Publication:
Epitaxial growth of 3C-SiC film by microwave plasma chemical vapor deposition in H2-CH4-SiH4mixtures: Optical emission spectroscopy study

Дата
2021
Авторы
Martyanov, A. K.
Sedov, V. S.
Khomich, A. A.
Voronov, V. V.
Yurov, V. Y.
Ralchenko, V. G.
Antonova, I. A.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Издатель
Научные группы
Организационные подразделения
OrgUnit Logo
Организационная единица
Инженерно-физический институт биомедицины
Цель ИФИБ и стратегия развития – это подготовка высококвалифицированных кадров на базе передовых исследований и разработок новых перспективных методов и материалов в области инженерно-физической биомедицины. Занятие лидерских позиций в биомедицинских технологиях XXI века и внедрение их в образовательный процесс, что отвечает решению практикоориентированной задачи мирового уровня – диагностике и терапии на клеточном уровне социально-значимых заболеваний человека.
OrgUnit Logo
Организационная единица
Институт лазерных и плазменных технологий
Стратегическая цель Института ЛаПлаз – стать ведущей научной школой и ядром развития инноваций по лазерным, плазменным, радиационным и ускорительным технологиям, с уникальными образовательными программами, востребованными на российском и мировом рынке образовательных услуг.
Выпуск журнала
Аннотация
© 2021 Author(s).Microwave (MW) plasma in silane-hydrogen and silane-hydrogen-methane mixtures is used effectively for chemical vapor deposition of Si, SiC, diamond, and SiC-diamond composite films; however, the properties of such plasma at pressures of the order of 100 Torr remain largely unexplored. Here we characterize the MW plasma (2.45 GHz) in SiH4 + H2 and SiH4 + iH4+ H2 mixtures (72 Torr) with silane content ranging from 0% to 5% in the process gas using high-resolution optical emission (OE) spectroscopy. Besides the OE lines of C2 dimer, Balmer series of excited atomic hydrogen (Hα, Hβ, Hγ, Hδ, and Hϵ), and CH radical, we observed atomic Si lines at 263, 288, and 391 nm and a relatively weak SiH emission. Gas temperature Tg of ≈3160 K is assessed from the rotational structure of the C2 dimer (Δ ν = 0, λ = 516.5 nm) emission band, and the absorbed microwave power density (MWPD) in the plasma fluctuates in the narrow range between 36 and 43 W/cm3 with a slight tendency to decrease with silane addition. The MWPD, intensity ratio Hα/Hβ of hydrogen Balmer series lines (related to excitation temperature Texc), and Si lines' intensities in OE spectra as functions of SiH4 concentration in H2 and H2+ CH4 mixtures all show an extremum or a kink in slope near a special point at ≈0.5% SiH4. Finally, we produced a silicon carbide film of cubic polytype 3C-SiC on a (111) oriented Si substrate, which was characterized with Raman spectroscopy and X-ray diffraction, and its monocrystalline structure was confirmed.
Описание
Ключевые слова
Цитирование
Epitaxial growth of 3C-SiC film by microwave plasma chemical vapor deposition in H2-CH4-SiH4mixtures: Optical emission spectroscopy study / Martyanov, A.K. [et al.] // Journal of Vacuum Science and Technology A: Vacuum, Surfaces and Films. - 2021. - 39. - № 2. - 10.1116/6.0000745
URI
https://www.doi.org/10.1116/6.0000745
 https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85100942635&origin=resultslist
 http://gateway.webofknowledge.com/gateway/Gateway.cgi?GWVersion=2&SrcAuth=Alerting&SrcApp=Alerting&DestApp=WOS_CPL&DestLinkType=FullRecord&UT=WOS:000631028300001
 https://openrepository.mephi.ru/handle/123456789/23687
Коллекции
Публикации