Микроструктура островковых пленок Al на Si(111) при магнетронном напылении: влияние температуры подложки

Представлены результаты структурных исследований островковых пленок Al толщиной 20–50 нм, сформированных магнетронным распылением на подложках Si(111) в среде аргона при давлении 6⋅10^–3 мбар и температуре от 20 до 500°C. Исследования морфологии и микроструктуры пленок проведены методами XRD, SEM, EDS и TEM. Установлено, что большинство островков представляют собой кристаллиты Al {001} и Al {111} с размерами 10–100 нм, по-разному сопряженными с Si(111). При комнатной температуре подложки на ней эпитаксиально формируются только кристаллиты Al {001}. Эпитаксиальный рост кристаллитов Al {111} начинает преобладать с увеличением температуры подложки выше 400°C. Показано влияние температуры подложки Si(111) на процесс эпитаксии кристаллитов, динамику их формы и структурное совершенство. Установлено, что эпитаксиально связанные с подложкой кристаллиты испытывают для Al {001} и Al {111} деформацию ε = 7⋅10^–3 и ε = –2⋅10^–3 соответственно. Показано, что в островковых пленках Al на Si(111) зависимость количества центров кристаллизации и скорость роста частиц от температуры переохлаждения согласуются с Зонной моделью кристаллизации. В то же время наблюдается смещение характерных температур для границ зон из-за свойств подложки. Это надо учитывать при инженерии морфологии поверхности и структурного совершенства кристаллитов в островковых магнетронных пленках Al.