Sublimacion de Silicio y formacion de microporos.

1.1.1        Sublimacion de Silicio y formacion de microporos.

En experimentos de deposicion de SiC a 1200 oC se observe la formacion de poros sobre los cuales los films depositados formaban puentes, de modo que la superficie del film se observa continua y sin defectos

It has also been shown that SiC films grow owing to the  transition of the intermediate complex into SiC. The grown  film ‘hangs’ above the cavities like a bridge over a river or a house built on piles (see figure 9). Inside the cavities,the further nucleation of SiC takes place.

Theory and practice of SiC growth on Si and its applications to wide-gap semiconductor films

S A Kukushkin and A V Osipov

J. Phys. D: Appl. Phys. 47 (2014) 313001 (41pp)

Journal of Physics D: Applied Physics

doi:10.1088/0022-3727/47/31/313001

Figure 9. SEM photomicrographs of SiC films grown on a single-crystal Si surface. (a) A 3C-SiC film grown on a Si(1 1 1) surface inclined at 4◦ from the reference plane at the growth temperature T = 1300 ◦ C (the film ‘hangs’ over the cavities like a bridge). (b) A 4H-SiC film grown on a Si(1 0 0) surface at the growth temperature T = 1250 ◦ C with the clearly visible faceting of the pores. (c) A 3C-SiC film grown on the Si(1 1 1) surface inclined at 4◦ from the reference plane at the growth temperature T = 1200 ◦ C. (d) The same photo but enlarged.

1.2        2.3 Experimento. Deposición.

Se propone aplicar el procedimiento de reducción carbotermica de silice a filmes delgados de Carbono depositados sobre sustratos de SiO2.

Seuso como sustrato una placa de Silicio tipo p dopado con Boro, cubierta con Oxido de silicio obtenido por anneado a 600 oC. Se estima que el espesor de la capa de SiO2 es de 40 nanometros. Según investigaciones anteriores se ha encontrado que a pesar de la calidad amorfa del SiO2 obtenido térmicamente, parte de ella tiene estructura cristobalita y con parámetros de red extendidos , mayores de los esperados en un cristal de SiO2 con dicha estructura. (Apartado 1.2)

1.2.1        Determinacion teorica de grueso critico.

Según estudios anteriores , las dislocaciones se presentan cuando la energía elástica acumulada en el film debido al desfase en los parámetros de red es igual o mayor a la energía de las dislocaciones mismas, la energía elástica acumulada disminuye conforme aumenta el espesor del film y es cuando se comienzan a presentar las dislocaciones.

En la parte teorica de la disertación se explican las formulas aplicadas para determinar el grueso critico del film de SiC a obtener sobre SiO2, a fin de evitar la formación de dislocaciones y defectos volumétricos.

Cálculos que están en la libreta grande

La aplicación de estos cálculos al sustrato de SiO2 y al SiC que se desea obtener da como resultado un espesor critico de 2 nanometros. 

Se determina que para obtener un film de 2 nanometros de SiC, a partir de SiO2 y C se necesita depositar 4 nanometros deCarbono y proceder a la reducción carbotermica del SiO2 para obtener un film de SiC.

Con el objetivo de verificar el tiempo de reaccion calculado se decidio hacer tres muestras con filmes de carbono de diferentes gruesos .

1.2.2        2.3.1 medición de grueso de film en AFM.

Como prueba del metodo de deposición de Carbono (high frequency magnetrón sputtering) se hicieron ejemplares de diferentes gruesos , bajo diferentes tiempos de deposición.

Con ayuda del microscopio de fuerza atómica se determinó el grosor de los filmes y se estableció una relación entre el tiempo de deposicion  y el grueso obtenido del film. A fin de controlar el grueso del film, a través del tiempo de funcionamiento del magnetron.