно-стимулированной эпитаксии и выделять определяющие факторы при различных условиях ионного облучения. Это дает возможность проводить предварительное моделирование экспериментальной ситуации и оптимизировать условия воздействия ионным пучком в процессе МЛЭ.

На защиту выносятся:

1. Развитый подход к экспериментальному исследованию изменения морфологии/сверхструктуры поверхности кремния в процессе эпитаксиального роста с одновременным облучением низкоэнергетическими ионами, заключающийся в импульсном ионном воздействии на различных стадиях заполнения поверхностного монослоя с контролем in situ состояния поверхности с помощью метода дифракции быстрых электронов.

2. Эффект снижения шероховатости ростовой поверхности под действием кратковременного (0.5-1 с) воздействия пучком низкоэнергетических (80-145 эВ) ионов Кг+ в процессе МЛЭ Si(lll) в области малых доз ионного облучения (10п-г-1012см'2) и экспериментальные результаты по зависимости обнаруженного эффекта от степени заполнения поверхностного монослоя, температуры подложки и количества осаждённых монослоёв:

- шероховатость поверхности растущего слоя уменьшается, если импульсное ионное воздействие проводится при степени заполнения поверхностного монослоя в в области от 0.5 до 1. Максимальный эффект достигается при в ~ 0.8. Для начальных стадий заполнения монослоя (0<О.5) эффект отсутствует;

- эффект усиливается с ростом температуры до 400°С, а затем - ослабляется и при температуре выше 500°С эффект практически исчезает;

- по мере увеличения числа осаждённых монослоёв эффект сглаживания рельефа поверхности растущей плёнки импульсным ионным воздействием ослабевает.

3. Обнаружение сверхструктурного фазового перехода на поверхности Si(lll) под действием импульсного ионного воздействия от смеси сверхструктур (5x5) и (7x7) к преимущественно одной сверхструктуре (7x7) в условиях МЛЭ и экспериментальные результаты по зависимости ионно-стимулированной реконструкции от температуры:

- доля поверхностной фазы (7x7), вводимая ионным облучением, увеличивается с ростом температуры и достигает максимума при 400°С, выше этой температуры относительный вклад ионно-стимулированной реконструкции уменьшается.

4. Модель морфологической перестройки поверхности Si(lll) под действием импульсного воздействия пучком низкоэнергетических ионов в процессе гомоэпитаксии из молекулярного пучка. Модель учитывает генерацию адатомов и поверхностных вакансионных кластеров и изменение поверхностной сверхструктуры в результате ионного облучения поверхности. В основе модели лежит представление об увеличении коэффициента поверхностной диффузии адатомов в результате ионно-стимулированной реконструкции (5х5)=>(7х7).

5. Результаты моделирования распыления вицинальной поверхности кремния низкоэнергетическими ионами:

- в определенной области температур, зависящей от плотности ионного потока, наблюдаются осцилляции скорости движения моноатомных ступеней и степени заполнения поверхностного слоя;

- осцилляции скорости движения ступеней и степени заполнения поверхностного слоя обусловлены взаимодействием ступеней с поверхностными вакансионными кластерами, вводимыми ионным облучением.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

1. Методом молекулярной динамики (МД) проведено моделирование взаимодействия низкоэнергетических ионов Хе (энергия 225 эВ, угол падения - 60° от нормали к поверхности) с поверхностью кренЬшя с ориентацией (111) и (100) на начальных стадиях процесса 0 - ЮОпс. Установлено, что морфологическая перестройка поверхности, вызванная единичным ударом иона Хе, приводит к образованию поверхностного вакансионного кластера, в котором вакансии сосредоточены преимущественно в первом атомном слое, генерации адатомов и распылению материала. Для поверхности Si(111) вакансионный кластер в среднем состоял из 16 поверхностных вакансий, 15 атомов переходили в адатомные позиции. Для поверхности Si(100) средний размер вакансионного кластера составлял 10 вакансий, 9 адатомов выбивалось из поверхностного слоя. Для обоих случаев средний коэффициент распыления составлял « 1.

2. На основе результатов расчёта методом МД развита модель эволюции вицинальной поверхности кремния при непрерывном облучении низкоэнергетическими (~100 эВ) ионами. Согласно данной модели существует критическая температура, выше которой травление поверхности происходит путём движения моноатомных ступеней за счёт термического отрыва адатомов от границ ступеней с последующей диффузией и аннигиляцией на поверхностных вакансионных кластерах, формируемых ионным пучком. С помощью компьютерного моделирования впервые предсказано, что в определенной области температур, которая зависит от интенсивности ионного пучка, должны наблюдаться осцилляции скорости движения ступеней при послойном распылении вицинальной поверхности Si(lll) низкоэнергетическими ионами. Установлено, что осцилляции обусловлены взаимодействием ступеней с поверхностными вакансионными кластерами. В рамках предложенной модели удаётся описать переход от двухдоменного состояния поверхности Si(100) с чередованием сверхструктур (2x1) и (1x2) на соседних террасах к однодоменному состоянию - (2x1) с формированием ступеней двухатомной высоты в процессе ионного облучения поверхности Si(100).

3. Развит новый подход к экспериментальному исследованию динамики изменения морфологии/сверхструктуры поверхности р процессе эпитаксиального роста с одновременным облучением низкоэнергетическими ионами, заключающийся в импульсном ионном воздействии на поверхность на различных стадиях роста эпитаксиальной плёнки с контролем состояния поверхности in-situ методом ДБЭ. На основе данного подхода впервые экспериментально обнаружен эффект уменьшения шероховатости ростовой поверхности после импульсного (0.5-1 с) воздействия пучком низкоэнергетических (80-145 эВ) ионов Кг+ в процессе молекулярно-лучевой эпитаксии Si(lll) в области малых доз ионного облучения

11 И 'j см ). Установлены следующие закономерности проявления обнаруженного эффекта в зависимости от заполнения поверхностного монослоя, температуры подложки и количества осаждённых монослоёв: шероховатость поверхности растущего слоя уменьшается, если импульсное ионное воздействие проводится при степени заполнения поверхностного монослоя в в области О.5<0<1. Максимальный эффект достигается при в « 0.8. Для начальных стадий заполнения монослоя (0<О.5) эффект отсутствует;

- эффект усиливается с ростом температуры до 400°С, а затем - ослабляется и при температуре более 500°С практически исчезает; по мере увеличения числа осажденных слоёв эффект сглаживания рельефа поверхности растущего слоя импульсным ионным воздействием ослабевает.

4. Впервые экспериментально зафиксирован сверхструктурный фазовый переход (5х5)=>(7х7) на поверхности Si(lll) после импульсного ионного воздействия в условиях МЛЭ. Установлено, что доля поверхностной фазы (7x7), вводимая ионным облучением, увеличивается с ростом температуры и достигает максимума в области 400°С. Выше этой температуры относительный вклад ионно-стимулированной реконструкции уменьшается.

5. Предложена модель морфологических изменений на поверхности Si(lll) при импульсном воздействии пучком низкоэнергетических ионов в процессе гомоэпитаксии из молекулярного пучка. В основе модели лежит представление об увеличении коэффициента поверхностной диффузии адатомов в результате ионно-стимулированной реконструкции (5х5)=>(7х7). Данная модель позволяет объяснить экспериментальную зависимость эффекта сглаживания рельефа поверхности растущей плёнки кремния импульсным ионным Щ воздействием от степени заполнения поверхностного монослоя, температуры подложки и количества осаждённых монослоёв.

4К

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Работа проводилась в ИФП СО РАН в лаборатории неравновесных полупроводниковых систем под руководством зав. лаб. д. ф.-м. н., проф. А. В. Двуреченского. Содержание диссертации отражено в 14 публикациях:

1. Zinovyev V.A., Aleksandrov L.N., Dvurechenskii A.V., Heinig K.-H., Stock D. Modelling of layer-by-layer sputtering of Si(lll) surfaces under irradiation with low-energy ions. — Thin Solid Films, 1994, v.241, p. 167-170.

2. Heinig K.-H., Stock D., Boettger H., Zinovyev V.A., Dvurechenskii A.V., Aleksandrov L.N. Formation of double-height Si(100) steps by sputtering with Xe ions — a computer simulation. — Proceedings of MRS Symposium, Materials Research Society, Pittsburgh, 1994, v.316, p. 10351040.

3. Зиновьев B.A., Александров Л.Н., Двуреченский A.B., Хайниг К.-Х., Шток Д. Моделирование послойного распыления поверхности (lll)Si при облучении низкоэнергетическими ионами. - Сб. «Полупроводники», Новосибирск: ИФП, 1994, с. 115117.

4. Dvurechenskii A.V., Zinovyev V.A., Faizullina A.F. Oscillation of step velocity at sputtering of Si(lll) vicinal surfaces by low-energy Xe ions.- Surf. Sci. 1996, v.347, p. 111-116.

5. Двуреченский А. В., Зиновьев B.A., Марков B.A., Грёцшель Р., Хайниг К.-Х. Эффекты импульсного воздействия ионами низких энергий при гомоэпитаксии кремния из молекулярного пучка. Письма ЖЭТФ, 1996, т. 64, р. 689-694.

6. Dvurechenskii A.V., Markov V.A., Zinovyev V.A., Zinovyeva A.F., Groetzschel R., Heinig K.-H. Effect of pulse action with low-energy ions on (111) Si surface during Si MBE layer-by-layer growth. - Proceedings of 23th Intern. Conf. on Phys. Semicond., Berlin, 1996, v.2, p. 1127-1130.

7. Dvurechenskii A.V., Zinovyev V.A., Zinovyeva A.F. Modelling of layer-by-layer sputtering of (lll)Si by low-energy ions. - Тезисы докладов 9-ой Международной конференции по радиационной физике и химии неорганических материалов «РФХ-9», Томск, 1996, с. 126.

8. Двуреченский А.В., Зиновьев В.А., Шелиховская С.В. Эпитаксия кремния из молекулярных пучков при импульсном облучении ионами низких энергий. — Тез. док. I Всероссийской конференция по материаловедению и физико-химическим основам технологий получения легированных монокристаллов кремния «Кремний-96», Москва, 1996, с.241-241.

9. Двуреченский А.В., Зиновьев В.А., Кудрявцев В. А. МЛЭ с синхронизацией структурных превращений на поверхности кремния импульсным ионным воздействием. — Тез. док. Ш Всероссийской конференции по физике полупроводников «Полупроводники 97», Москва, 1997,с. 273-273.

10. Двуреченский А.В., Зиновьев В.А., Марков В.А., Кудрявцев В. А. Реконструкция поверхности Si(lll) при импульсном облучении ионами низких энергий в процессе молекулярно-лучевой эпитаксии. - Тез. док. IV Всероссийского Семинара по физическим основам ионной имплантации, Нижний Новгород 1998, с.32-33.

11. Двуреченский А.В., Зиновьев В.А., Марков В.А. Механизм структурных изменений поверхности кремния импульсным воздействием низкоэнергетическими ионами при эпитаксии из молекулярного пучка. - ЖЭТФ, 1998,1.61, с. 2055-2064.

12. Dvurechenskii A.V., Zinovyev V.A., Markov V.A., Kudryavtsev V.A. Phase transitions induced by low-energy ion actions during Si(lll) molecular beam epitaxy. - Abstract of First International Workshop on Nucleation and Non-Liner Problems in the First-Order Phase Transitions, St. Petersburg, 1998, p.16-17.

13. Dvurechenskii A.V.,. Zinovyev V.A., Markov V.A., Kudryavtsev V.A. Surface reconstruction induced by low-energy ion-beam pulsed action during Si(lll) molecular beam epitaxy. - Surf. Sci., 1999, v.425, p. 185-194.

14. Двуреченский A.B., Зиновьев B.A., Марков B.A., Кудрявцев В.А. Сверхструктурный фазовый переход, индуцированный импульсным ионным воздействием при молекулярно-лучевой эпитаксии Si(lll). — Неорганические материалы, 1999, т. 35, с. 646-649.

Результаты, полученные в данной работе, докладывались и обсуждались на Международной конференции по материаловедению (Materials Research Society, Питгсбург, 1994), на 23-ей Международной конференции по физике полупроводников (Берлин, 1996), на первой Всероссийской конференции по материаловедению и физико-химическим основам технологии получения легированных монокристаллов кремния «Кремний-96» (Москва, 1996), на 9-ой Международной конференции по радиационной физике и химии неорганических материалов «РФХ-9» (Томск, 1996), на 3-ей Всероссийской конференции по физике полупроводников «Полупроводники-97» (Москва, 1997), на IV-ом Всероссийском семинаре по физическим основам ионной имплантации (Нижний Новгород, 1998), на 1-ом Международном симпозиуме «Зарождение и проблемы нелинейности в фазовых переходах первого рода» (Санкт-Петербург, 1998).

В заключение автор считает своим приятным долгом выразить искреннюю благодарность научному руководителю д. ф.-м. н, профессору А. В. Двуреченскому за руководство и постоянную помощь в работе.

Автор признателен д. ф.-м. н. О.П. Пчелякову за полезное и конструктивное обсуждение основных результатов проводимых исследований, д. ф.-м. н, профессору JI.C. Смирнову — за интерес к работе и полезное обсуждение ряда вопросов, связанных с механизмами ионного воздействия на поверхность кремния, к. ф.-м. н. В.А. Маркову — за помощь в постановке методики in-situ контроля морфологии и сверхструктуры поверхности кремния в процессе эпитаксиального роста, а также за многочисленные обсуждения экспериментальных результатов и участие в написании научных статей, В.А. Кудрявцеву — за помощь в проведении экспериментальных работ, А. Ф. Зиновьевой — за участие в подготовке диссертационной работы.

Автор благодарен немецким коллегам из института ионных пучков исследовательского центра Россендорф: доктору К.-Х. Хайнигу за помощь в проведении расчётов методом молекулярной динамики взаимодействия низкоэнергетических ионов с поверхностью кремния, доктору Р. Грёцшелю за исследования методом обратного резерфордовского рассеяния кристаллической структуры и состава плёнок кремния, выращенных в условиях ионного облучения.

Автор считает своим долгом выразить искреннюю благодарность безвременно ушедшему от нас профессору JI.H. Александрову за научное руководство и всестороннюю помощь в работе.

Автор выражает благодарность всем сотрудникам лаборатории неравновесных полупроводниковых систем за участие в обсуждении результатов работы и создание творческой атмосферы при решении поставленных задач.

1. Вопросы радиационной технологии полупроводников. Под ред. J1.C. Смирнова, Новосибирск, Наука, 1980,294с.

2. Ion Implantation: Science and Technology, 2-nd Edition, Ed. By J.F. Ziegler, Boston, Academic Press, 1988,498p.

3. Комаров Ф.Ф., Новиков А.П., Соловьёв B.C., Ширяев С.Ю. Дефекты структуры в ионно-имплантированном кремнии. Минск, Университетское изд., 1990,320с.

4. Шенгуров В. Г. Молекулярно-лучевая эпитаксия кремния, стимулированная ионным облучением. — Автореф. дис. доктора физ.-мат. наук. — Нижний Новгород, 2002, 46с.

5. Takagi Т. Role of ions in ion-based film formation. Thin Solid Films, 1982, v.92, p. 1-17.

6. Itoh Т., Nakamura T. Low Temperature Silicon Epitaxy assisted by Ion Implantation. — Radiation Effects, 1971, v. 9, p. 1-4.

7. Арифов У.А., Лютович A.C., Клименко К.Ф. Исследование процесса низкотемпературной кристаллизации эпитаксиальных слоев кремния из ионно-молекулярных пучков. — В кн.: XIV Всесоюз. Конф. по эмиссионной электронике. Ташкент: ФАН, 1970, с. 110-111.

8. Александров JI.H., Ловягин Р.Н., Криворотое Е.А., Дождикова Н.Е. Эпитаксия кремния при катодном распылении. Кристаллография, 1970, т. 15, с. 203-205.

9. Pchelyakov О.Р., Lovyagin R.N., Krivorotov Е.А., Toropov A.I., Aleksandrov L.N., Stenin S.I. Silicon Homoepitaxy With Ion Sputtering. I. Mechanism of Growth Phys. Stat. Sol (a), 1973, v. 17, p.339-351.

10. Aleksandrov L. N., Ljutovich A. S., Belorusets E. D. The Mechanism of Silicon Epitaxial Layer Growth from Ion Molecular Beams. Phys. Stat. Sol. (a), 1979, v.54, p. 463-469.

11. Ahmed N.A.G. An improved ion assisted deposition technology for the 21st century. Surface and Coatings Technology, 1995, v.71, p.82-87.

12. Ramm J., Beck E., Zuger A., Dommann A., Pixley R.E. Low-temperature in situ cleaning of silicon wafers with ultra high vacuum compatible plasma source. Thin Solid Films, 1992, v.222, p.126-131.

13. Rabalais J.W., Al-Bayati A. H., Boyd K. J., Matron D., Kulik J., Zhang Z., and Chu W. K. Ion effects in silicon-beam epitaxy. Phys. Rev. В., 1996, v.53, №16, p. 10781-10792.

14. Wagner T.A., Oberbeck L., Bergmann R.B. Low-temperature epitaxial silicon films deposited by ion-assisted deposition. Material Science and Engineering B, 2002, v. 89, p. 319-322.

15. Al-Bayati A. H., Todorov S.S., Boyd K. J., Matron D, Zhang Z., Rabalais J.W., Kulik J. Homoepitaxy and controlled oxidation of silicon at low temperatures using low-energy ion beam.— J. Vac. Sci. Technol. B, 1995, v.13, №4, p. 1639-1644.

16. Jacobsen J., Cooper B.H., Sethna J. P. Simulations of energetic beam deposition: From picoseconds to seconds. Phys. Rev. B, 1996, v.58, № 23, p. 15847-15865.

17. Ditchfield R., Seebauer E. G. Semiconductor surface diffusion: Effects of low-energy ion bombardment. Phys. Rev. B, 2001, v. 63,p. 125317-1 - 125317-9.

18. Teichert C., Hohage M., Michely Т., Comsa G. Nuclei of the Pt(lll) Network Reconstruction created by single Ion Impacts. Phys. Rev. Lett., 1994, v. 72, № 11, p. 1682-1685.

19. Rosenfeld G., Lipkin N.N., Wulfhekel W., Kliewer J., Morgenstetern K., Poelsema В., Comsa G. New concepts for controlled homoepitaxy. — Appl. Phys. A., 1995, v.65, p. 455-466.

20. Двуреченский A.B., Зиновьев В.А., Смагина Ж.В. Эффекты самоорганизации ансамбля наноостровков Ge при импульсном облучении низкоэнергетическими ионами в процессе гетероэпитаксии на Si. Письма в ЖЭТФ, 2001, т. 74, № 5, с. 296-299.

21. Venables J. A., Spiller G.D.T. and Hanbucken M. Nucleation and Growth of Thin Films. Rep. Prog. Phys., 1984, v. 47, p. 399-459.

22. Voigtlander В. Fundamental processes in Si/Si and Ge/Si epitaxy studied by scanning tunneling microscopy during growth. Surface Science Reports, 2001, v. 43, p. 127-254

23. Copel М., Reuter М.С., Kaxiras Е., Tromp R.M. Surfactants in Epitaxial Growth. Phys. Rev. Lett., 1989, v. 63, № 6, p. 632-635.

24. Voigtlander В., Zinner A., Weber Т., and Bonzel H. P. Modification of growth kinetics in surfactant-mediated epitaxy. — Phys. Rev. В., 1995, v.51, № 12, p. 7583-7591.

25. Латышев A.B., Асеев А.Л. Моноатомные ступени на поверхности кремния. — УФН, 1998, т.168, № 10, с. 1117-1127.

26. Omi Н., Ogino Т. Self-organization of Ge islands on high-index Si substrates. — Phys. Rev. В., 1998, v. 59, № 11, p. 7521-7528.

27. Marton D. Film deposition from law-energy ion beams. In: Low Energy Ion-Surface Interactions, ed. by Rabalais J.W., Wiley & Sons, 1994, 524p.

28. Degroote В., Vantomme A., Pattyn H., Vanormelingen К Hyperthermal effects on nucleation and growth during low-energy ion deposition. Phys.Rev. В., 2002, v. 65, p.195401-1-195401-11.

29. Takaoka G.H., Seki Т., Tsumura К., Matsuo J. Scanning tunneling microscope observations of Ge deposition on Si (111 )-7x7 surfaces irradiated by Xe ions. Thin Solid Films, 2002, v. 405, p.141-145.

30. Eaglesham D., Gossmann H.J., and Cerullo M Limit thickness hepi for epitaxial growth and room-temperature Si growth on Si(100). Phys. Rev. Lett., 1990, v.65, №10, p. 1227-1230.

31. Физические процессы в облучённых полупроводниках. Под ред. Л.С. Смирнова, Новосибирск, Наука, 1977,256 с.

32. Marton D., Boyd K.J., Rabalais J.W. Synergetic effects in ion beam energy and substrate temperature during hyperthermal particle film deposition. — J. Vac. Sci. Technol. A, 1998, v. 16, № 3, p. 1321-11326.

33. Esch S., Breeman M., Morgenstern M., Michely Т., Comsa G. Nucleation and morphology of homoepitaxial Pt(l 1 l)-films grown with ion beam assisted deposition. — Surf. Sci., 1996, v. 365, p. 187-204.

34. Гусева М.Б. Ионная стимуляция в процессах образования тонких плёнок на поверхности твёрдого тела. — Соросовский образовательный журнал, 1998, № 10, с. 106-112.

35. Бабаев В.Г., Гусева М.Б. Адсорбция паров металла в присутствии ионного облучения. — Известия Академии Наук (сер. физ.), 1973, т.27, № 12, с. 2596-2602.

36. Park S.W., Shim J.K., Baik Н.К. Growth mode of epitaxial Sio.sGeoj layer grown on Si(100) by ion-beam-assisted deposition.-J. Appl. Phys., 1995, v.78, № 10, p. 5993-5999.

37. Rosenfeld G., Servaty R., Teichert C., Poelsema В., Comsa G. Layer-by-Layer growth of Ag on Ag(lll) induced by enhanced nucleation: a model study for surfactant-mediated growth. — Phys. Rev. Lett., 1993, v. 71, № 6, p.895-898.

38. Wulfhenkel W., Lipkin N.N., Kliewer J., Rosenfeld G., Jorritsma L.C., Poelsema В., Comsa G. Conventional and manipulated growth of Cu/Cu(l 11). Surf. Sci., 1996, v. 348, p. 227-242.

39. Wulfhenkel W., Beckmann I., Lipkin N.N., Rosenfeld G., Poelsema В., Comsa G. Manipulation of growth modes in heteroepitaxy: Ni/Cu(lll). Appl. Phys. Lett., 1996, v.69, №23, p. 3492-3494.

40. Rosenfeld G., Poelsema В., Comsa G. Epitaxial growth modes far from equilibrium. —In: Growth and Properties of Ultrathin Epitaxial Layers. Ed. by King D.A., Woodruff D.P. , New York, Elsevier Science, 1997,500p.

41. Schwoebel R. Step Motion on crystal surfaces. J. Appl. Phys., 1966, v. 37, № 10, p. 36823687.

42. Rosenfeld G., Poelsema В., Comsa G. The concept of two mobilities in homoepitaxial growth. — J. Crys. Growth, 1995, v. 151, p.230-233.

43. Марков B.A., Пчеляков О.П., Соколов JI.B., Стенин С.И., Стоянов С. Молекулярно-лучевая эпитаксия с синхронизацией зарождения. — Поверхность, 1991, № 4, с.70-76.

44. Markov V.A., Pchelyakov О.Р., Sokolov I.V., Stenin S.I., Stoyanov S. Molecular beam epitaxy with synchronization of nucleation. Surf. Sci. 1991, v. 250, p. 229-234.

45. Nikiforov A.I., Markov V.A., Pchelyakov O.P., Yanovitskaya Z.Sh. The Influence of the Epitaxial Growth Temperature on the Period of RHEED Oscillations. — Phys. Low-Dim. Struct., 1997, v.7, p. 1-10.

46. Kohler U., Demuth J.E., Hamers R.J. Scanning tunneling microscopy study of low-temperature epitaxial growth of silicon on Si(lll)-7x7. J. Vac. Sci. Technol. A, 1989, v.7, № 7, p. 2860-2867.

47. Teys S.A., Olshanetsky B.Z. Formation of the Wetting Layer in Ge/Si(lll) Epitaxy at Low Growth Rates Studied with STM. Phys. Low-Dim. Struct., 2002, v. 1/2, p.37-36.

48. Goldfarb I., Hayden P.T., Owen J.H.G., Briggs G.A.D. Nucleation of "Hut" Pits and Clusters during Gas-Source Molecular-Beam Epitaxy of Ge/Si(001) in In-Situ Scanning Tunneling Microscopy. Phys. Rev. Lett. 1997, v.78, № 20, p. 3959-3962.

49. Tersoff J., LeGoues F.K. Competing Relaxation Mechanisms in Strained Layers. — Phys. Rev. Lett., 1994, v. 72, № 22, p. 3570-3573.

50. Bedrossian P. Generation and healing of low-energy ion-induced defects on Si(100)-2xl. — Surf. Sci., 1994, v.301, p.223-232.

51. Feil H., Zandvliet H.J.W., Tsai M.-H., Dow J.D., Tsong I.S.T. Random and Ordered Defects on Ion-Bombarded Si(100)-(2xl) Surfaces. Phys. Rev. Lett., 1992, v. 69, № 21, p. 3076-3079.

52. Zinovyev V.A., Aleksandrov L.N., Dvurechenskii A.V., Heinig K.-H., Stock D. Modelling of layer-by-layer sputtering of Si(l 11) surfaces under irradiation with low-energy ions. Thin Solid Films, 1994, v. 241, Iss.1-2, p.167-170.

53. Brake J., Wang X.-S., Pechman R. J., Weaver J. H. Enhanced epitaxial growth on substrates modified by ion sputtering: Ge on GaAs(llO) Phys. Rev. Lett., 1994, v. 72, № 22, p. 3570-3573.

54. Экштайн В. Компьютерное моделирование взаимодействия частиц с поверхностью твёрдого тела./Н&р. с англ. Под ред. Е.С. Машковой, М.: Мир, 1995,321 с.

55. Плешивцев Н.В. Катодное распыление. М., Атомиздат, 1968, 347с.

56. Chason Е., Bedrossian P., Horn К.М., Tsao J.Y., Picraux S.T. Ion-Beam Enhanced Epitaxial Growth of Ge(001). Appl. Phys. Lett., 1990, v. 57, p. 1793-1803.

57. Bedrossian P., Houston J.E., Tsao J.Y., Chason E., Picraux S.T. Layer-by-layer Sputtering and Epitaxy ofSi(100). Phys. Rev. Lett., 1991, v. 67, № 1, p. 124-127.

58. Poelsema В., Verheij L.K., Comsa G. "Two-Layer" Behavior of the Pt(lll) Surface during Low-Energy Ar+ Ion Sputtering at High Temperature. — Phys. Rev. Lett., 1984, v.53, № 23, p. 2500-2503.

59. Bedrossian P., Klistner T. Anisotropic Vacancy Kinetics and Single-Domain Stabilization on ^ Si(100)-2xl. Phys. Rev. Lett., 1992, v. 68, № 5, p. 646-649.

60. Bedrossian P., Klistner T. Surface reconstruction in layer-by-layer sputtering of Si(lll). Phys. Rev. В., 1991, v. 44, № 24, p. 13783-13786.

61. Kitamura N., Lagally M.G., Webb M.B. Real Time Observations of Vacancy Diffusion on Si(0010-(2xl) by Scanning Tunneling Microscopy. Phys. Rev. Lett., 1993, v.71, № 13, p.2082-2085.

62. Винецкий B.JL, Холодарь Г.А. Радиационная физика полупроводников. Киев: Наукова Думка, 1979,336 с.

63. Choi С.-Н., Al R., Barnett S.A. Suppression of Three-Dimensional Island Nucleation during GaAs growth on Si(100). Phys. Rev. Lett., 1991, v.61, № 20, p. 2826-2829.

64. Millunchick J. M. and Barnett S. A. Suppression of strain relaxation and roughening oflnGaAs on GaAs using ion-assisted molecular beam epitaxy. Appl. Phys. Lett., 1994, v. 65, № 9, p. 11361138.

65. Ditchfield R., Seebauer E. G. Direct Measurement of Ion-Influenced Surface Diffusion. Phys. Rev. Lett., 1999, v.82, № 6, p. 1185-1188.

66. DeLuca P.M., Ruthe K.C., Barnett S.A. Glancing-Angle Ion Enhanced Surface on GaAs(001) during Molecular Beam Epitaxy. Phys. Rev. Lett., 2001, v. 86, № 2, p. 260-263.

67. Dobson B.W. Atomistic simulation of silicon beam deposition. — Phys. Rev. B, 1987, v. 36, №2, p. 1068-1074.

68. Dvurechenskii A.V., Zinovyev V.A., Markov V.A., Kudryavtsev V.A. Surface reconstruction induced by low-energy ion- beam pulsed action during Si(lll) molecular beam epitaxy. Surf. Sci., 1999, v. 425, №2-3, p. 185-194.

69. С. E. Allen, R. Ditchfield, and E. G. Seebauer. Surface diffusion of Ge on Si(lll): Experiment ^ and simulation. Phys. Rev. B, 1997, v. 56, № 19, p. 13304-13313.

70. Yoneyama K., Ogawa K. Scanning Tunneling Microscope Studies on Recovery Processes of Sputter-Induced Surface Defects on Si(lll)-7x7. Jpn. J. Appl. Phys., 1996, v. 35, № 6B, p. 37193723.1. Art

71. Lifshitz Y., Kasi S.R., Rabalais J.W., Eckstein W. Subplantation model for film growth from hyperthermal species. Phys. Rev. B, 1990, v. 41, № 15, p.10468-10480.

72. Kulik J., Lempert G.D., Grossman E., Marton D., Rabalais J.W., Lifshitz Y. sp3 content of mass-selected ion-beam-deposition carbon films determined by inelastic and elastic electron scattering.-Phys. Rev. B, 1995, v. 52,№22,p. 15812-15822.

73. Zhao J. P., Chen Z. Y. Sandwich atomic structure in tetrahedral amorphous carbon: Evidence of subplantation model for film growth from hyperthermal species. — Phys. Rev. B, 2001, v. 63, p. 115318-1-115318-9.M

74. Bott M., Michael H., Michely Т., Comsa G. Pt(lll) Reconstruction Induced by Enhanced Pt Gas-Phase Chemical Potential. Phys. Rev. Lett., 1993, v. 70, № 10, p. 1489-1492.

75. Jacobsen J., Jacobsen K.W., Stoltze P. Nucleation of the Pt(lll) reconstruction: a simulation study. Surf. Sci., 1994, v. 317, p. 8-14.

76. Michely Т., Michael H., Esch S., Comsa G. The effect of surface reconstruction on the growth mode in homoepitaxy. Surf. Sci. Lett., 1996, v. 349, p. L89-L94.

77. Hoegen M. H., Falta J., Henzler M. The initial stages of growth of silicon on Si(l 11) by slow position annihilation Low-Energy Electron Diffraction. — Thin Solid Films, 1989, v. 183, p. 213220.

78. Двуреченский A.B., Зиновьев В.А., Марков В.А. Механизм структурных изменений поверхности кремния импульсным воздействием низкоэнергетическими ионами при эпитаксии из молекулярного пучка. ЖЭТФ, 1998, т.114, вып.12, с.2055-2064.

79. Двуреченский А.В., Зиновьев В.А., Марков В.А., Кудрявцев В.А. Сверхструктурный фазовый переход, индуцированный импульсным ионным воздействием при молекулярно-лучевой эпитаксии Si(lll). Неорганические материалы, 1999, т.35, №6, с. 1-4.1. ЛП

80. Двуреченский А.В., Зиновьев В.А., Марков В.А., Грецшель Р., Хайниг К.-Х. Эффекты импульсного воздействия ионами низких энергий при гомоэпитаксии кремния из молекулярного пучка. Письма в ЖЭТФ, 1996, т.64, вып. 10, с. 690-695.

81. Vancauwenberghe О., Herbots N., Hellman О.С. A quantitative model of point defect diffusity and recombination in Ion Beam Deposition (IBD) & Combined Ion and Molecular Deposition (CIMD). J. Vac. Sci. Tech. B, 1991, v.9, p.2027-2033.

82. Herbots N., Appleton B.R., Noggle T.S., Zuhr R.A., Pennycook S.J. Ion-solid interactions during ion beam deposition of 74Ge and 30Si on Si at very low ion energies (0-200eV range). — Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B, 1986, v. 13, p.250-258.

83. Ziegler J.F., Biersack J.P, Littmark U. The stoping and Range of Ions in Solids. — New York: Pergamon Press, 1985.

84. Boyd K.J., Marton D., Rabalais J.W., Uhlmann S., Frauenheim Th. Semiquantitative subplantation model for low energy ion interactions with surfaces. Ill Ion beam homoepitaxy of Si.- J. Vac. Sci. Technol. A, 1998, v. 16, № 2, p. 463-471.

85. Tsao J.Y., Chason E., Horn K.M., Brice D.K., Picraux S.T. Low-energy ion beams, molecular beam epitaxy, and surface morphology. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B, 1989, v. 39, p.72-80.

86. Kyuno K., Cahill D. G., Averback R.S., Taurus J., Nordlund K. Surface Defects and Bulk Defect Migration Produced by Ion Bombardment of Si(001). Phys. Rev. Lett., 1999, v. 83, № 23, p. 4788-4791.

87. Mo Y.W., Kleiner J., Webb M.B., Lagally M.G. Activation Energy for Surface Diffusion of Si on Si(001): A Scanning-Tunneling-Microscopy study. Phys. Rev. Lett., 1991, v. 66, №15, p. 19982001.

88. Stillinger F.K., Weber T.A Computer simulation of local order in condensed phases of silicon.- Phys. Rev. B, 1985, v. 31, № 8, p.5262-7271.

89. Tersoff J. New Empirical Model for the Structural Properties of Silicon. Phys. Rev. Lett.,1986, v.56, № 6, p.632-635.

90. Car R., Parrinello M. Unified approach for Molecular Dynamics and Density-Functional Theory. Phys. Rev. Lett., 1985, v. 55, № 22, p. 2471 -2477.

91. Brommer K. D., Needels M., Larson B.E., Joannopoulos J.D. Ab Initio Theory of the Si(lll) — (7x7) Surface Reconstruction: A Challenge for Massively Parallel Computation. Phys. Rev. Lett., 1992, v. 68, №9, p.1355-1358.

92. Cho K., Kaxiras E. Diffusion of adsorbate atoms on the reconstructed Si(lll) surface. — Surf. Sci., 1998, v.396, p. L261-L266.

93. Brocks G., Kelly P. J. Dynamics and Nucleation of SiAd-dimers on the Si(100) Surface. Phys. Rev. Lett., 1996, v. 76, № 13, p. 2362-2365.

94. Dobson B.W. Atomistic simulation of silicon beam deposition. — Phys. Rev. B, 1987, v. 36, № 2, p. 1068-1074.

95. Dobson B.W. Development of a many-body Tersoff-type potential for silicon. — Phys. Rev. B,1987, v. 35, № 6, p. 2795-2798.

96. Kitabatake K., Fons P., Greene J.E. Molecular dynamic simulations of low-energy ion/surface interactions during vapor phase crystal growth: 10 eV Si incident on Si(001)-(2xl). — J. Vac. Sci. Technol. A, 1991, v.9, p. 91-96.

97. Gilmer H.G., Roland C. Simulation of crystal growth: Effects of atomic beam energy. Appl. Phys. Lett., 1994, v. 65, № 7, p. 824-826.

98. Strickland В., Roland С. Low-temperature growth and ion-assisted deposition. — Phys. Rev. B, 1995, v.51, № 8, p.5061-5064.

99. Pomeroy M. J., Jacobsen J., Hill С. C., Cooper B.H., Sethna J. P. Kinetic Monte-Carlo — molecular dynamics investigations of hyperthermal copper deposition on Cu(lll). — Phys. Rev. B, 2002, v.66, p. 235412-1 235412-8.

100. Зверев A.B., Неизвестный И.Г., Шварц H.JL, Яновицкая З.Ш. Моделирование процессов эпитаксии, сублимации и отжига в трёхмерном приповерхностном слое кремния. — ФТП, 2001, т.35, вып. 9, с. 1067-1074.

101. Wilby M.R., Clarke S., Kawamura Т., Vvedensky D. D. Anisotropic kinetics and bilayer epitaxial growth of Si(001). Phys. Rev. B, 1986, v.40, № 15, p. 10617-10620.

102. Jacobsen J., Norkskov J.K., Jacobsen K.W. Island shapes in homoepitaxial growth of Pt(lll). Surf. Sci., 1996, v.359, p.37-44.

103. Sato Т., Kitamura S., Iwatsuki M. Initial adsorption process of Si atoms on an Si(ll 1)7x7 surface studied by scanning tunneling microscopy. Surf. Sci., 2000, v. 445, p. 130-132.

104. Roland C., Gilmer G.H. Epitaxy on surfaces to vicinal Si(001). I. Diffusion of silicon adatoms over the terraces. Phys. Rev. B, 1992, v.46, № 20, p. 13428-13436.

105. Roland C., Gilmer G.H. Epitaxy on surfaces to vicinal Si(001). II. Growth properties of Si(001) steps. Phys. Rev. B, 1992, v.46, № 20, p. 13437-13451.

106. Watanabe H., Ichikawa M. Kinetics of vacancy diffusion on Si(lll) surfaces studied by scanning reflection electron microscopy. — Phys. Rev. B, 1996, v.54, №8, p.5574-5580.

107. Watanabe H., Ichikawa M. Anisotropic kinetics of vacancy diffusion and annihilation on Si(001) surfaces studied by scanning reflection electron microscopy. Phys. Rev. B, 1997, v.55, №15, p.9699-9705.

108. Verlet L. Computer "Experiment" on Classical Fluids. I. Thermodynamical Properties of Lennard-Jones Molecules. Phys. Rev., 1967, v. 159, p.98.

109. Heinig K.-H., Stock D., Zinovyev V.A., Aleksandrov L.N., Dvurechenskii A.V. Formation of double — height (100)Si steps by sputtering with Xe ions — a computer simulation. MRS Proceeding, 1994, v.316, p.1035-1040.

110. Stich I., Payne M.C., King-Smith, Lin J.-S., Clarke L.J. Ab Initio Total-Energy Calculation for Extremely Large Systems: Application to the Takayanagi Reconstruction of Si(lll). — Phys. Rev. Lett., 1992, v.68, №9, p.1351-1354.

111. Meade D.R., Vanderbilt D. Adatoms on Si(lll) and Ge(lll) surfaces. Phys. Rev. B, 1989, v.40, №6, p.3905-3913.

112. Бартон В., Кабрера H., Франк Ф. Рост кристаллов и равновесная структура их поверхностей. В книге: Элементарные процессы роста кристаллов / Пер. под ред. Г.Г. Леммлейна, А.А. Черенкова, М.: Изд. Иностранной литературы, 1959. 300 с.

113. Myers-Beaghton А.К., Vvedensky D.D. Generalized Burton-Cabrera-Frank theory for growth and equilibration on stepped surfaces. Phys. Rev. A., 1991, v.44, №4, p.2457-2468.

114. Myers-Beaghton A.K., Vvedensky D.D. Step dynamics on vicinal Si(001) during epitaxial growth. — Appl. Phys. Lett., 1991, v.59, №16, p.2013-2015.

115. Myers-Beaghton A.K., Vvedensky D.D. Nonlinear equation for diffusion and adatom interactions during epitaxial growth on vicinal surfaces. — Phys. Rev. B, 1990, v.42, №9, p.5544-5554.

116. Dvurechenskii A.V., Zinovyev V.A., Faizullina A.F. Oscillations of step velocity at sputtering ofSi(lll) vicinal surfaces by low-energy Xe ions. Surf. Sci., 1996, v.247, p. 111-116.

117. McLean J. G., Krishnamachart В., Peale D.R, Chason E., Sethna P. J., Cooper B.H. Decay of isolated surface features driven by the Gibbs-Thomson effect in an analytic model and a simulation. -Phys. Rev. B, 1997, v. 55,№3, p.1711-1823.

118. Самарский Введение в численные методы. — М.: Наука, 1987. 288 с.

119. Latyshev A.V., Krasilnikov A.B., Aseev A.L., Stenin S.L Transformations on clean Si(lll) stepped surface during sublimation. Surf. Sci., 1989, v.227, p. 157.

120. Latyshev A.V., Krasilnikov A.B., Aseev A.L. Self-diffusion on Si(lll) surfaces. Phys. Rev. B, i996, v. 54, №4, p.2586-2589.

121. Zandvliet H.J.W. Energetics ofSi(001). Reviews of Modern Physics, 2000, v.72, №2, p.593-602.

122. Chadi D.J. Stabilities of Single-Layer and Bilayer Steps on Si(001) Surfaces. — Phys. Rev. Lett., 1987, v.59, №15, p. 1691-1694.

123. Hoeven A.J., Lenssinck J.M., Dijkkamp D., van Loenen E.J., Dieleman J. Scanning-Tunneling-Microscopy of single-Domain Si(001) Surfaces Grown by Molecular-Beam Epitaxy. — Phys. Rev. Lett., 1989, v.63, №17, p.1830-1832.

124. Voigtlander В., Weber Т., Smilauer P., Wolf D.E. Transition from Island Growth to Step-Flow Growth for Si/Si(100) Epitaxy. Phys. Rev. Lett., 1997, v.78, №11, p.2164-2167.

125. N. Kitamura, Swartzentruber B. S., Lagally M.G., Webb M.B. Variable-temperature STM measurements of step kinetics on Si(001). Phys. Rev. B, 1993, v.48, №8, p.5704-5707.

126. Swartzentruber B.S., Schacht M. Kinetics of atomic-scale fluctuations of steps on Si( 001) measured with variable-temperature STM. — Surf. Sci., 1995, v.322, p.83-89.

127. Zhang Q.-M., Roland C., Boguslawski P., Bernhole J. Ab Initio studies of Diffusion Barriers at Single-height Si(l 00) Steps. Phys. Rev. Lett. 1995, v. 75, №1, p.101-104.

128. Swartzentruber B.S., Mo Y.-W., Kariotis R., Lagally M.G., and Webb M.B. Direct Determination of Step and Kink Energies on Vicinal Si(001). Phys. Rev. Lett., 1990, v.65, №15, p.1913-1916.

129. Bowler D.R., Bowler M.G. Step structures and kinking on Si(001). Phys. Rev. B, 1998, v. 57, №24, p.15385-15391.

130. Hansson G.V., Larsson M. I. Initial stages of Si molecular beam epitaxy on Si(lll) studied with reflection high-energy electron-diffraction intensity measurements and Monte Carlo simulation. Surf. Sci., 1994, v.321, p.1255-1260.

131. Nakahara H., Ichimiya A. Silicon deposition on Si(lll) surface at room temperature and effects of annealing. J. Cryst. Growth, 1990, v.99, p.514-519

132. Dargys A., Kundrotas J. Handbook on physical properties of Ge, Si, GaAs and InP, Vilnius, Science and Encyclopedia Publishers, 1994,264 c.

133. Feenstra R.M., Lutz M.A. Formation of the 5x5 reconstruction on cleaved Si(lll) surface studied by scanning tunneling microscopy. Phys. Rev. В., 1990, v.42, № 8, p.5391-5394.

134. Nakahara H., Ichimiya A. Structural study of Si growth on a Si(lll) 7x7 surface. Surf. Sci., 1991, v.241, p.124-134.

135. Ishimaru Т., Shimada K., Hoshino Т., Yamawaki Т., Ohdomari I. Size changes of nxn stacking-fault half units of dimer-adatom-staking-fault structures on quenched Si(lll) surfaces. — Phys. Rev. В., 1999, v.60, № 19, p.13592-13597.

136. Qian G.-X., Chadi D.J. Total-energy calculations on Takayanagi model for the Si(lll)7x7 surface. J. Vac. Technol. B, 1986, v. 4, № 4, p.1079-1082.

137. Yang N.Y., Williams E.D. Domain-boundary-induced metastable reconstructions during epitaxial growth ofSi/Si(lll). Phys. Rev. B, 1995, v. 51, № 19, p. 13238-13243.

138. Большое Л.А., Вещунов M.C. К теории реконструкции поверхности полупроводниковых кристаллов. -ЖЭТФ, 1986, т.90, вып.2, с.569-580.

139. Vvedensky D.D., Clarke S. Recovery kinetics during interrupted epitaxial growth. — Surf. Sci., 1990, v.225, p.373 -389.

140. Voigtlander В., Kastner M., Smilauer P. Magic Islands in Si/Si(lll) Homoepitaxy. — Phys. Rev. Lett., 1998, v.81, № 4, p.858-861.