Встроенные поверхностные фазы на кремнии тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

^ #

<0 Ач V

На правах рукописи

Зотов Андрей Вадимович ВСТРОЕННЫЕ ПОВЕРХНОСТНЫЕ ФАЗЫ НА КРЕМНИИ

(Специальность 01.04.07 - Физика твердого тела)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Владивосток, 1996 г.

Работа выполнена в Институте автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения РАН

Научный консультант:

• доктор физико-математических наук, профессор В.Г.Лифшиц

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор М.В.Гомоюнова доктор физико-математических наук, профессор И.Г.Неизвестный

доктор физико-математических наук, профессор В.Э.Осуховский

Ведущая организация:

- Институт стали и сплавов (г.Москва)

__ ^

Защита состоится " .5 " 1996 года в 14 г часов

на заседании диссертационного совета Д 064.58.03. по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора физико-математических наук при Дальневосточном государственном университете (ДВГУ) по адресу 690600, г.Владивосток, ул. Суханова,

8,

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Дальневосточного государственного университета

Автореферат разослан " " 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат физико-математических наук, И.В.Соппа

Общая характеристика работы

Актуальность темы

Прогресс современных методов наращивания тонких кристаллических пленок (в особенности, метода молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ)) открыл возможность получения многослойных структур с заданным практически произвольным распределением легирующей примеси по глубине. Особое место среди последних достижений технологии занимает формирование структур с так называемыми дельта-легированными слоями. Под дельта-легированием понимают создание структуры, в которой легирующая примесь находится в сверхтонком слое и, таким образом, распределение примеси по глубине описывается дельта-функцией Дирака. В идеале толщина дельта-слоя совпадает с толщиной одного атомного слоя. Дельта-легированные слои представляют большой интерес для фундаментальных исследований как уникальная система с квази-двумерным газом носителей заряда (электронов или дырок) и находят применение в ряде полупроводниковых приборов. В результате этого дельта-легированные слои стали объектом интенсивного исследования, и к настоящему времени накоплена обширная информация о процессах их формирования, структуре, электрических свойствах и приборном применении.

Качественно новый шаг в развитии дельта-легирования связызают с упорядоченным дельта-легированием, т.е. с формированием двумерных упорядоченных структур атомов легирующей примеси внутри дельта-слоя (при обычном (традиционном) дельта-легировании атомы примеси распределены внутри дельта-слоя случайным образом). Два возможных преимущества для приборных применений связывают с упорядоченным дельта-легированием: (1) значительное понижение статистического предела размера элементов сверхбольших интегральных схем и (2) увеличение подвижности носителей заряда в слоях с периодической структурой атомов примеси.

Для решения задачи упорядоченного дельта-легирования предполагается использовать упорядоченные поверхностные фазы, которые формируются при осаждении суб-монослойных пленок адсорбатое в условиях, близких к равновесным. Двумерная структура атомов адссрбата (легирующей примеси) в поверхностной фазе является своего рода "заготовкой" для упорядоченного дельта-легирования, и в том случае, если при последующем наращивании покрывающего слоя эта структура будет сохранена на "захороненной" границе раздела, то поставленная задача будет решена. Такие структуры

мы будем называть "встроенными поверхностными фазами". Кроме улучшенных характеристик по сравнению с традиционными дельта-легированными слоями встроенные поверхностные фазы могут иметь и особые свойства, т.к. известно, что сами поверхностные фазы часто обладают электронной структурой и физическими свойствами, сильно отличающимися от таковых для объемных материалов.

Имея в виду, что кремний является основным материалом современной полупроводниковой электроники, исследование встроенных поверхностных фаз на основе кремния представляет особый интерес.

Цель работы

Для успешного формирования встроенных поверхностных фаз и исследования их свойств необходимо решение ряда научных и технологических задач, которые и составили содержание настоящего исследования.

1. Исследование поверхностных фаз элементов III и V группы Таблицы Менделеева (т.е. акцепторных и донорных примесей) на поверхности кремния. Определение условий формирования и областей стабильности поверхностных фаз, построение фазовых диаграмм (диаграмм состояния). Установление структуры и состава поверхностных фаз. Исследование процессов формирования совместных поверхностных фаз при коадсорбции атомов двух элементов.

2. Исследование основных закономерностей роста пленок Si с помощью метода твердофазной эпитаксии (ТФЭ). Определение роли параметров роста (температуры отжига, ориентации подложки, присутствия примесей) на кинетику кристаллизации с структурное совершенство эпитаксиальных слоев Si.

3. Исследование роста аморфных и эпитаксиальных пленок Si на поверхностных фазах. Выяснение связи стабильности поверхностных фаз и их атомной структуры. Изучение перераспределения примеси в ходе наращивания покрывающего слоя Si и поиск путей подавления размытия профиля примеси.

4. Определение основных электрофизических свойств (подвижности и слоевой концентрации носителей заряда) структур, содержащих встроенные поверхностные фазы.

Научная новизна

Работа содержит нсвые экспериментальные и методологические результаты, наиболее важными из которых являются следующие:

1. Разработана и впервые использована оригинальная методика определения характеристик твердофазной эпитаксии (скорости кристаллизации и структурного совершенства выращенных слоев) с помощью метода дчфрзкции медленных электронов.

2. Впервые исследовано образование поверхностных фаз в субмонослойных системах B/S¡(111), B/S¡(110), Sb/S¡(110), Al/Si(110), (AI,Sb)/Si(100), (Al,Sb)/S¡(lll) и (AI,Sb)/Si(110). Открыто более 10 ранее неизвестных поверхностных фаз.

3. Для формирования поверхностных фаз в системе В/Si впервые использован высокотемпературный прогрев образцов Si, сильно легированных бором, приводящий к накоплению бора на поверхности. В результате была получена поверхностная фаза Si(lll)v^í х \/!-В, выявлены ее типичные дефекты, определены их атомная структура и условия формирования, а также была предложена оригинальная модель атомной структуры поверхности B/Si(100).

4. Систематически исследованы основные закономерности твердофазной эпитаксии пленок кремния, напыленных s сверхвысоком вакууме, в том числе влияние ориентации подложки Si, температуры и длительности отжига, вакуумных условий и присутствия примесей на кинетику кристаллизации и качество эпитаксиальных слоев.

5. Впервые на атомарном уровне исследован рост пленок Si на поверхностных фазах B/Si(lll) и B/S¡(100).

6. На основе систематического исследования широкого набора поверхностных фаз в субмонослойных системах Al/Si, Sb/S¡ и B/S¡ установлена связь между их стабильностью и поверхностной структурой.

7. Впервые достоверно исследовано перераспределение примеси на расстояния атомного масштаба в ходе формирования дельта-легированного слоя.

8. Выявлено влияние атомной структуры поверхностных фаз на электрические характеристики структур со встроенными поверхностными фазами в системах Al/Si, Sb/'Si и B/S¡, покрытыми слоем аморфного кремния.

9. В ряде структур со встроенными поверхностными фазами обнаружены рекордно высокие значения концентрации носителей заряда и их подвижности.

10. Впервые исследованы электрические свойства многослойных структур, содержащих встроенные поверхностные фазы В/Б1 и тонкие слои Се.

Научная и практическая ценность работы

Научная и практическая ценность работы заключается в развитии методики формирования дельта-легированных слоев в и создании нового типа структур со встроенными поверхностными фазами на "захороненной" границе раздела. При решении этой задачи были получены, в частности, следующие результаты, представляющие научный интерес и практическую ценность:

1. Определены условия формирования поверхностных фаз при адсорбции атомов БЬ (донорной примеси) и В,А1 (акцепторной примеси) на основных гранях и построены фазовые диаграммы субмонослойных систем "адсорбат/кремний". Эта информация важна для управляемого выращивания методом МЛЭ различных многослойных структур на основе кремния.

2. Исследованы особенности твердофазной эпитаксии (ТФЭ) кремния в условиях сверхвысокого вакуума. Выявлена роль основных параметров, определяющих рост & твердой фазе (ориентации подложки, толщины пленки, температуры отжига и др.). Систематически исследованы возможности метода для формирования многослойных структур на основе кремния. Метод ТФЭ имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционной методикой МЛЭ.

3. Проведена классификация поверхностных фаз по их стабильности, определены основные закономерности роста аморфных и эпитаксиальных пленок на поверхностных фазах. Систематически исследованы электрические свойства структур, содержащих различные встроенные поверхностные фазы, покрытые слоем аморфного кремния, что важно для перспективного использования поверхностных фаз в полупроводниковых приборных структурах.

4. Уникальные свойства (рекордно высокие уровни легирования, повышенные значения подвижности носителей заряда), обнаруженные в ряде структур со встроенными поверхностными фазами предполагает, что при определенной оптимизации

эти структуры могут быть использованы для создания новых полупроводниковых приборов.

Защищаемые положения

На защиту выносятся следующие научные положения:

1. Определенные в работе условия формирования и построенные фазовые диаграммы для поверхностных фаз на кремнии с адсорбатами 5b, AI, В (в том числе и в двух-адсорбэтных системах) позволяют надежно и воспроизводимо получать широкий набор поверхностных фаз, различающихся составом, структурой и свойствами.

2. Результаты исследования процессов твердофазной эпитаксии пленок кремния с различным типом примеси и уровнем легирования на подложках кремния с различной ориентацией при варьировании температуры и длительности отжига дают возможность управляемого формирования многослойных кремниевых структур с резкими границами.

3. Исследование стабильности поверхнностных фаз при наращивании субмонослой-ных пленок Si показало, что наиболее стабильными оказываются поверхностные фазы, в которых атомы адсорбата занимают замещающие положения в приповерхностном слое (например, Si(lll)\/i5 х л/3~В) или поверхностные фазы, имеющие DAS- (димер-адатом-дефект упаковки) структуру (например, Si(lll)7x7), т.е. по верхностные фазы, разрушение которых предполагает значительные перестройки приповерхностной области. При формировании структуры "3nH-Si/B/Si(100)" сегрегация бора может быть подавлена даже на расстояния атомного масштаба. При последовательном формировании в сверхвысоком вакууме стабильной поверхностной фазы на Si и наращивании на ней с помощью методов твердофазной эпитаксии или низкотемпературной молекулярно-лучевой эпитаксии слоя Si возможно частичное или даже полное сохранение упорядоченной структуры адсорбата на захороненной границе раздела, т.е. формирование встроенной поверхностной фазы.

4. В исследованных структурах со встроенными поверхностными фазами, покрытыми слоем аморфного Si, только поверхностные фазы B/Si демонстрируют практически полную электрическую активацию атомов бора, приводящую к металлическому характеру проводимости в них. В остальных фазах активация легирующей

примеси ничтожно мала. В метастабильных структурах со встроенными поверхностными фазами могут быть получены уникальные свойства: сверхвысокие концентрации носителей заряда и повышенные значения их подвижности.

Апробация работы

Основные результаты, вошедшие в диссертацию, докладывались на Всесоюзной конференции по использованию современных физических методов в неразрушающих исследованиях и контроле (г.Хабаровск, 1981), I и III Всесоюзных конференциях по физике и технологии тонких пленок (г.Ивано-Франковск, 1981 и 1990), VI и VII Всесоюзных конференциях по процессам роста и синтеза полупроводниковых кристаллов и пленок (г.Новосибирск, 1982 и 1986), Всесоюзном симпозиуме по физике поверхности твердых тел (г.Киев, 1983), VI Всесоюзной конференции по росту кристаллов (г.Ереван, 1985), I Всесоюзной школы по термодинамике и технологии полупроводниковых кристаллов и пленок (г.Ивано-Франковск, 1986), I Всесоюзной конференции "Диагностика поверхности" (г.Каунас, 1986), VI Всесоюзной конференции по физическим и химическим основам микроэлектроники (г.Вильнюс, 1987), VII Международной конференции по росту кристаллов (г.Москва, 1980), IX Международном вакуумном конгрессе (г.Мадрид, Испания, 1983), VIII Американской конференции по росту кристаллов (г.Вэйл, США, 1990), VI Европейской конференции по молекулярно-лучевой эпитаксии (г.Тампере, Финляндия, 1991), IX Международной конференции по вакуумной металлургии (г.Антиб, Франция, 1992), I и II Российско-Японском семинаре по поверхности полупроводников (г.Владивосток, 1993, г.Осака, Япония, 1995), III Международном симпозиуме по эпитаксии атомных слоев и процессам на поверхностности (г.Сендай, Япония, 1994), XV и XVI Европейских конференциях по физике поверхности (г.Лилль, Франция, 1995; г.Генуя, Италия, 1996), Международном симпозиуме по молекулярно-лучевой эпитаксии Si (г.Страсбург, Франция, 1995), II Международной конференции по физике низкоразмерных структур (г.Дубна, 1995), V Международной конференции по структуре поверхности (г.Аикс-ен-Провенс, Франция, 1996) и др.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 64 печатных работ. Список основных из них приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав и списка цитируемой литературы. Общий объем диссертации составляет 255 страниц, включая 107 рисунков, б таблиц и список литературы из 289 наименований.

Краткое содержание работы Введение

Во введении обоснована актуальность темы, рассмотрено состояние исследуемой проблемы, сформулированы цель работы, основные задачи и выносимые на защиту положения, дано краткое изложение содержания диссертации по главам, описаны представления о дельта-легировании, поверхностных фазах на поверхности и встроенных поверхностных фазах в объеме кремния.

Глава 1

В Первой главе дан обзор основных методов исследования, используемых в настоящей работе: электронной оже-спектроскопии (ЭОС), дифракции медленных электронов (ДМЭ), сканирующей туннельной микроскопии (СТМ) и измерения проводимости и эффекта Холла. Приведены методики подготовки образцов, проведения исследований и обработки экспериментальных данных, дано краткое описание экспериментального оборудования.

Электронная оже-спектроскопия служит для химического анализа поверхности твердых тел. В основе метода лежат такие процессы, как ионизация внутренних атомных уровней первичным электронным пучком, безызлучательный оже-переход и выход оже-электрона в вакуум, где он регистрируется с помощью электронного спектрометра. Измерение величины тока испускаемых оже-электронов позволяет производить количественный анализ элементного состава поверхностного слоя толщиной 5-20 А. Методике определения концентрации примеси из данных ЭОС уделено особое внимание.

Для анализа структуры поверхности используется метод дифракции медленных электронов. Т.к. картина ДМЭ, формирующаяся на флюорисцентном экране дифрактоме-тра, является по существу проекцией двумерной обратной решетки поверхности (в чем нетрудно убедиться с помощью построения Эвальда), ДМЭ дает прямую информацию о

периодичности и симметрии кристаллической структуры поверхности. Однако данные ДМЭ не позволяют однозначно определить атомную структуру поверхности. С этой точки зрения особенно ценную информацию предоставляет метод сканирующей туннельной микроскопии, с помощью которого можно получить изображение структуры поверхности с атомным разрешением.

Эксперименты проводились на трех сверхвысоковакуумных (СВВ) установках: СВВ установке "Riber" DEL-300, оснащенной источниками Si, Sb и AI, а также анализаторами ДМЭ и ЭОС, автоматизированной многокамерной установке молекулярно-лучевой эпи-таксии Si, предназначенной для выращивания многослойных структур на шайбах Si 076 мм с использованием источников Si, Ge и В, и СВВ установке сканирующего туннельного микроскопа "Omicron Compact-Lab", оснащенной кроме собственно микроскопа источником Si, В каждой из установок обеспечивалась возможность нагрева образца при контролируемых температурах, управление потоком Si и примесей из источников, контроль вакуума. Вакуум в экспериментах был ~ 10~ш Тор, что является необходимым условием исследования физических процессов на атомарно-чистой поверхности кремния.

Электрофизические характеристики, слоевую концентрацию и подвижность носителей заряда выращенных образцов исследовали на установке для измерения проводимости и эффекта Холла с системой охлаждения замкнутого цикла, позволяющей проводить измерения в диапазоне температур 15-300 К при максимальной напряженности магнитного поля 0.7 Тл. В исследовании использовались как образцы для измерений по методу Ван-дер-Пау, так и приготовленные фотолитографией меза-структуры со стандартной геометрией Холла.

Глава 2

Во второй главе представлены результаты исследования поверхностных фаз, образуемых атомами элементов 111 группы (В, AI) и V группы (Sb) на поверхности кремния. Эти примеси представляют особый интерес с той точки зрения, что они являются акцепторными (В, А1) и донорными (Sb) по отношению к Si и широко используются в полупроводниковых приборах на основе кремния. Наиболее подробно исследованы формирование, структура и свойства поверхностных фаз в субмонослойных системах Sb/Si(110), Al/Si(lll), Al/Si(110), B/Si(lll), B/Si(100), B/Si(110), (AI,Sb)/Si(lll), (Al,Sb)/Si(100) и (AI,Sb)/Si(110).

Для системы Sb/Si(110) показано, что адсорбция в диапазоне температур 500-700°С

приводит к формированию насыщающего слоя с покрытием 1 МС БЬ и структурой 51(110)3х2—БЬ. Отжиг этого слоя при температуре 700°С приводит к постепенной десорбции БЬ, в результате чего по мере уменьшения покрытия БЬ на поверхности последовательно формируются поверхностные фазы со структурой 51(110)1x2, $¡(110)3x2

и 55(110) ^ Обнаружена корреляция кинетики десорбции сформированием по-

верхностных фаз. Энергия активации десорбции составляет 3.3 эВ для фазы 51(110)1 х 2-БЬ и 3.6 эВ для фазы 51(110)Зх2-5Ь. На основе данных ЭОС и ДМЭ предложены вероятные модели атомной структуры поверхностных фаз в системе 5Ь/51(110).

Установлены основные закономерности формирования границы раздела в системе А!/5!(111). Обнаружено, что механизм роста пленки А1 изменяется с температурой. При комнатной температуре рост пленки идет по механизму Франка-Ван дер Мерве, в области температур 200-400'С по механизму Странски-Крастанова, а при температурах 500-700°С происходит формирование насыщающего слоя А1 с покрытием 0.6 МС, после чего коэффициент прилипания А1 падает до нуля и дальнейшей адсорбции А1 не происходит. Определены диапазоны температур и покрытий А1, при которых формируются поверхностные фазы 51(111)о(Т х 7)-А1, 51(111) \/5 х 5|(111)\/? х \/Т-А1, 5'|(111)"7-фаэа"-А1 и происходит рост эпитаксиальных островков А1(111). Построена фазовая диаграмма системы А1/5!(111), представленная рис. 1а.

Тщательный анализ методами ДМЭ м ЭОС позволил установить, что 51(111)-фазе"-А1 соответствует покрытие 0.6 МС и периодичность 8x8, а не 1 МС и 7x7 (или 9x9), как это сообщалось ранее в литературе.

Исследовано формирование поверхностных фаз в системе А1/51(110) и построена ее фазовая диаграмма (рис. 16).. Обнаружено, что при адсорбции А1 на поверхности

51(110) формируются следующие поверхностные фазы: 5Ц110) ( | -А1 при по-

\ -1 4 )

крытии 0.15-г0.3 МС А1 и температуре 500-700°С, 51(110) ^ ^ " | -А1 при покрытии

0.3-г0.5 МС А1 и температуре 500-700°С, 5|(110)1х2-А1 при покрытии 0.5-^1.0 МС А1 и температуре около 450°С. При температурах ниже 450"С и покрытии более 2 МС А1 наблюдается рост эпитаксиальных островков А1(110).

Для формирования поверхностных фаз в системе В/51{111) использовали отжиг при температурах 1200-1300°С пластин 51(111), сильно легированных бором, в результате чего происходило накопление бора на поверхности и формирование поверхностной фазы

(а) АУЭЩИ)

700 600 Р 500 | 400 | 300 £ 200 100 о

I

7»7 |

Й а

а-7*7 + у-фаза"

нет адсорбции А!

а-7*7 с высоким уровнем фона

0.2

0.4 0 6 0 8 1.0 Покрытие А1 (МС)

(б) А1/5Ц110)

рост островков А1(111)

600

.500

(2 400

"2«16"

нет адсорбции А1

1«2 |

1x1 рост

островков

А] (110)

0.1

0.5 1 Покрытие А! (МС)

(в) (А1,5Ь)/5КЮ0)

0.5-

О 3

0.0

0(4x12)

1x7

с(4х4)

полосы

с(4х12)

1*1

диффузия 2x1

2x6

2x8

диффузная 2x6

2x9

сМ<4) диффузная «г,5)7 2x1

0.0

0.5

Покрытие а (МС)

1.0

Рис. 1. Фазовые диаграммы систем (а) А!/5|(111), (6) А!/5|(110) Ь (в) (А1,5Ь)/51( 100).

Рис. 2. Картина СТМ хорошо упорядоченной ПФ 51(111)\/3 х \/3-В, полученной медленным охлаждением от 1250°С.

51(111) Л х \/3-В с покрытием 0.33 МС В. В экспериментах по прогреву поверхностной фазы 5'|(111)\/3 х В установлена с помощью метода ДМЭ ее высокая термическая стабильность. Методом СТМ исследовано строение типичных дефектов атомной структуры поверхностной фазы 5"|(111)\А$ х чД-В и определены условия их формирования. Установлено, что поверхностная фаза 51(111)ч/З х \/3-В с практически идеальной структурой формируется в условиях, близких к равновесным (при очень медленном охлаждении после высокотемпературного отжига). На рис. 2 показана картина СТМ такой поверхности.

С помощью метода СТМ изучены морфологические и структурные превращения на поверхности В/5({100) при напылении бора в ходе высокотемпературного отжига образцов 51(100):В. Показано, что бор индуцирует формирование на поверхности специфических атомных комплексов (особенностей). На основе полученных в работе данных СТМ и сведений, имеющихся в литературе о структуре и свойствах поверхности В/51(100), предложена модель атомного строения этих особенностей, в которой предполагается, что атомы бора занимают замещающие положения во втором объемном слое Б!.

Методами ДМЭ и ЭОС показано, что накопление бора на поверхности $¡(110) приводит к формированию поверхностной фазы 5!(110) ^ ^ с покрытием 0.1 МС В.Сопоставление структуры этой фазы со структурными данными, известными в лите-

ратуре для систем Sb/Si(110), AI/Sí(UO), Ge/Si(110) и (AI,B)/Si(110), выявило наличие класса подобных суперструктур с векторами примитивных трансляций а, = (r¡/2)[110¡ и Ь, = [111], где п в зависимости от типа адсорбата может принимать значения от 8 до 14.

Исследовано формирование поверхностных фаз в результате коадсорбции атомов Al и Sb на поверхностях S¡(100), Si(lll) и Si(llO). На основе данных ЭОС сделан вывод, что е субмонослойной области суммарных покрытий адсорбция атомов второго адсорбата происходит на участках поверхности Si, не занятых атомами первого адсорбата. С помощью метода ДМЭ установлено, формирование новых структур (S¡(10Q)c(4x4), Si(100)2x8, Si(100)2x6, Si(lll)2x2, Si(110)"18x3" и Si(110)3x4), которые не наблюдаются в моноадсорбатных системах Al/Si и Sb/S¡. Данные ДМЭ и ЭОС об условиях формирования и областях стабильности совместных поверхностныз фаз (AI,Sb)/S¡ представлены в виде фазовых диаграмм. В качестве примера на рис. 1в приведена фазовая диаграмма системы (AI,Sb)/Si(100).

Глава 3

В третьей главе представлены данные о выращивании эпитаксиальных пленок Si методом твердофазной эпитаксии (ТФЭ). Метод ТФЭ представляется перспективным для создания метастабильных многослойных структур, в том числе и со встроенными поверхностными фазами. Он позволяет преодолеть такие проблемы как низкий коэффициент прилипания многих легирующих примесей и эффекты, связанные с поверхностной сегрегацией легирующей примеси, которые не могут быть решены в рамках обычной (традиционной) молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ). Сущностью метода ТФЭ является последовательное осаждение аморфной пленки Si при температурах, близких к комнатной, и ее отжиг при относительно низких температурах (много ниже температуры плавления Si), при которых происходит зпитаксиальная кристаллизация пленки в твердой фазе. В главе рассмотрены экспериментальные аспекты проведения роста и исследования ТФЭ, основные закономерности ТФЭ в "чистых" и легированных пленках Si, возможности использования ТФЭ для формирования многослойных структур с сильно легированными слоями Si.

Показано, что необходимыми условиями для успешного проведения ТФЭ и получения надежных данных о ее механизме являются чистота поверхности на атомарном

*

Т.'с

600 550 500

(а) (6)

Рис. 3. (а) Температурная зависимость скорости ТФЭ для основных ориентации подложки, (б) Структурное совершенство пленок по данным ДМЭ для различных ориентации подложки в зависимости от толщины пленки. Совершенной монокристаллической пленке соответствует 1/!0 = 1, полностью разупорядоченной (аморфной или поликристаллической) — ///0 — У. Температура отжига 600".

уровне и сверхвысоковакуумные условия. Предложена оригинальная методика исследования ТФЭ с помощью метода ДМЭ. Согласно этой методике скорость ТФЭ определялась по времени появления дифракционных рефлексов на картине ДМЭ в ходе отжига, а структурное совершенство выращенных пленок оценивалось по отношению ///о, где I - интенсивность рефлекса картины ДМЭ от пленки, а /0 - интенсивность того же рефлекса картины ДМЭ от атомарно-чистой монокристаллической подложки Эк При этом совершенной эпитаксиальной пленке соответствует [¡10 = 1, полностью разупорядоченной (аморфной и мелкодисперсной поликристаллической) ///0 = 0. Сочетание этой методики с традиционными методами позволило получать надежную информацию о различных аспектах твердофазной эпитаксии.

На основе результатов исследования кристаллизации "чистых" (слабо легированных) пленок установлено, что основным механизмом ТФЭ является поступательное движение границы раздела "аморфная фаза/кристалл" от подложки к поверхности пленки.

(П &

Н 10*

10

' (а)

а^^ "д 3

\ 1

- / \2 ^

V 4

- | 1

10'" 10х Концентрация БЬ, см '3

Концентрация БЬ, см"3

Рис. 4. (а) Зависимость скорости ТФЭ от концентрации БЬ в аморфных пленках Б1, напыленных на 51(100) (1) и 51(111) (2). Температура отжига 610°С; 3,4 - скорости ТФЭ в нелегированных пленках на $¡(100) и $¡(111) соответсвенно. (6) Зависимость концентрации носителей заряда от общей концентрации 5Ь в пленках, выращенных методом ТФЭ.

Скорость движения границы раздела (скорость ТФЭ) описывается активационной зависимостью с энергией активации 3 эВ, при этом, хотя энергия активации одинакова для всех ориентаций подложки, однако сама величина скорости сильно зависит от ориентации (рис. За). Так, скорость ТФЭ в направлении (100) в 2 и 20 раз больше, чем в направлениях (110) и (111) соответсвенно. Показано, что пленки 55, выращенные методом ТФЭ на подложке $¡(100), имеют высокое структурное качество, сравнимое с качеством подложки $¡(100) (рис. 36). Для пленок, выращенных на подложках $¡(110) и 5!(111), определена природа остаточной разупорядоченности в них и предложены возможные пути повышения их структурного качества.

На примере пленок Б!:$Ь изучено влияние концентрации легирующей примеси на кинетику ТФЭ. Показано, что скорость ТФЭ увеличивается при росте концентрации $Ь в диапазоне от 1-Ю20 см-3 до 3-Ю20 см-3, а при концентрациях в в диапазоне от З-Ю20 см"3 до 1-10" см-3 наблюдается замедление кристаллизации (рис. 4а). Проведено сопоставление полученных результатов с известными моделями роста в твердой фазе, на основе которого сделан вывод, что вся совокупность имеющихся экспериментальных данных (полученных нами и известных в литературе) не может быть удовлетворительно

з

ю

описана на основе какого-либо одного из элементарных процессов, предлагаемых в известных моделях ТФЭ легированных пленок Бь

Исследована возможность выращивания методом ТФЭ сильно легированных пленок кремния. Показано, что применение твердофазной эпитаксии позволяет получать эпи-таксиальные пленки с концентрацией электрически активной примеси более чем на порядок выше, чем предел равновесной растворимости этой примеси в кремнии (рис. 46). Показано, что применение метода ТФЭ обеспечивает практически 100%-ную эффективность легирования вплоть до максимальных уровней легирования, т.е. коэффициент прилипания примеси при напылении аморфной пленки равен единице, и вся примесь в ходе отжига становится электрически активной. Пленки демонстрируют достаточно высокие величины подвижности носителей заряда. Показана возможность получения методом ТФЭ сверхрезких профилей легирования с шириной границы раздела атомного масштаба.

Глава 4

В четвертой главе представлены результаты исследования роста аморфных и эпи-таксиальных пленок S¡ на различных поверхностных фазах.

Изучение методом ДМЭ ранних стадий роста при комнатной температуре пленок Si на поверхностных фазах в системах Si/Al/Si, Si/Sb/Si и Si/B/Si показало, что упорядоченная структура многих поверхностных фаз разрушается при субмонослойных покрытиях a—Si. На основе полученных результатов и известных данных литературы определена связь структуры поверхностных фаз и их стабильности (Таблицы 1 и 2). Оказалось, что поверхностные фазы стабильны только в том случае, если они имеют DAS структуру или содержат атомы адсорбата в замещающих положениях решетки Si. В большинстве других случаев (например, адатомы или тримеры адсорбата на поверхности Si(lll) или димеры адсорбата на поверхности Si(100)) поверхностные фазы нестабильны. На примере поверхностной фазы Si(lll)2x2-(AI,Sb) продемонстрирована возможность повышения стабильности поверхностной фазы за счет добавления второго адсорбата.

Показано, что сегрегационные эффекты влияют на стабильность поверхностных фаз и могут оказывать негативное воздействие даже при такой низкой температуре, как комнатная. Сделан вывод о том, что наиболее перспективными кандидатами для

Таблица. 1. Связь между атомным строением и стабильностью ПФ по отношению к осаждению аморфного кремния.

структура поверхностная фаза стабильность

тримеры Б|(11Х)х/3 х \/3-5Ь низкая

Б!(111)%/3 х у/5-А1

адатомы Б!(111)\/3 х низкая

51(111)%/3 х у/3-Ъ-

51(100)2 х 1

димеры Б)(100)2 х 2—А1 низкая

61(100)2 х 1-5Ь

кластеры Б|(100)с(4 х 12)-А1 средняя

51(111)7 х 7

DAS Се0.251о4111)5х5 высокая

5'|(111)-а(7 х 7)-А1

атом в замещающих 51(111)у/3 х у'З-В' высокая

положениях Б"1( 111)—А) "--фаза"

* Осаждение 51 при комнатной температуре смещает адатомы из регулярных положений, но упорядоченная структура атомов бора в замещающих положениях сохраняется.

Таблица. 2. Поведение некоторых поверхностных фаз при осзкденик пленок a-S¡.

поверхностная перераспределение атомов поверхностная сегрегация

фаза адсорбата на поверхности атомов адсорбата

5|(111)%/3 х ^З-ЭЬ да нет

51(111)\/3 х ч/3-А1 да да

51(111)—о(7 х 7)-А1 нет да

51(111)-А1 "7-фаза" нет да

5!(111)2х2-А1 да да

51(111)1/3 х л/Л-В нет нет

Рис. 5. Картины СТМ поверхности 5!(111)\/Т х \/3-В после осаждения (а) 0.15 МС при комнатной температуре и (б) 1 МС при 400°С.

формирования встроенных поверхностных фаз являются поверхностные фазы В/5|.

Последнее обстоятельство определило то особое внимание, которое было уделено изучению роста пленок на этих поверхностных фазах. В частности, с помощью метода СТМ исследованы процессы, происходящие при осаждении на поверхностную фазу 51(П1)\/3 х у'З-В. Установлено, что из-за химической инертности этой поверхностной фазы осаждаемые атомы обладают высокой подвижностью уже при комнатной температуре, в результате чего пленка растет в виде островков по механизму Вольмера-Вебера (рис. 5а). В диапазоне температур 20-400°С островки имеют аморфную структуру, выше 400°С - эпитаксиальную. Суперструктура на вершине островков всегда \/3 х \/3 (рис. 56), что указывает на то, что сегрегация бора из подложки в островки происходит начиная с минимальных температур эпитаксии.

С помощью метода СТМ изучен также рост сверхтонких (толщиной в несколько моноатомных слоев) пленок на поверхности В/51(100) в режимах МЛЭ и ТФЭ. Используя детектируемые СТМ атомные особенности на поверхности, индуцированные бором, в качестве индикатора присутствия атомов бора в приповерхностной области, исследовано перераспределение бора в ходе роста покрывающей пленки Б!. На основе полученных данных определены оптимальные условия роста. Показано, что перераспределение В не происходит даже на расстояния атомного масштаба, если в режиме МЛЭ температура осаждения не превышает 230°С, а в случае ТФЭ, если толщина пленки больше 3 МС при температурах отжига вплоть до 500°С.

Для определения влияния присутствия субмонослойной пленки адсорбата на поверхности на структурное качество выращенного на ней эпитаксиального слоя Si с помощью метода ДМЭ было исследовано формирование дальта-легированных слоев и саерхреше-ток на основе поверхностных фаз Sb/Si(lll) и Sb/Sí(100). Эксперименты показали, что присутствие моноатомного слоя Sb на границе раздела "пленка/подложка" не оказывает существенного влияния на процесс твердофазной эпитаксии. Пленки Si, выращенные на поверхностной фазе Si(lll)v/3x %/3—Sb, оказались дефектными в той же степени, что и слои, выращенные на атомарно-чистой поверхности Si(lll)7x7. Пленки Si, выращенные на поверхностной фазе Si(100)2xl-Sb, имеют высокое структурное качество, сравнимое с качеством монокристаллической подложки Si(100)2xl. Повторением процедуры формирования дельта-легированных слоев Si:Sb были выращены дельта-легированные сверхрешетки, содержащие моноатомные слои Sb, разделенные слоями эпитаксиального кремния.

Глава 5

В ПЯТОЙ главе представлены результаты электрофизических исследований некоторых многослойных структур со встроенными поверхностными фазами. Электрофизические исследования заключались в измерении проводимости и эффекта Холла в диапазоне температур 15-300 К с последующим определением на основе полученных данных подвижности и слоевой концентрации носителей заряда.

Изучение электрических свойств различных поверхностных фаз Al, Sb и В на подложках Si(100) и Si(lll), покрытых слоем аморфного кремния, показало, что только встроенные поверхностные фазы B/Si демонстрируют металлические свойства: в них наблюдается практически полная электрическая активация примеси и отсутствие "вымораживания" носителей заряда вплоть до минимальных исследованных температур. Напротив, все поверхностные фазы Sb/S¡ и Al/Si (независимо от их структуры и состава) после напыления слоя аморфного кремния демонстрируют ничтожно малую активацию легирующей примеси. Мы полагаем, что наблюдаемое отличие в электрических свойствах связано с различным атомным строением поверхностных фаз: в то время, как атомы Al и Sb во всех поверхностных фазах занимают положения сверху атомов Si подложки, атомы В занимают замещающие положения в приповерхностном слое решетки Si.

Определены электрические характеристики дельта-легированных сверхрешеток на основе поверхностных фаз S¡(100)-Sb. В сверхрешетках с малым периодом 15 А) получены рекордно высокие средние объемные концентрации носителей заряда (электронов) до 8 • 102Осм-3. Подвижность электронов в таких решетках в два раза превышает известные величины для однородно легированных монокристаллов Si:As.

Проведено сравнение электрических свойств встроенных поверхностных фаз B/Si(lll) и В/Si(100). В том случае, когда поверхностная фаза B/S¡(111) была получена напылением бора при комнатной температуре и запылена споем a—Si, электрическая активация бора была ничтожно малой. Учитывая результаты электрофизических исследований встроенных фаз a-Si/Sb/Si и a-Si/Al/Si, можно предположить, что при комнатной температуре адсорбирующиеся атомы бора остаются на поверхности. Противоположное поведение обнаружено в аналогичных образцах со встроенной поверхностной фазой B/Si(100). Такие образцы демонстрируют практически полную активацию примеси, что свидетельствует о том, что при адсорбции на поверхности S¡(100) атомы бора встраиваются в замещающие положения уже при комнатной температуре.

Проведены эксперименты по выяснению влияния упорядоченной структуры встроенных поверхностных фаз на их электрофизические свойства. Результаты показали, что величины подвижности носителей заряда (дырок) в случае упорядоченной поверхностной фазы B/Si(100), сформированной в равновесных условиях при температуре около 700°С, систематически выше примерно в 1.5 раза по сравнению с неупорядоченной фазой B/Si(100), сформированной при комнатной температуре.

Выращены многослойные структуры, содержащие встроенную поверхностную фазу B/Si(lll) и слои Ge, и исследованы их электрические свойства (Таблица 3). В образцах вида "эпи—Si/Ge/B/Sí(lll)" и "3nH-Si/Ge/B/GeISi1_I/Si(lll)" получены рекордно высокие величины подвижности носителей заряда (дырок) 434-58 см2/В-с, что в 2-J-2.5 раза выше, чем в образцах вида "эпи—Si/B/Si(lH)". Предполагается, что при оптимизации параметров многослойных структур, таких как толщина слоев, температура их формирования, слоевая концентрация бора, могут быть достигнуты еще более высокие значения подвижности.

Основные результаты и выводы

1. Для решения задачи создания встроенных поверхностных фаз предложено использо-

Таблица. 3. Электрические свойства (Т = 24 К) многослойных структур, содержащих встроенные поверхностные фазы В/5'1(111) и слои Се.

Структура образца Концентрация дырок 10исм~2 подвижность дырок см^/В-с

БЩИ) _3(Х)А/400°С 8-слой В (630°С) 1.7 23

эпи-$1 Ос 51(111) (, 300 А / 400°С - г-слой в (<>зо°с) - 20 А / ЬЗО'С 1.2 23

эни-51 Ос БКШ) -300 Л/400°С - 10А / 400°С -а-слой В (630°С) 1.3 58

эпи-51 Ос Ое 51(111) -30ОА/400°С -10А/400°С - 8-слой В (630°С) "гоА/бзо-с 1.2 43

вать последовательное формирование стабильной упорядоченной поверхностной фазы "адсорбат-Si" и осаждение пленки Si одним из методов (напыление аморфной пленки при комнатной температуре, твердофазная эпитаксия, молекулярно-лучевая эпитаксия при пониженных температурах), обеспечивающих возможность сохранения упорядоченной структуры поверхностной фазы на встроенной границе раздела. Наибольший интерес для перспективного использования в приборных структурах представляют поверхностные фазы элементов 111 и V групп Таблицы Менделеева, т.к. они являются акцепторными и донорными примесями для кремния.

2. Исследовано формирование поверхностных фаз Sb, AI и В на поверхностях Si(lll), Si(100) и Si(llO). Открыты ранее неизвестные поверхностные фазы Si( 110)3х2—Sb,

Si(110)lx2-Sb, Si(110) i ^ " J-Sb, Si(110)i ^ 4 )~AI' Si(110)

.— .— / 10 о \

$¡(110)1 х2—А1, 5!(111)%/Зх \/3-В и Б|( 110) I 1-В и определены условия их фор-

мирования. Показано, что формирование упорядоченных поверхностных фаз происходит при условиях, близких к равновесным, в определенном диапазоне покрытий адсорбата и температур роста. Для субмонослойных систем БЬ/Б^ИО), А1/5((111), А1/5){110), В/51(111) и В/5|(110) построены фазовые диаграммы в координатах "покрытие адсор-бата-температура".

Определены состав, периодичность и симметрия структуры для ранее неизвестных поверхностных фаз и уточнены эти параметры для уже известных в литературе. В частности, установлено, что 51(111)"7-фазе"-А1 соответствует покрытие 0.6 моноатомного слоя (МС) А1 и периодичность 8x8, а не 1 МС и 7x7 (или 9x9), как это считалось ранее в литературе.

Впервые предложено для формирования поверхностных фаз В/51 использовать высокотемпературный прогрев пластин 51, сильно легированных бором, который приводит к накоплению бора на поверхности. Определено влияние температуры отжига и скорости охлаждения образцов 5((111):В на дефектообразование в поверхностной фазе 51(111)\/3 х у/ь-В. Выявлены основные типы дефектов и определена их атомная структура.

Изучены морфологические и структурные превращения на поверхности В/51(100) в ходе отжига. Выявлено образование на поверхности специфических атомных комплексов (особенностей), индуцированных бором и построена модель их атомной структуры.

На основе сопоставления данных о структуре поверхностных фаз в субмонослойных системах B/Si(110), Sb/S¡(110), Al/Si(110), Ge/S¡(110) и (AI,B)/S¡(110) сделан вывод о существовании класса подобных суперструктур с векторами примитивных трансляций вида а, = (гг/2)[1Ю] и Ь, = [111], где п в зависимости от типа адсорбата может принимать значения от 8 до 14.

Определены основные закономерности формирования совместных поверхностных фаз при коадсорбции атомов Al и Sb на поверхностях S¡(100), Si(lll) и Si(llO). Установлено формирование новых структур (Si(100)c(4x4)-(AI,Sb), Si(100)2x8-(AI,Sb), Si(100)2x6-

(Al.Sb), S¡(lll)2x2-(AI,Sb), Sí(llO) ^ ^ ^ j-(AI.Sb) и S¡(110)3x4-(AI,Sb)), которые

не наблюдаются в моноадсорбатных системах Al/Si и Sb/Si. Построены фазовые диаграммы субмонослойных систем (AI,Sb)/S¡(100), (Al,Sb)/Si(lll) и (AI,Sb)/Si(110).

3. Систематически исследованы закономерности роста пленок Si с помощью метода твердофазной эпитаксии (ТФЭ) и определены его возможности для выращивания мета-стабильных многослойных структур на основе кремния.

Для исследования ТФЭ предложена оригинальная методика, основанная на использовании метода дифракции медленных электронов (ДМЭ). Согласно этой методике скорость ТФЭ определялась по времени появления дифракционных рефлексов на картине ДМЭ в ходе отжига аморфной пленки фиксированной толщины, а структурное качество выращенных эпитаксиальных слоев оценивалось как отношение ///о, где / - интенсивность рефлекса картины ДМЭ от пленки, а /0 - интенсивность того же рефлекса картины ДМЭ от атомарно-чистой монокристаллической подложки.

Установлено, что основным механизмом ТФЭ является поступательное движение границы раздела "аморфная фаза/кристалл" от подложки к поверхности пленки. Определена анизотропия кристаллизации в твердой фазе: скорость ТФЭ (скорость движения границы раздела) в кристаллическом направлении (100) больше, чем в направлениях (110) и (111) в 2 и 20 раз соответственно. Энергия активации при этом одинакова для всех направлений и равна 3.0 эВ. Исследовано влияние параметров роста на структурное качество выращенных пленок, определена природа остаточной разупорядоченности в них и найдены пути ее устранения.

На примере пленок Si(100):Sb и Si(lll):Sb экспериментально изучено влияние концентрации легирующей примеси (Sb) на кинетику ТФЭ. Проведено сопоставление полученных результатов с известными моделями роста в твердой фазе, которое показало,

что вся совокупность экспериментальных данных не может быть удовлетворительно объяснена на основе какого-либо одного из элементарных процессов, предлагаемых в известных моделях процесса ТФЭ.

Показано, что метод ТФЭ позволяет выращивать метастабильные сильно легированные пленки Si с концентрацией электрически активной примеси более чем на порядок превышающей предел равновесной растворимости этой примеси в кремнии. Продемонстрирована возможность получения методом ТФЭ сверхрезких профилей легирования с шириной границы раздела атомного масштаба.

4. Впервые систематически исследована стабильность поверхностных фаз по отношению к осаждению субмонослойных пленок аморфного кремния при комнатной температуре, что позволило установить связь между структуой фаз и их стабильностью, а также выделить наиболее перспективных кандидатов для формирования встроенных поверхностных фаз. Показано, что поверхностные фазы стабильны в том случае, если они имеют структуру DAS (dimer-adatom-stacking fault) или содержат атомы примеси в замещающих положениях решетки Si. В остальных случаях (например, фазы, образованные адатомами или тримерами адсорбата на поверхности Si(lll) или димерами на поверхности Si(100)) разрушение упорядоченной структуры происходит уже на самых ранних стадиях осаждения a-Si. На примере фазы Si(lll)2x2-(AI,B) продемонстрирована возможность повышения стабильности поверхностной фазы за счет добавления второго адсорбата.

Установлено, что наиболее перспективными кандидатами для формирования встроенных поверхностных фах являются фазы В/Sí. В связи с этим, изучению атомных процессов при росте Si на поверхностных фазах В/Si(lll) и B/Si(100) было уделено особое внимание. Показано, что следствием химической инертности поверхности Si(lll)\/3 х ч/З-В является высокая подвижность осаждаемых атомов Si на этой поверхности, что приводит к росту островковой пленки по механизму Вольмера-Вебера. В диапазоне 20-400°С островки Si имеют аморфную структуру, выше 400°С - эпитаксиальную. На поверхности островков наблюдалась суперструктура \/Зх\/3. что указывает на наличие сегрегации бора, начиная с минимальной температуры эпитаксии около 400°С.

При изучении методом СТМ роста Si на поверхности B/Si(100) впервые исследовано размытие профиля концентрации В на расстояния атомного масштаба. Показано, что сегрегации В не происходит, если в режиме М/1Э температура роста не превышает 230°С, а в случае ТФЭ 500°С при условии, что толщина пленки Si больше 3 моноатомных

слоев.

Исследовано структурное качество эпитаксиальных слоев, выращенных методом ТФЭ на поверхностных фазах. Показано, что качество слоев, выращенных на поверхностных фазах, аналогично качеству слоев, выращенных на атомарно-чистых поверхностях Si в аналогичных условиях.

5. Определены электрофизические свойства (слоевая концентрация и подвижность носителей заряда) ряда структур со встроенными поверхностными фазами. Установлено, что в структурах со встроенными поверхностными фазами Al/Si, Sb/Si и B/Si, покрытыми слоем аморфного Si, только поверхностные фазы B/Si обладают металлическими свойствами. В остальных фазах активация легирующей примеси ничтожно мала.

В дельта-легированных сверхрешетках на основе поверхностных фаз Sb/Si(100) получены рекордно высокие концентрации носителей заряда (электронов) до S- Ю20 см-3 и подвижности электронов, в два раза превышающие известные величины для однородно легированных монокристаллов 5i:As.

Установлено, что величины подвижности дырок в упорядоченной поверхностной фазе B/Si(100), сформированной в равновесных условиях при температуре около 700°С, примерно в 1.5 раза выше, чем в неупорядоченной фазе В/Si(100), сформированной при комнатной температуре.

Выращены многослойные структуры, содержащие встроенную поверхностную фазу B/Si(lll) и слои Ge, и исследованы их электрические свойства. В структурах типа "эпи-Si/Ge/B/Si(lll)" и "эпи-Si/Ge/B/ GerSii_I/Si(lll)" подучены значения подвижности дырок 43-Í-58 см2/В-с, что в 2-2.5 раза выше, чем в образцах типа "эпи—Si/B/5i(lll)".

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Lifshits V.G., Saranin A.A., Zotov A.V. Surface Phases on Silicon. Preparation, structure and properties - Chichester: John Wiley & Sons, 1994,- 454 p.

2. Korobtsov V.V., Zavodinskii V.G., Zotov A.V. Epitaxial regrowth of amorphous Si deposited on Si(lll). // Physica Status Solidi (a).- 1982,- 72,- P. 391-389.

3. Korobtsov V.V., Zavodinskii V.G., Zotov A.V. LEED analysis of solid phase epitaxy of Si. // Surface Science.- 1983,- 130.- P. L325-L328.

4. Заводинский В.Г., Зотов А.В., Коробцов В.В. Твердофазная эпитаксия пленок Si, напыленных на Si(100). // Поверхность.- 1983.- N10- С.129-133.

5. Kaverina I.G., Korobtsov V.V., Zavodinskii V.G., Zotov A.V. The influence of the structure of amorphous silicon deposited in ultra-high vacuum on the solid phase epitaxial growth rate. // Thin Solid Films.- 1984,- 117.- P.101-106.

6. Kaverina I.G., Korobtsov V.V., Zavodinskii V.G., Zotov A.V. Solid phase epitaxial growth anisotropy of vacuum-deposited amorphous silicon. // Physica Status Solidi (a).- 198482,- P. 345-353.

7. Korobtsov V.V., Lifshits V.G., Zotov A.V., Shengurov V.G. Solid phase epitaxy of doped silicon films in molecular beam epitaxy systems. // Physica Status Solidi (a).- 1987103,- P.467-473.

8. Korobtsov V.V., Lifshits V.G., Zotov A.V. Formation of Si(lll)v/3 x v/5-B and Si epitaxy on Si(lll)v/3 x /3-В: LEED-AES study. // Surface Science.- 1988.- 195,- P. 466-474.

9. Зотов А.В., Коробцов В.В., Лифшиц В.Г. Изучение методами электронной оже-спектроскопии и дифракции медленных электронов эпитаксии Si на SKlll)^ х \Д-В. // Поверхность,- 1988.- N8,- С.77-83.

10. Зотов А.В., Коробцов В.В., Лифшиц В.Г. Влияние сурьмы на кинетику твердофазной эпитаксии пленок кремния, напыленных в вакууме. // Поверхность.- 1989 -N10,- С.94-97.

11. Zotov A.M., Korobtsov V.V. Present status of solid phase epitaxy of vacuum-deposited silicon. // Journal of Crystal Growth.- 1989.- 98.- P. 519-530.

12. Зотов А.В., Коробцов В.В. Твердофазная эпитаксия пленок кремния, напыленных в вакууме. // Поверхность,- 1990.- N12,- С.5-16.

13. Зотов А.В., Сзранин, Лифшиц В.Г., Храмцова Е.А. Использование твердофазной эпитаксии Si на поверхностных фазах Si-Sb для формирования ¿-легированных слоев. // Письма в ЖТФ,- 1989,- 15,- N12.- С.5-16.

14. Zotov A.V., Saranin A.A., Lifshits V.G., Khramtsova E.A. Solid phase epitaxial growth of Si on Si-Sb surface phases for the formation of 5-doped layers and ¿¡¿i-superlattices. // Surface Science.- 1990.- 230,- P. L147-L150.

15. Zotov A.V., Lifshits V.G., Ditina Z.Z., Kalinin P.A. Formation and electrical characterization of buried Si(lll)-Sb and Si(100)-Sb surface phases. // Surface Science.- 1992.273,- P. L453-L456.

16. Zotov A.V., Lifshits V.G. Si solid phase epitaxy on Si-Sb and Si-B surface phases. // Journal of Crystal Growth.- 1992.- 121,- P. 88-92.

17. Zotov A.V., Lifshits V.G., Demidchik A.N. Ordered surface phases in Sb/Si(110) system. // Surface Science.- 1992,- 274,- P. L583-L587.

18. Zotov A.V., Khramtsova E.A., Lifshits V.G., Kharchenko A.T., Ryzhkov S.V., Demidchik A.N. Growth of extra-thin ordered aluminum films on Si(llQ) surface. // Surface Science.- 1992,- 277,- P. L77-L83.

19. Зотов А.В., Лифшиц В.Г., Рыжков С.В. Электрофизические свойства дельта- легированных сверхрешеток Si:Sb. // Письма в ЖТФ- 1992.- 18,- N5 - С.4-8.

20. Зотов А.В., Лифшнц В.Г., Демидчик А.Н. Упорядоченные поверхностные фазы в системе Si(110)-Sb. // Письма в ЖТФ.- 1992.- 18.- N5.- С.50-54.

21. Zotov A.V., Ryzhkov S.V., Lifshits V.G. Formation of ordered surface phases in sub-monolayer B/Si(U0) and (AI,B)/Si(110) systems. // Surface Science.- 1993,- 295.- P. L1005-L1010.

22. Зотов А.В., Рыжков С.В., Лифшиц В.Г. Поверхностные структуры в субмонослой-ных системах B/Si(110) и (AI,B)/Si(110). // Кристаллография,- 1994,- 39.- N3,-С.526-529.

23. Eisele I., Wittmann F., Lifshits V.G., Zotov A.V., Ditina Z.Z., Ryzhkov S.V. Transport properties of delta-doped Si:Sb superlattices. Thin Solid Films.- 1994 - 238.- P. 27-30.

24. Lifshits V.G., Zotov A.V., Ryzhkov S.V. Surface reconstructions on Si(110) surface induced by adsorption and coadsorptions of Al, Sb and B. // Physics of Low-Dimensional Structures.- 1994,- 4/5- P. 133-142.

25. Zotov A.V., Khramtsova E.A., Ryzhkov S.V., Saranin A.A., Chub A.B., Lifshits V.G. LEED-AES reexamination of the Al/Si(lll)"-,-phase". // Surface Science - 1994316,- P. L1034-L1038.

26. Khramtsova E.A., Zotov A.V., Saranin A.A., Ryzhkov S.V., Chub А.В., Lifshits V.G. Growth of extra-thin ordered aluminum films on Si(lll) surface. // Applied Surface Science.- 1994,- 82/83,- P. 576-582.

27. Zotov A.V., Ryzhkov S.V., Lifshits V.G., Duchinsky V.G. LEED-AES study of surface structures formed at coadsorption of Al and Sb on (100), (111) aand (110) Si surfaces. // Surface Review and Letters.- 1994,- 1,- P. 285-293.

28. Зотов А.В., Рыжков С.В., Лифшиц В.Г. Формирование субмонослойных пленок (Al.Sb) на Si(100). // Поверхность,- 1994,- N8/9.- С.18-24.

29. Zotov A.V., Ryzhkov S.V., Lifshits V.G. Stability of surface reconstructions on silicon during RT deposition of Si submonolayers. // Surface Science - 1995,- 328.- P. 95-104.

30. Zotov A.V., Wittmann F., Lechner J., Eisele I., Ryzhkov S.V., Lifshits V.G. Electrical properties of surface phases on silicon capped by amorphous Si layers. // Applied Physics Letters.- 1995,- 67,- P. 611-613.

31. Zotov A.V., Wittmann F., Lechner J., Eisele I., Ryzhkov S.V., Lifshits V.G. Formation of buried a-Si/AI/Si, a-Si/Sb/Si and a-Si/B/Si interfaces and their elctrical properties. // Journal of Crystal Growth.- 1995 - 157,- P. 344-348.

32. Gavriljuk Yu.L., Khramtsova E.A., Lifshits V.G., Saranin A.A., Zotov A.V. Coadsorption and three-component surface phases formation on silicon surfaces. // Physics of Low-Dimensional Structures.- 1995,- 10/11,- P. 303-316.

33. Zotov A.V., Kulakov M.A., Ryzhkov S.V., Saranin A.A., Lifshits V.G., Bullemer В., Eisele I. Structural defects of the Si(lll)\/3 x \Д-В surface studied by scanning tunneling microscopy. // Surface Science.- 1996,- 345 - P. 313-319.

34. Zotov A.V., Kulakov M.A., Ryzhkov S.V., Lifshits V.G., Bullemer В., Eisele I. Si overgrowth on Si(lll)v/3 x V^-B surface phase. // Surface Science.- 1996,- 352/354,- P. 358-363.

35. Zotov A.V., Kulakov M.A., Bullemer B., Eisele I. Scanning tunneling microscopy study of Si growth on Si(lll)\/3 x \/3-B surface phase. // Physical Review B - 1996 - 53.-P. 12902-12906.

36. Zhang Z., Kulakov M.A., Bullemer B., Eisele I., Zotov A.V. Epitaxial growth of ultrathin Si caps on Si(100)'.B surface studied by scanning tunneling microscopy. // Applied Physics Letters.- 1996,- 69,- P. 494-496.

37. Zhang Z., Kulakov M.A., Bullemer B„ Eisele I., Zotov A.V. B/Si(100) surface: Atomic structure and epitaxial 5i overgrowth. // Journal of Vacuum Science and Technology B.- 1996.- 14,- P. 2684-2689.