ПЛЕНКИ ЖЕЛЕЗА НА КРЕМНИЕВОЙ ПОДЛОЖКЕ: СТРУКТУРА И ЕЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРИ НАГРЕВЕ

Abstract

Процесс фазообразования в пленках железа толщиной 20-270 нм на кремниевой подложке, протекающий в ходе термической обработки, состоит из двух стадий. В исходном состоянии взаимная диффузия железа и кремния отсутствует, а при 130 °С ширина переходной области «пленка/подложка» увеличивается до 30 нм. При температуре менее 130 °С наблюдается увеличение параметра решетки железа с 2.8663 А (обычная ОЦК-решетка) до 2.8737 А и образование твердого раствора Fe(Si). При температуре 180 °С формируется фаза Fe₅Si₃, которая является упорядоченным твердым раствором и в «объемном» состоянии существует только при температуре выше 800 °С. В состоянии тонкой пленки обнаружена стабилизация этой фазы при комнатной температуре. Впервые показана зависимость фазового состава пленки от превращений структуры. Образование фазы Fe(Si) и стабилизация Fe5Si3 во всем интервале толщины инициированы процессом полигонизации структуры железа, а при толщине пленки более 100 нм развивается процесс рекристаллизации структуры.