Interfacial reaction during dewetting of ultrathin silicon on insulator

We have studied the Si/SiO2 interfacial reaction during solid-state dewetting of 7-nm-thick Si(001) ultrathin films on SiO2 substrates. Immediately after formation of Si nanocrystals at the dewetting front, Si/SiO2 interface depression occurs at the edge of the nanocrystal because of the interfacial reaction. By examining the Si/SiO2 interface morphology for nanocrystals at different distances from the dewetting front, we found that the interface depth increases linearly with time. We also estimated that the effective activation energy for the interfacial depression is about 3.9 eV. Furthermore, we explain the effect of the interfacial reaction on the active morphological change involved in dewetting front propagation.

RésuméCet article sʼintéresse à la réaction interfaciale Si/SiO2 pendant le démouillage solide–solide de films ultrafins de Si(001) de 7 nm dʼépaisseur sur des substrats de SiO2. Immédiatement après formation de nanocristaux de silicium au front de démouillage, une dépression au niveau de lʼinterface Si/SiO2 survient sur le bord du nanocristal à cause de la réaction interfaciale. En examinant la morphologie de lʼinterface Si/SiO2 pour des nanocristaux situés à différentes distances du front de démouillage, nous mettons en évidence une croissance linéaire de la profondeur de lʼinterface avec le temps. Nous avons aussi estimé lʼénergie dʼactivation effective de la dépression interfaciale à environ 3,9 eV. De plus, nous expliquons lʼeffet de la réaction interfaciale sur le changement morphologique actif impliqué dans la propagation du front de démouillage.