Кинетика роста наноразмерной пленки германия, осаждаемой на поверхности Si (001) методом магнетронного распыления

摘要

Исследована кинетика роста наноразмерной пленки германия, осажденной магнетронным распылением на поверхности Si(001), с помощью разработанной экспериментальной рентгенорефлектометрической методики, отличающейся совместной регистрацией зеркально-отраженного и диффузно-рассеянного излучения. С помощью данной методики можно осуществлять in situ как анализ морфологии растущей пленки, так и контроль ее толщины с точностью до 1 нм. Получены зависимости интенсивности зеркального отражения, диффузного рассеяния, скорости роста, среднеквадратичной шероховатости пленки и ее плотности от времени осаждения. Согласно результатам измерения зеркально-отраженного излучения, шероховатость пленки увеличивалась со временем по степенному закону. Однако при толщине пленки, равной 4 нм, наблюдался четко выраженный максимум диффузного рассеяния, угловое положение которого соответствовало критическому углу полного внешнего отражения германия - 0,31°. Такая картина распределения рассеянного излучения объясняется проявлением эффекта Ионеды, заключающегося в аномальном рассеянии рентгеновского излучения, максимум которого соответствует критическому углу θ_c полного внешнего отражения от пленки. Экспериментально установлено, что на начальной стадии роста пленка формируется по механизму Фольмера - Вебера. Методом in situ рентгеновской рефлектометрии обнаружено, что образование сплошного слоя германиевой пленки происходит при ее толщине, равной 7 нм; последующий рост пленки осуществляется по степенному закону σ_f~t~β, где β= 0,23.