Item request has been placed! ×
Item request cannot be made. ×
loading  Processing Request

KINETICS OF DOPANT ACCUMULATION IN THE ADSORPTION LAYER DURING MOLECULAR-BEAM EPITAXY ; О НАКОПЛЕНИИ ПРИМЕСИ В АДСОРБЦИОННОМ СЛОЕ В ПРОЦЕССЕ ЛЕГИРОВАНИЯ ПРИ МОЛЕКУЛЯРНО–ЛУЧЕВОЙ ЭПИТАКСИИ

Item request has been placed! ×
Item request cannot be made. ×
loading   Processing Request
اقرأ أكثر حفظ في قائمتي
  • معلومة اضافية
    • بيانات النشر:
      MISiS
    • الموضوع:
      2015
    • Collection:
      Materials of Electronics Engineering (E-Journal) / Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники
    • نبذة مختصرة :
      A kinetic model of the doping processes in molecular beam epitaxy is developed. The dopant incorporation into the growing crystal is assumed to occur via both blocking dopant atoms at the kink positions by the host atoms and atomic exchange between dopant adatoms and atoms of the topmost crystalline layer. The dopant surface segregation is treated as accumulation of dopant atoms in energetically favorable adsorption positions on the surface. Two segregation pathways are considered: climbing of dopant adatoms over moving steps and jumping of the dopants out of the topmost crystalline layer. It is shown that increasing supersaturation in the adlayer, e.g. with decreasing temperature or increasing growth rate, leads to more efficient blocking of the dopant atoms and, as a consequence, to the decreasing surface segregation. The supersaturation is partially reduced with appearance of 2D islands on the terraces and creation of kinks at the 2D island edges. This results in weaker growth rate and temperature dependences of the surface segregation ratio. Very strong (superexponential) dependence of the surface segregation ratio on the growth temperature is possible under the condition of the intensive jumping of the dopants out of the topmost crystalline layer. The reason is that the probability of «immurement» of the dopant atoms by the moving step depends exponentially on the jumping-out rate constant. The model reproduces experimentally observed segregation behavior of Sb on Si(100).
    • File Description:
      application/pdf
    • Relation:
      https://met.misis.ru/jour/article/view/64/58; Bean, J. C. Arbitrary doping profiles produced by Sb-doped Si MBE / J. C. Bean // Appl. Phys. Lett. – 1978. −V. 33. – P. 654—656.; Gossmann, H.-J. Delta doping in silicon/ H.-J. Gossmann, E. F. Schubert // Crit. Rev. Sol. St. Mater. Sci. – 1993. – V. 18. – P. 1—67.; Jorke, H. Surface segregation of Sb on Si(100) during molecular beam epitaxy growth / H. Jorke // Surf. Sci. – 1988. – V. 193. – P. 569—578.; Кузнецов, В. П. О накоплении примеси на (001) поверхности слоев Si при автоэпитаксии в вакууме / В. П. Кузнецов, А. Ю. Андреев // Поверхность. Физ., хим., механика. – 1990. – № 3. – C. 49—52.; Nьtzel, J. F. Comparison of P and Sb as n−dopants for Si molecular beam epitaxy / J. F. Nьtzel, G. Abstreiter // J. Appl. Phys. – 1995. – V. 78. – P. 937—940.; Hobart, K. D. Surface segregation and structure of Sb-doped Si(100) films grown at low temperature by molecular beam epitaxy / K. D. Hobart, D. J. Godbey, M. E. Twigg, M. Fatemi, P. E. Thompson, D. S. Simons // Surf. Sci. – 1995. – V. 334. – P. 29—38.; Yurasov, D. V. Usage of antimony segregation for selective doping of Si in molecular beam epitaxy / D. V. Yurasov, M. N. Drozdov, A. V. Murel, M. V. Shaleev, N. D. Zakharov, A. V. Novikov // J. Appl. Phys. – 2011. – V. 109. – P. 113533(7).; Iyer, S. S. Sharp profiles with high and low doping levels in silicon grown by molecular beam epitaxy / S. S. Iyer, R. A. Metzger, F. A. Allen // J. Appl. Phys. – 1981. – V. 52. – P. 5608—5612.; Андреев, А. Ю. Легирование фосфором слоев Si при эпитаксии на (001) Si из молекулярного пучка / А. Ю. Андреев, Н. В. Гудкова, В. П. Кузнецов, В. С. Красильников, Р. А. Рубцова, В. А. Толомасов // Изв. АН СССР. Сер. Неорганические материалы. – 1988. – Т. 24, № 9. – C. 1423—1425.; Nьtzel, J .F. Segregation and diffusion on semiconductor surfaces / J. F. Nьtzel, G. Abstreiter // Phys. Rev. B. – 1996. – V. 53. – P. 13551—13558.; Arnold, C. B. Unified kinetic model of dopant segregation during vapor-phase growth / C. B. Arnold, M. J. Aziz // Phys. Rev. B. – 2005. – V. 72. – P. 195419(17).; Rogge, S. Surface polymerization of epitaxial Sb wires on Si(001) / S. Rogge, R. H. Timmerman, P. M. L. O. Scholte, L. J. Geerligs, H. W. M. Salemink // Ibid. – 2000. – V. 62. – P. 15341—15344.; Ramamoorthy, M. Chemical trends in impurity incorporation into Si(100) / M. Ramamoorthy, E. L. Briggs, J. Bernholc // Phys. Rev. Lett. – 1988. – V. 81. – P. 1642—1645.; Martнnez-Guerra, E. Adsorption of Sb4 on Ge(001) and Si(001) surfaces: Scanning tunneling microscopy and first-principles calculations / E. Martнnez-Guerra, G. Falkenberg, R. L. Johnson, N. Takeuchi // Phys. Rev. B. – 2006. – V. 73. – P. 075302(8).; Wang, J.-T. Two-stage rotation mechanism for group-V precursor dissociation on Si(001) / J.-T. Wang, C. Chen, E. G. Wang, D.-S. Wang, H. Mizuseki, Y. Kawazoe // Phys. Rev. Lett. – 2006. – V. 97. – P. 046103(4).; Andrieu, S. Surface segregation mechanism during two-dimensional epitaxial growth: the case of dopants in Si and GaAs molecular−beam epitaxy / S. Andrieu, F. A. d’Avitaya, J. C. Pfister // J. Appl. Phys. – 1989. – V. 65. – P. 2681—2687.; Hervieu, Yu. Yu. Surface processes of impurity incorporation during MBE growth / Yu. Yu. Hervieu, M. P. Ruzaikin // Surf. Sci. – 1998. – V. 408. – P. 57—71.; Filimonov, S. N. On the kinetics of delta-doping during MBE / S. N. Filimonov, Yu. Yu. Hervieu // Phys. Low-Dim. Struct. – 1998. – N 7/8. – P. 91—100.; Filimonov, S. N. The dopant incorporation and surface segregation during 2D islands growth in MBE: A computer simulation study / S. N. Filimonov, Yu. Yu. Hervieu // Phys. Low-Dim. Struct. – 1998. – N 9/10. – P. 141—151.; Воронков, В. В. Захват примеси при движении элементарной ступени / В. В. Воронков, А. А. Чернов // Кристаллография. – 1967. – Т. 12, вып. 2. – C. 222—229.; Бартон, В. Рост кристаллов и равновесная структура их поверхностей / В. Бартон, Н. Кабрера, Ф. Франк // Элементарные процессы роста кристаллов / Под ред. Г. Г. Лемлейна, А. А. Чернова. – М. : ИЛ, 1959. – С. 10—109.; Jernigan, G. G. Temperature dependence of atomic scale morphology in Si homoepitaxy between 350 and 800 C on Si(100) by molecular beam epitaxy / G. G. Jernigan, P. E. Thompson // J. Vac. Sci. Technol. A. – 2001. – V. 19. – P. 2307—2311.; Filimonov, S. N. Terrace-edge-kink model of atomic processes at the permeable steps / S. N. Filimonov, Yu. Yu. Hervieu // Surf. Sci. – 2004. – V. 553. – P. 133.; Воронков, В. В. Движение элементарной ступени посредством образования одномерных зародышей / В. В. Воронков // Кристаллография. – 1970. – Т. 15, вып. 1. – C. 1.; Venables, J. A. Nucleation and growth of thin films / J. A. Venables, G. D. T. Spiller, M. Hanbьcken // Rep. Prog. Phys. – 1984. – V. 47. – P. 399—459.; Mo, Y. W. Activation energy for surface diffusion of Si on Si(001): A scanning-tunneling−microscopy study / Y. W. Mo, J. Kleiner, M. B. Webb, M. G. Lagally // Phys. Rev. Lett. – 1991. – V. 66. – P. 1998—2001.; https://met.misis.ru/jour/article/view/64
    • الرقم المعرف:
      10.17073/1609-3577-2013-2-4-10
    • Rights:
      Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with embargo 1 year, then the work will be licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). ; Авторы, публикующие статьи в данном журнале, соглашаются на следующее:Авторы сохраняют за собой автороские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 12 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).
    • الرقم المعرف:
      edsbas.807FD432