SU1691432A1 - Method of producing thin single crystal films - Google Patents

Method of producing thin single crystal films Download PDF

Info

Publication number
SU1691432A1
SU1691432A1 SU884464962A SU4464962A SU1691432A1 SU 1691432 A1 SU1691432 A1 SU 1691432A1 SU 884464962 A SU884464962 A SU 884464962A SU 4464962 A SU4464962 A SU 4464962A SU 1691432 A1 SU1691432 A1 SU 1691432A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
melt
films
thin single
exceeding
electron beam
Prior art date
Application number
SU884464962A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Владимирович Лавров
Михаил Александрович Спиридонов
Станислав Иосифович Попель
Original Assignee
Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова filed Critical Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова
Priority to SU884464962A priority Critical patent/SU1691432A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1691432A1 publication Critical patent/SU1691432A1/en

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к получению тонких монокристаллических пленок, может быть использовано в микроэлектронике дл  получени  твердотельных радиоэлектронных устройств и обеспечивает получение пленок оксидов совершенной структуры и заданной ориентации. Способ включает плавление поликристаллической подложки и насыщение расплава кислородом до концентрации , превышающей его растворимость в твердой фазе. Затем на расплав подают электронный луч под углом, не превышающим критического угла аксиального каналировани  выращиваемого оксида. Охлаждение ведут со скоростью, обеспечивающей рост пленки на поверхности расплава. Получены на медной подложке пленки Си20 толщиной до 2 нм. 3 ил.The invention relates to the production of thin single-crystal films, can be used in microelectronics for the production of solid-state electronic devices and provides films of oxides of perfect structure and a given orientation. The method involves melting a polycrystalline substrate and saturating the melt with oxygen to a concentration exceeding its solubility in the solid phase. An electron beam is then fed to the melt at an angle not exceeding the critical angle of axial channeling of the oxide grown. Cooling is carried out at a rate that ensures film growth on the surface of the melt. The Cu20 films with a thickness of up to 2 nm were obtained on a copper substrate. 3 il.

Description

Изобретение относитс  к получению тонких монокристаллических пленок и может быть использовано в микроэлектронике дл  получени  твердотельных радиоэлектронных устройств.The invention relates to the production of thin single-crystal films and can be used in microelectronics for the production of solid-state electronic devices.

Цель изобретени  - получение пленок оксидов совершенной структуры и заданной ориентации.The purpose of the invention is to obtain oxide films of perfect structure and predetermined orientation.

Пример 1. При получении пленки куприта Си20 используют устройство, размещенное в электронном микроскопе УЭВМ-100К на месте селекторной диафрагмы . Чистую медь в количестве 3 - 5 г помещают в  чейку, устройства, после чего ее расплавл ют (Т. пл. 1356 К) и нагревают до (Т) 1500 К. Затем провод т насыщение расплава кислородом до концентрации 0,015 мол. % при повышении парциального давлени  кислорода в рабочем объеме до 10 Па, После изотермической выдержки, необходимой дл  установлени  равновеси  по кис- лороду, на поверхность расплава направл ют электронный луч (ускор ющееExample 1. Upon receipt of the Cu20 film, Cu20 use a device placed in the electron microscope UEVM-100K in place of the selector diaphragm. Pure copper in the amount of 3 to 5 g is placed in a cell, the devices, after which it is melted (mp. 1356 K) and heated to (T) 1500 K. Then, the melt is saturated with oxygen to a concentration of 0.015 mol. % with an increase in the partial pressure of oxygen in the working volume of up to 10 Pa. After isothermal exposure, which is necessary to establish oxygen equilibrium, an electron beam is directed to the surface of the melt (accelerating

напр жение 50 кВ, сила тока в пучке 125 мА, диаметр пучка 50 мкм) под углом, меньшим критического угла аксиального каналировани  Cu20, пор дка 4°. При охлаждении расплава со скоростью 1 К/с, обеспечивающей послойный рост оксидной пленки, на месте падени  луча на поверхность формируетс  высокосовершенный монокристалл куприта , рассеива сь на котором, электроны формируют дифракционную картину, состо щую из непрерывных узких полос, свидетельствующих о наличии пакета плоскостей оксида, толщиной до 2,0 нм.a voltage of 50 kV, a beam current of 125 mA, a beam diameter of 50 µm) at an angle less than the critical angle of axial channeling Cu20, in the order of 4 °. When the melt is cooled at a rate of 1 K / s, which provides layer-by-layer growth of the oxide film, a highly perfect single crystal of cuprite is formed at the spot where the beam hits the surface, scattering on which electrons form a diffraction pattern consisting of continuous oxide planes thickness up to 2.0 nm.

На фиг, 1 представлена электронограм- ма на отражение от поликристаллической поверхности меди; а на фиг. 2- то же, от полученной пленки СиаО; на фиг. 3 - элект- ронограмма.Fig. 1 shows an electron diffraction pattern of reflection from the polycrystalline surface of copper; and in fig. 2 - the same, from the received film SiaO; in fig. 3 - electronogram.

Пример 2. По методике примера 1 получен монокристалл германи  на поверхности германи . Высокое качество кристалла подтверждаетс  не только наличием тонких полос на электронограмме, но и КиОExample 2. According to the method of example 1, a single germanium crystal was obtained on the surface of germanium. The high quality of the crystal is confirmed not only by the presence of thin bands on the electron diffraction pattern, but also by the QO

о Јabout Ј

О)ABOUT)

юYu

кучи-лини ми, указывающими на ориентацию атомных цепочек кристалла вдоль пучка .heaps of lines indicating the orientation of the atomic chains of the crystal along the beam.

Существенные отличи  предлагаемого способа обусловлены ориентирующим воздействием электромагнитного пол  лет щих электронов на рост атомных цепочек зарождающегос  кристалла. При скольз щих углах падени  луча на поверхность, меньших некоторого критического значени , формирование растущего кристалла определ етс  эффектом аксиального кана- лировани . При этом цепочки атомов растущего кристалла выт гиваютс  вдоль направлени  пучка электронов, при котором электроны не испытывают столкновений с атомными цепочками и импульс ускоренных частиц почти е мен етс . Наличие эффекта каналировзни  подтверждаетс  по влением Кикучи-линий на флюоресцентном экране микроскопа. В отсутствие эпитаксии этот механизм оказывает основное воздействие на ориентацию кристаллов,The essential differences of the proposed method are due to the orienting effect of the electromagnetic field of the flying electrons on the growth of the atomic chains of the nucleating crystal. With gliding angles of incidence on the surface less than a certain critical value, the formation of a growing crystal is determined by the effect of axial canalization. At the same time, the chains of atoms of the growing crystal are drawn along the direction of the electron beam, in which the electrons do not collide with atomic chains and the momentum of the accelerated particles almost changes. The presence of the channeling effect is confirmed by the appearance of Kikuchi lines on the fluorescent screen of the microscope. In the absence of epitaxy, this mechanism has a major effect on the orientation of crystals,

Предлагаемый способ получени  монокристаллов на поверхности металлической матрицы дает следующие преимущества по сравнению с известными способами:The proposed method for producing single crystals on the surface of a metal matrix provides the following advantages compared with known methods:

сриг. 1Srig. one

00

5five

00

5five

возможность получени  монокристалла в виде тонкой пленки с заданной орче стацией;the possibility of obtaining a single crystal in the form of a thin film with a given orchestration;

возможность получени  нескольких монокристаллов на одной подложке с различными заранее выбранными ориентаци ми.the possibility of obtaining several single crystals on one substrate with different pre-selected orientations.

Все это позвол ет использовать предлагаемый способ дл  получений микроэлементных структур с заданными электрофизическими характеристиками.All this allows the use of the proposed method to obtain microelement structures with desired electrophysical characteristics.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ получени  тонких монокристаллических пленок путем плавлени  поликристаллической подложки и кристаллизации при воздействии на расплав высокоэнергетического электронного луча и охлаждени , отличающийс  тем, что, с целью получени  пленок оксидов совершенной структуры и заданной ориентации, после плавлени  расплав насыщаю г кислородом до концентрации, превышающей его растворимость в твердой фазе, электронный пуч направл ют на поверхность расплава под упом, не превышающим критического угла аксиального канзлировани  выращиваемого оксида, и охлаждение ведут со скоростью , обеспечивающей рост пленки на поверхности расплава.The method of producing thin single-crystal films by melting a polycrystalline substrate and crystallization when exposed to a melt of a high-energy electron beam and cooling, characterized in that, to obtain oxide films of perfect structure and a given orientation, after melting the melt with saturating oxygen to a concentration exceeding its solubility solid phase, the electron beam is directed to the surface of the melt below the menus, not exceeding the critical angle of axial kanzlirovaniya growing This oxide and cooling are carried out at a rate that ensures film growth on the surface of the melt. Фиг.22
SU884464962A 1988-07-22 1988-07-22 Method of producing thin single crystal films SU1691432A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884464962A SU1691432A1 (en) 1988-07-22 1988-07-22 Method of producing thin single crystal films

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884464962A SU1691432A1 (en) 1988-07-22 1988-07-22 Method of producing thin single crystal films

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1691432A1 true SU1691432A1 (en) 1991-11-15

Family

ID=21391667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884464962A SU1691432A1 (en) 1988-07-22 1988-07-22 Method of producing thin single crystal films

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1691432A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
За вка JP № 61-9278, кл. С 30 В 13/06, 1986. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sonnenberg et al. Preparation of biaxially aligned cubic zirconia films on pyrex glass substrates using ion‐beam assisted deposition
Armstrong et al. A structural study of the compound AgSbTe2
Shechtman et al. Precipitation in rapidly solidified Al-Mn alloys
US5015618A (en) Laser zone melted Bi--Sr--Ca--Cu--O thick films
Cima et al. Influence of growth parameters on the microstructure of directionally solidified Bi2Sr2CaCu2Oy
Blakely Mechanical Properties of Vacuum‐Deposited Gold Films
SU1691432A1 (en) Method of producing thin single crystal films
Rolland et al. Vapour deposition of lead on Ag (111) and equilibrium surface segregation from Ag Pb (111) solid solutions: A leed-aes comparative study
Nakata et al. Effect of heat treatments on morphology and transformation temperatures of sputtered Ti-Ni thin films
Suzuki et al. In situ TEM observation of dislocation motion in II–VI compounds
JP2671397B2 (en) Target for magnetron sputtering
JPH05214521A (en) Titanium sputtering target
US4755256A (en) Method of producing small conductive members on a substrate
EP0178034B1 (en) Process for preparing amorphous of intermetallic compounds by a chemical reaction
EP0177110B1 (en) Process for accelerating amorphization of intermetallic compounds by a chemical reaction using lattice defects
Halliday et al. Reflexion electron microscopy using diffracted electrons
CN104790032A (en) Method for laser pulse sputtering deposition preparation of polycrystalline silicon thin film
EP0018111B1 (en) Method of producing ferrite single crystals
Mtshali et al. The effect of deposition rate and thermal annealing on morphology and microstructural evolution of Nickel-Bismuth thin film
Jach et al. Observation of gold thin film growth with reflection electron microscopy
JPH0210873B2 (en)
JPH1112727A (en) Aluminum alloy single crystal target
Krause Electron Diffraction Studies of the Epitaxy of Cu Single Crystals. I. Epitaxy of Evaporated Cu Films on Cu Crystals
Thomas Dislocations—Their origin and multiplication
Spivak et al. High‐Mobility InSb Thin Films by Recrystallization