离子注入合成β-FeSi2薄膜的显微结构

• 作者: 张泽 李晓娜 聂冬 董闯 金星 马腾才
• 来源期刊: 物理学报
• 学科: 物理学
• 关键词: β-FeSi2 半导体薄膜 金属硅化物 离子注入 透射电子显微镜
• 年，卷（期）: 2002,（1）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:结构、热学和力学性质
• 页码范围: 115-124
• 页数: 10页
• 分类号: O4
• 字数: 7674字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:1000-3290.2002.01.020

摘要

采用MEVVA源(Metal Vapor Vacuum Arc Ion Source)离子注入合成β-FeSi2薄膜,用常规透射电镜和高分辨电镜研究了不同制备参数下β-FeSi2薄膜的显微结构变化. 研究结果表明:调整注入能量和剂量,可以得到厚度不同的β-FeSi2表面层和埋入层. 制备过程中生成的α,β,γ和CsCl型FeSi2相的相变顺序为γ-FeSi2→β-FeSi2→α-FeSi2,CsCl-FeSi2→β-FeSi2→α-FeSi2或β-FeSi2→α-FeSi2. 当注入参数增加到60kV,4×1017ions/cm2,就会导致非晶的形成,非晶在退火后会晶化为β-FeSi2相,相变顺序就变为非晶→β-FeSi2→α-FeSi2. 随退火温度逐渐升高硅化物颗粒逐渐长大,并向基体内部生长,在一定的退火温度下硅化物层会收缩断裂为一个个小岛状,使得硅化物/硅界面平整度下降. 另外,对于β-FeSi2/Si界面取向关系的研究表明,在Si基体上难以形成高质量β-FeSi2薄膜的原因在于多种非共格取向关系的并存、孪晶的形成以及由此导致的界面缺陷的形成.