А. И. Ильин, С. В. Дубонос, А. В. Черных

А. И. Ильин, e-mail: ilin@ipmt-hpm.ac.ru, С. В. Дубонос, А. В. Черных, (Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН, 142432, Московская обл., Черноголовка, ул. Институтская, д. 6).

Образование и рост островков в сверхвысоком вакууме при температуре 240—270 ^oС из сплошных пленок висмута и сплава висмута с сурьмой (20 % (ат.) Sb) толщиной 20—80 нм, полученных термическим испарением на подложках из окисленного кремния, исследованы методами сканирующей электронной (СЭМ) и атомно?силовой микроскопии (АСМ). Установлено, что в процессе отжига при T = 240-270 ^oC в первую очередь образуются конгломераты островков c разной ориентировкой относительно подложки и отчетливой огранкой, а затем — отдельные островки с преимущественной ориентацией (111)_Bi, параллельной подложке. Легирование висмута сурьмой ускоряет образование крупнокристаллических монокристаллов и уменьшает фасетирование. Наиболее распространенная и устойчивая форма островков — усеченная пирамида с многогранным основанием. Эволюция размеров и ориентации островков в плоскости пленки в процессе отжига объяснена растворением неблагоприятно ориентированных и мелких зерен при диффузии атомов по поверхности подложки, а увеличение высоты — последовательным наращиванием кристаллографических плоскостей наиболее плотно упакованных граней кристаллов. Из наиболее крупных островков размером 500—1500 нм c использованием электронной литографии, АСМ и травления ионами аргона через маску резиста были изготовлены ориентированные по плоскостям огранки монокристаллические структуры для исследования их электронно-транспортных свойств.

Висмут, тонкие пленки, электронная литография, атомно-силовая микроскопия, микроструктуры.

1. Thompson, C. V. Grain growth in thin films / C. V. Thompson // Ann. Rev. Mater. Sci. - 1990. - V. 20. - P. 245—268.
2. Жерехин, А. Н. Импульсное лазерное напыление квантоворазмерных пленок висмута / А. Н. Жерехин, Г. Ю. Шубный, Л. Н. Жерехина, Е. В. Прокопов, А. М. Цховребов, В. В. Воронов // Поверхность. - 2000. - № 6. - С. 79—83.
3. Perez-Willard, F. Electronic transport properties of bismuth nanobridges through silicon-nitride membranes / F. Perez-Willard, C. Surgers, H. Von Lohneysen, P. Pfundstein // Physica e-low- dimensional systems and nanostructures. - 2004. - V. 22, N 4. - P. 872—880.
4. Ильин, А. И. Влияние баллистических электронов проводимости на вольт-амперные характеристики крестообразных микроструктур из тонких пленок висмута / А. И. Ильин, Л. И. Апаршина, С. В. Дубонос, Б. Н. Толкунов // Микроэлектроника. - 2001. - Т. 30, № 1. - С. 22—26.
5. Ильин, А. И. Квантовый размерный эффект от транспорта «легких» электронов в мостиках висмута с двумерным электронным газом / А. И. Ильин, Л. И. Апаршина, Б. Н. Толкунов // Микроэлектроника. - 2003. - Т. 30, № 6. - С. 474.
6. Ильин, А. И. Структура тонких металлических пленок в системе Al/SiO₂/Si в связи с их сопротивлением электродеградации / А. И. Ильин, Е. Е. Гликман, И. Ю. Борисенко, Н. Д. Захаров, В. В. Старков // Поверхность. - 1991. - Т. 94. - С. 77—85.
7. Ильин, А. И. Зеренная структура и границы совпадения в тонких пленках висмута / А. И. Ильин, А. В. Андреева // ФММ. - 1995. - Т. 80, Вып. 2. - С. 132—141.
8. Ильин, А. И. Зарождение и рост островковых пленок висмута и его сплавов с сурьмой / А. И. Ильин, А. В. Андреева, О. В. Кононенко // Изв. вузов. Материалы электрон. техники. - 2004. - № 3.

русский