Выпуски

 / 

2011

 / 

Май

  

Обзоры актуальных проблем


Реакционная диффузия в наноразмерных слоистых системах металл/кремний


Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», ул. Фрунзе 21, Харьков, 61002, Украина

Процессы реакционной диффузии в наноразмерных материалах во многом отличаются от аналогичных процессов в объёмных материалах. В обзоре представлены основные модели и экспериментальные данные по закономерностям диффузии и фазовым превращениям в наноразмерных многослойных системах в процессе их изготовления и последующего термического отжига. Методами высокоразрешающей электронной микроскопии поперечных срезов и малоугловой рентгеновской дифракции установлена кинетика роста аморфной силицидной фазы в многослойных периодических системах Sc/Si и Mo/Si. Предложена модель диффузии атомов кремния через аморфный силицид, который в процессе роста испытывает структурную релаксацию и кристаллизацию. Исследована анизотропия диффузии и роста силицидной фазы на соседних межфазных границах раздела, измерены параметры диффузии на самых ранних стадиях диффузионного отжига.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
PACS: 66.30.−h, 68.35.Fx, 68.65.−k (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0181.201105c.0491
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2011/5/c/
Цитата: Зубарев Е Н "Реакционная диффузия в наноразмерных слоистых системах металл/кремний" УФН 181 491–520 (2011)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 24 июня 2010, 21 сентября 2010

English citation: Zubarev E N “Reactive diffusion in multilayer metal/silicon nanostructuresPhys. Usp. 54 473–498 (2011); DOI: 10.3367/UFNe.0181.201105c.0491

Список литературы (143) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (18) Похожие статьи (20)

  1. Гегузин Я Е Диффузионная зона (М.: Наука, 1979)
  2. Tu K-N, Mayer J W, Feldman L C Electronic Thin Film Science: for Electrical Engineers and Materials Scientists (New York: Macmillan, 1992)
  3. Брик В Б Диффузия и фазовые превращения в металлах и сплавах (Киев: Наукова думка, 1985)
  4. Holloway K, Do K B, Sinclair R J. Appl. Phys. 65 474 (1989)
  5. Murarka S P Silicides for VLSK Applications (New York: Academic Press, 1983); Мьюрарка Ш Силициды для СБИС (М.: Мир, 1986)
  6. Poate J M, Tu K N, Mager J W (Eds) Thin Pilms-Interdiffusion and Reactions (New York: Wiley, 1978); Поут Дж, Ту К N, Мейер Дж (Ред.) Тонкие пленки. Взаимная диффузия и реакции (М.: Мир, 1982)
  7. Walser R M, Bene R W Appl. Phys. Lett. 28 624 (1976)
  8. Shewmon P G Diffusion in Solids (New York: McGraw-Hill, 1963); Шьюмон П Диффузия в твердых телах (М.: Металлургия, 1966)
  9. Mader S Thin Solid Films 35 195 (1976)
  10. Gösele U, Tu K N J. Appl. Phys. 53 3252 (1982)
  11. Tu K N Annu. Rev. Mater. Sci. 15 147 (1985)
  12. Schwarz R B, Johnson W L Phys. Rev. Lett. 51 415 (1983)
  13. Koch С С et al. Appl. Phys. Lett. 43 1017 (1983)
  14. Cotts E J, Meng W J, Johnson W L Phys. Rev. Lett. 57 2295 (1986)
  15. Cotts E J, Wong G C, Johnson W L Phys. Rev. B 37 9049 (1988)
  16. Meng W J, Nieh C W, Johnson W L Appl. Phys. Lett. 51 1693 (1987)
  17. Dörner W, Mehrer H Phys. Rev. B 44 101 (1991)
  18. Donovan E P et al. J. Appl. Phys. 57 1795 (1985)
  19. Donovan E P et al. Appl. Phys. Lett. 42 698 (1983)
  20. Petford-Long A K et al. J. Appl. Phys. 61 1422 (1987)
  21. Bugaev E A et al. Surface Investigation 15 141 (1999)
  22. Slaughter J M et al. Pros. SPIE 1343 73 (1991)
  23. Holloway K, Sinclair R J. Appl. Phys. 61 1359 (1987)
  24. Holloway K, Sinclair R J. Less Common Met. 140 139 (1988)
  25. Nathan M J. Appl. Phys. 63 5534 (1988)
  26. Gong S F et al. J. Appl. Phys. 68 4535 (1990)
  27. Ma E et al. Appl. Phys. Lett. 53 2033 (1988)
  28. Wang W H, Wang W K J. Appl. Phys. 76 1578 (1994)
  29. Tu K N, Herd S R, Gösele U Phys. Rev. B 43 1198 (1991)
  30. Chen J C, Shen G H, Chen L J J. Appl. Phys. 84 6083 (1998)
  31. Kjornrattanawanich B et al. Appl. Opt. 45 1765 (2006)
  32. Gong S F, Hentzell H T G J. Appl. Phys. 68 4542 (1990)
  33. Miedema A R J. Less Common Met. 46 67 (1976)
  34. Bené R W J. Appl. Phys. 61 1826 (1987)
  35. Gösele U, Tu K N J. Appl. Phys. 66 2619 (1989)
  36. Stearns D G, Rosen R S, Vernon S P Proc. SPIE 1547 2 (1992)
  37. Slaughter J M et al. J. Appl. Phys. 76 2144 (1994)
  38. Andreev S S et al. Thin Solid Films 415 123 (2002)
  39. Becker H et al. Proc. SPIE 4688 503 (2002)
  40. Bajt S, Stearns D G, Kearney P A J. Appl. Phys. 90 1017 (2001)
  41. Stearns M B, Chang C-H, Stearns D G J. Appl. Phys. 71 187 (1992)
  42. Voorma H-J et al. J. Appl. Phys. 83 4700 (1998)
  43. Niibe M et al. Proc. SPIE 1343 2 (1991)
  44. Voorma H-J et al. J. Appl. Phys. 82 1876 (1997)
  45. Yakshin A E et al. Physica B 283 143 (2000)
  46. Cilia M, Verhoeven J J. Appl. Phys. 82 4137 (1997)
  47. Cheng Y et al. J. Appl. Phys. 72 5165 (1992)
  48. Stearns D G et al. J. Appl. Phys. 67 2415 (1990)
  49. Windt D L, Hull R, Waskiewicz W K J. Appl. Phys. 71 2675 (1992)
  50. Boercker D B, Morgan W L Proc. SPIE 1547 47 (1992)
  51. Slaughter J M et al. Phys. Rev. B 44 3854 (1991)
  52. Bedrossian P J Surf. Sci. 320 247 (1994)
  53. Bedrossian P J Surf. Sci. 322 73 (1995)
  54. Vernon S P, Stearns D G, Rosen R S Appl. Opt. 32 6969 (1993)
  55. Hasan M M, Highmore R J, Somekh R E Vacuum 43 55 (1992)
  56. Birch J et al. Vacuum 68 275 (2002)
  57. Zhou X W, Wadley H N G J. Appl. Phys. 84 2301 (1998)
  58. Eriksson F et al. Thin Solid Films 500 84 (2006)
  59. Louis E et al. Proc. SPIE 3997 406 (2000)
  60. Folta J A et al. Proc. SPIE 3676 702 (1999)
  61. Bajt S et al. Proc. SPIE 4506 65 (2000)
  62. Shimizu M et al. Jpn. J. Appl. Phys. 32 4074 (1993)
  63. Feigl T et al. Proc. SPIE 3997 420 (2000)
  64. Yulin S A et al. Proc. SPIE 4343 607 (2001)
  65. Yulin S A et al. Proc. SPIE 5645 289 (2005)
  66. Yulin S et al. Proc. SPIE 5751 1155 (2005)
  67. Yulin S et al. Microelectron. Eng. 83 692 (2006)
  68. Gautier J et al. Appl. Opt. 44 384 (2005)
  69. Shih W C, Stobbs W M Ultramicroscopy 32 219 (1990)
  70. Burkhalter P G et al. J. Vac. Sci. Technol. B 9 845 (1991)
  71. Kortright J B, Joksch St, Ziegler E J. Appl. Phys. 69 168 (1991)
  72. Windt D L J. Vac. Sci. Technol. A 18 980 (2000)
  73. Salditt T, Metzger T H, Peisl J Phys. Rev. Lett. 73 2228 (1994)
  74. Salditt T et al. Phys. Rev. B 54 5860 (1996)
  75. Windt D L et al. J. Appl. Phys. 88 460 (2000)
  76. Bower R W, Mayer J W Appl. Phys. Lett. 20 359 (1972)
  77. Guivarc'h A et al. J. Appl. Phys. 49 233 (1978)
  78. Bravman J C, Sinclair R J. Electron. Microsc. Tech. 1 53 (1984)
  79. Cheng J Y, Cheng H G, Chen L J J. Appl. Phys. 61 2218 (1987)
  80. Rosen R S et al. Appl. Opt. 32 6975 (1993)
  81. Cage P R, Bartlett R W Trans. Metall. Soc. AIME 233 832 (1965)
  82. Sloof W G et al. Scripta Metall. 20 1683 (1986)
  83. Nakajima H, Fujimori H, Masahiro K J. Appl. Phys. 63 1046 (1988)
  84. Wang W-H et al. Phys. Rev. B 59 10811 (1999)
  85. Cook H E, Hilliard J E J. Appl. Phys. 40 2191 (1969)
  86. Loopstra O B et al. Phys. Rev. B 44 13519 (1991)
  87. Cohen M H, Turnbull D J. Chem. Phys. 31 1164 (1959)
  88. Cohen M H, Grest G S Phys. Rev. B 20 1077 (1979)
  89. Spaepen F Mater. Sci. Eng. 97 403 (1988)
  90. Sietsma J, Thijsse B J Phys. Rev. B 52 3248 (1995)
  91. Данилин Б С, Сырчин В К Магнетронные распылительные системы (М.: Радио и связь, 1982)
  92. Patelli A et al. Surf. Coat. Technol. 201 143 (2006)
  93. Somekh R E J. Vac. Sci. Technol. A 2 1285 (1984)
  94. Williams D B, Carter B C Transmission Electron Microscopy. A Textbook for Materials Science (New York: Springer-Science Business Media, 2009)
  95. Barbee T W Opt. Eng. 25 899 (1986)
  96. Spiller E Soft X-Ray Optics (Washington: SPIE Optical Engineering Press, 1994)
  97. Stearns D G J. Appl. Phys. 65 491 (1989)
  98. Виноградов А В и др. Зеркальная рентгеновская оптика (Под ред. А В Виноградова) (Л.: Машиностроение, 1989)
  99. Зубарев Е Н и др. Металлофиз. и новейш. технол. (8) 56 (1997)
  100. Yulin S et al. J. App. Phys. 92 1216 (2002)
  101. Зубарев Е Н и др. Поверхность. Рентген., синхротрон., нейтрон. исслед. (2) 20 (2002)
  102. Зубарев Е Н и др. Тезисы докладов IХ Национальной конф. по росту кристаллов, 16 - 20 октября 2000, Москва (М.: ИК РАН, 2000) с. 528
  103. Kondratenko V V et al. Appl. Opt. 32 1811 (1993)
  104. Fedorenko A I et al. Функциональные материалы (2) 33 (1994)
  105. Зубарев Е Н и др. Металлофиз. и новейшие технол. (10) 1429 (2002)
  106. Pinegyn V I et al. Thin Solid Films 516 2973 (2008)
  107. Zubarev E N et al. Book Abstracts of 12th Intern. Conf. on Thin Films, Bratislava, Slovakia 15 - 20 September 2002 p. 212
  108. Nastasi M, Mayer J W Mater. Sci. Eng. R 12 1 (1994)
  109. Волобуев В В и др. Научные труды НАН Украины. Наноструктурные материалы (Киев: Ин-т проблем материаловедения, 1998) с. 141
  110. Uspenskii Yu A et al. Opt. Lett. 23 771 (1998)
  111. Uspenskii Yu A et al. Surface Investigation 15 103 (1999)
  112. Uspenskii Yu A et al. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 448 147 (2000)
  113. Fedorenko A I et al. J. X-Ray Sci. Technol. (9) 35 (2001)
  114. Зубарев Е Н и др. Вест. Харьковского нац. ун. Сер. Физика (739) 141 (2006)
  115. Воронов Д Л и др. Тезисы докладов IХ Национальной конф. по росту кристаллов, 16 - 20 октября 2000, Москва (М.: ИК РАН, 2000) с. 529
  116. Воронов Д Л и др. Рентгеновская оптика — 2001: Материалы совещ., Нижний Новгород, 19 - 22 февраля 2001 г. (Н. Новгород: Ин-т физики микроструктур РАН, 2001) с. 48
  117. Vinogradov A V et al. Proc. SPIE 4505 230 (2001)
  118. Воронов Д Л и др. Поверхность. Рентген., синхротрон., нейтрон. исслед. (1) 6 (2002)
  119. Voronov D L et al. AIP Conf. Proc. 641 575 (2002)
  120. Воронов Д Л и др. Поверхность. Рентген., синхротрон., нейтрон. исслед. (5) 13 (2007)
  121. Voronov D L et al. Book Abstracts 10th Intern. Conf. on X-Ray Lasers, Berlin, Germany 21 - 25 August 2006 p. 115
  122. Voronov D L et al. Functional Mater. (5) 856 (1999)
  123. Voronov D L et al. Functional Mater. 15 (1) 30 (2008)
  124. Воронов Д Л и др. Материалы V Междунар. конф. "Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении", 3 - 5 октября, 2004 г., Воронеж Т. 1 (Воронеж, 2004) с. 117
  125. Voronov D L et al. Book Abstracts of The 9th Intern. Conf. on the Physics of X-ray Multilayer Structures, Montana, USA 3 - 7 February 2008 p. 2.3
  126. Воронов Д Л и др. Поверхность. Рентген., синхротрон., нейтрон. исслед. (2) 75 (2002)
  127. Voronov D L et al. Functional. Mater. 9 (3) 534 (2002)
  128. Воронов Д Л и др. Рентгеновская оптика-99: Материалы совещ., Нижний Новгород, 1 - 4 марта 1999 г. (Н. Новгород: Ин-т физики микроструктур, 1999) с. 138
  129. Воронов Д Л и др. Материалы Третьего международ. научного семинара "Современные методы анализа дифракционных данных (топография, дифрактометрия, электронная микроскопия)", 22 - 25 мая 2006 г., Великий Новгород (Новгород, 2006) с. 135
  130. Kotroczo V, McColm I J J. Alloys Compounds 203 259 (1994)
  131. Самсонов Г В, Дворина Л А, Рудь Б М Силициды (М.: Металлургия, 1979)
  132. Tardy J, Tu K N Phys. Rev. B 32 2070 (1985)
  133. Voronov D L et al. Thin Solid Films 513 152 (2006)
  134. Gössele U, Tu K N, Thompson R D J. Appl. Phys. 53 8759 (1982)
  135. Penkov A V et al. Functional Mater. 12 (4) 750 (2005)
  136. Devizenko O Yu et al. Abstract Book of the Intern. Conf. Crystal Materials' 2005 (Kharkov, 2005) p. 211
  137. Палатник Л С, Фукс М Я, Косевич В М Механизм образования и субструктура конденсированных пленок (М.: Наука, 1972)
  138. Францевич И П, Воронов Ф Ф, Бакута С А Упругие постоянные и модули упругости металлов и неметаллов. Справочник (Киев: Наукова думка, 1982)
  139. Bullough R Ann. Chim. 9 255 (1984)
  140. Kuramoto E J. Nucl. Mater. 122 422 (1984)
  141. Charai A, Boulesteix C Phys. Status Solidi A 80 333 (1983)
  142. Палатник Л С и др. Кристаллография 32 445 (1987)
  143. Malhotra S G et al. J. Appl. Phys. 79 6872 (1996)

© Успехи физических наук, 1918–2019
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение