用原子力显微镜间歇地观察到的通过原子辐射的接步骤对Si(111) 表面的蚀刻过程
Tomoaki Miyagi1, Akira Sasahara1, Masahiko Tomitori1
1School of Materials Science, Japan Advanced Institute of Science and Technology, Nomi, Ishikawa 923-1292, Japan.
Nanotechnology
|April 22, 2025
概括
原子 (H) 通过与悬浮键结合,使 (Si) 表面被动化. 进一步的H辐射蚀刻了Si(111) 表面,在捆绑的步骤中形成坑洞,增加了露台的粗度.
科学领域:
- 表面科学是一门科学.
- 材料科学 是一种材料科学.
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- (Si) 表面在半导体技术中至关重要.
- 众所周知,原子 (H) 可以使Si悬浮键被动化,从而降低表面反应性.
- 原子H也可以破坏有序的表面结构,如Si{111) -{7 × 7}.
研究的目的:
- 为了研究原子H在H终端Si{111) 表面上的蚀刻效应.
- 了解原子H在改变Si表面形态和结构中的作用.
- 探索由原子H诱导的蚀刻坑的形成和特征.
主要方法:
- 间歇性原子H辐射的H终端Si表面.
- 频率调制原子力显微镜 (FM-AFM) 用于表面观察.
- 控制引入H2气体来改变原子H流量并观察蚀刻演变.
主要成果:
- 原子H辐射使露台的粗度从1.4纳米增加到1.9纳米,在一个小时后,流速为1sccm.
- 在较高的流速下 (10 sccm),表面形成了坑,直径达到20-40nm.
- 蚀刻以捆绑的步骤开始,可能是由于低协调Si原子的H吸附.
- 坑边墙展示了{110}和{100}的方面,表明优先的蚀刻.
结论:
- 原子H可以被动化和蚀刻Si(111) 表面,这取决于辐射条件.
- 蚀刻过程受到H流和表面步骤形态学的影响.
- 蚀刻坑的形成和面部的发展提供了关于原子的异性蚀刻机制的见解.
