Abstract
Epitaxial ultrathin films of $CoSi_2$ and double heteroepitaxial structure of Si/$CoSi_2$/Si(lll) were prepared on Si(111)-$7\times{7}$ substrate by in situ solid-phase epitaxy in a ultrahigh vacuum(LHV). The phase, chemical composition, crystallinity, and the microsructure of the Si/$CoSi_2$/Si(lll) interface were investigated by 2-MeV $^4He^{++}$ ion backscattering spectrometry, X-ray diffraction, and high-resolution transmission electron microscopy. The growth mode of the Co film was the Stransky-Krastanov type with texture when the substrate temperature was room temperature. A-type $CoSi_2$ ultrathin film was grown by deposition of about 50A Co on Si(ll1)-$7\times{7}$ substrate followed by in situ annealing at $700^{\circ}C$ for 10 min. The matching face relationships were $CoSi_2$[110]//Si[110] and $CoSi_2$(002)//Si(002) with no misorientation angle. The A-type $CoSi_2$/Si(lll) interface was abrupt and coherent. The best epi-Si/epi-$CoSi_2$2(A-type)/Si(lll) structure was obtained by deposition of Si film on the CoSii at $500^{\circ}C$ followed by in situ annealing at $700^{\circ}C$ for 10 min in UHV.
초고진공에서 in situ 고상 에피택셜 방법으로 Si(111)기판 위에 에피택셜 $CoSi_2$ 초박막과 $Si/epi-CoSi_2/Si$(111) 의 이중 이종에피택셜 구조를 성장 시켰다. 2-MeV $^4He^{++}$ 이온 후방산란 분광기와 X-선 회절분석기 및 고분해능 투과전자 현미경을 이용하여 성장된 $CoSi_2$와 $Si/epi-CoSi_2/Si$(111)의 상, 조성, 결정성 그리고 계면의 미세구조를 조사하였다. 실온에서 증착된 Co 박막은 texture 구조를 갖는 Stransky-Krastanov 성장 모드를 나타내었다. 실온에서 Si(111)-$7\times{7}$ 기판 위에 Co를 $50\AA$ 증착한 후 $700^{\circ}C$로 10분간 in situ 열처리했을 때 초박막 A-type $CoSi_2$상이 성장되었고, 정합상관계는 $CoSi_2$[110]//Si[110] and $CoSi_2$(002)//Si(002)였으며, 편의각은 없었다. A-type $CoSi_2$/Si(111)계면은 평활하고 coherent 하였다. 양질의 epi-Si/epi-$CoSi_2$(A-type)/Si(111)구조는 Co/Si(111)계를 $700^{\circ}C$로 10분간 in situ로 열처리한 후 기판을 $500^{\circ}C$로 유지하면서 Si을 증착하였을 때 형성되었다.
