کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5489580 1524361 2017 5 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Study of surface reaction during selective epitaxy growth of silicon by thermodynamic analysis and density functional theory calculation
ترجمه فارسی عنوان
بررسی واکنش سطحی طی رشد اپیتاکسی انتخابی سیلیکون با تحلیل ترمودینامیکی و محاسبه نظریه کارکردی چگالی
کلمات کلیدی
: A3. اپیتاکسی انتخابی، B2. سیلیکون نیمه‌هادی، A1. فرایندهای سطحی ، A1. محاسبه نظریه کارکردی چگالی، A1. محاسبه ترمودینامیک
فهرست مطالب مقاله
چکیده

کلمات کلیدی

1.مقدمه

2. آزمایش

3.نتایج و بحث

1.3. تحلیل ترمودینامیک 

2.3. محاسبه DFT

4. نتیجه‌گیری
ترجمه چکیده
واکنش سطحی پیش‌ماده سیلیکون را در سطح‌های مختلف با تحلیل ترمودینامیک و محاسبه نظریه کارکردی چگالی مدل‌سازی و شبیه‌سازی کردیم. SiH2Cl2 و آرگون را به عنوان پیش‌ماده سیلیکون و گاز حامل بدون گاز تیزاب تلقی کردیم. ابتدا، ترکیب معادل هردو گونه گازی و جامد را به عنوان تابعی از دمای فرایند تحلیل کردیم. SiCl4 گونه‌ی گازی غالب زیر 750 °C است و SiCl2 و HCl در دماهای بالاتر غالب هستند، و بازده سیلیکون با افزایش دمای بیش از 700 °C با توجه به حکاکی سیلیکون با HCl کاهش می‌یابد. بازده سیلیکون برای زیرلایه SiO2 کمتر از زیرلایه سیلیکون است، به خصوص در دمای 1000 °C یا بیشتر. بازده رسوب صفر و حکاکی زیرلایه SiO2 در دماهای بالاتر منجر به رشد انتخابی در زیرلایه سیلیکون می‌شود. در ادامه، جذب و واکنش پیش‌ماده سیلیکون بر زیرلایه سیلیکون ترمینیت H (100) و زیرلایه OH-ترمینیت بتا-کریستوبالیت شبیه‌سازی شد. جذب و واکنش ملکول SiH2Cl2 برای هردو زیرلایه Si و SiO2 خودبه‌خود است. با این حال، مانع انرژی برای واکنش برای زیرلایه Si خیلی کوچک (6×10−4 eV) است، در حالی که مانع انرژی برای زیرلایه SiO2 زیاد (0.33 eV) است. این مطلب باعث ایجاد تفاوت در نرخ رشد می‌شود که از نتایج آزمایشی در منابع نیز پشتیبانی می‌کند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه فیزیک و نجوم فیزیک ماده چگال
پیش نمایش مقاله
بررسی واکنش سطحی طی رشد اپیتاکسی انتخابی سیلیکون با تحلیل ترمودینامیکی و محاسبه نظریه کارکردی چگالی
چکیده انگلیسی
We modeled and simulated the surface reaction of silicon precursor on different surfaces by thermodynamic analysis and density functional theory calculation. We considered SiH2Cl2 and argon as the silicon precursor and the carrier gas without etchant gas. First, the equilibrium composition of both gaseous and solid species was analyzed as a function of process temperature. SiCl4 is the dominant gaseous species at below 750 °C, and SiCl2 and HCl are dominant at higher temperatures, and the yield of silicon decreases with increasing temperature over 700 °C due to the etching of silicon by HCl. The yield of silicon for SiO2 substrate is lower than that for silicon substrate, especially at 1000 °C or higher. Zero deposition yield and the etching of SiO2 substrate at higher temperatures leads to selective growth on silicon substrate. Next, the adsorption and the reaction of silicon precursor was simulated on H-terminated silicon (100) substrate and on OH-terminated β-cristobalite substrate. The adsorption and reaction of a SiH2Cl2 molecule are spontaneous for both Si and SiO2 substrates. However, the energy barrier for reaction is very small (6×10−4 eV) for Si substrate, whereas the energy barrier is high (0.33 eV) for SiO2 substrate. This makes the differences in growth rate, which also supports the experimental results in literature.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Crystal Growth - Volume 468, 15 June 2017, Pages 278-282
نویسندگان
, , , , , , ,