Группа моделирования электронных и технологических процессов микроэлектроники.
На начальных стадиях роста Ge на Si(111), который происходит в соответствии с моделью Странского-Крастанова, смачивающий слой при осаждении с низкой скоростью (~1010 см-2с-1) формируется по многослойному механизму. Островки Ge растут в высоту до трех атомных слоев, после чего продолжается только их латеральный рост до слияния в когерентный слой. С помощью Монте-Карло моделирования показано, что к ускоренному росту островков в высоту может привести дополнительный барьер 0.5-0.6 эВ, который должен преодолеть атом для разрушения димеризации связей при встраивании в край островка. Из сопоставления модельных и экспериментальных данных оценены энергии активации диффузионных атомных скачков на атомарно гладких поверхностях для Ge/Si(111) (E12=1.1 эВ) и для Ge/Ge/Si(111), (E22=1.5 эВ). При этих параметрах получено наилучшее совпадение модельной картины с экспериментальными данными СТМ по плотности, размерам и ориентации островков при одинаковых условиях осаждения и одинаковом количестве осажденного вещества (рис.1).
Для объяснения ограничения роста реальных островков тремя слоями было рассмотрено расположение атомов и направление связей на границах реальных 1-, 2- и 3-хслойных островков. Высказано предположение, что на скорость роста островков в высоту влияет образование димеров на границах островка, причем расположение димеров может зависеть от высоты островка. На островках в 1 и 2 слоя могут возникать только горизонтальные димеры, не препятствующие диффузии адатомов на вершины островков. Но краевые димеры на трехслойном островке могут иметь вертикальное расположение и образовывать вдоль границы островка димерный ряд, аналогично тому, как это происходит на поверхности (001). Такой ряд будет тормозить диффузию атомов на вершину островка (рис.2).
а б в
Рис.1 Сравнение плотности, размеров и ориентации островков на экспериментальной и модельной поверхностях Si(111) равной площади при одинаковых условиях осаждения: а - СТМ изображение островков (светлый слой - третий), б - модельные многослойные островки с "правильной" ориентацией, в - модельные островки без учета влияния димеров с "неправильной" ориентацией. (Различия плотностей - в пределах флуктуаций).
| 
|
| а | б |
Рис.2 Расположение краевых димеров: а - горизонтальные димеры (зеленые) на границах двухслойного островка, б - ряд вертикальных димеров (сине-зеленые) вдоль границ трехслойного островка.
