Синтез пленочных сплавов кремний-германий на основе химически формируемых слоев пористого кремния

Abstract

Исследован процесс формирования пленок сплавов кремний-германий путем электрохимического заполнения пористой кремниевой матрицы германием с последующим быстрым термическим отжигом при температуре 950 °C в потоке аргона. Слои пористого кремния низкой пористости получены металл-стимулированным химическим травлением слаболегированных кремниевых пластин. Показано, что сформированная в данном температурном режиме пленка сплава всегда расположена на остаточном пористом подслое. При этом различие в толщине исходного слоя пористого кремния определяет не только толщину данного подслоя, но и толщину самой пленки сплава, а также ее состав. Такое поведение объясняется различиями в распределении градиента температуры: в случае более толстых пористых слоев отвод тепла от приповерхностной области слоя осложняется в связи с низкой теплопроводностью пористого кремния, и она подвергается нагреву в большей мере, приводя к росту более толстого слоя сплава с повышенным содержанием кремния. Предполагается, что наличие пористого подслоя способно обеспечить тепло- и электроизоляцию сформированной пленки сплава, что исключит необходимость ее переноса на диэлектрическую подложку для последующего использования в составе термоэлектрических преобразователей и иных устройств.