硅基异质超薄晶体膜生长机制研究

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1、摘要本文以硅基异质外延生长超薄晶体膜为目标，研究外延生长初期原子沉积过程、分形生长及团簇生长机制、外延条件对成核长大等影响情况。文中首先总结和归纳了计算机模拟方法的特点，阐述了它们之间的区别与联系，在此基础上，建立起一种新的模型，并成功地编制了计算程序，对薄膜生长／初期的形貌和结构进行了模拟。陔模型通过引入俘获截面的概念来考虑增原子与、衬底原子和已沉积原予的相互作用，避开繁杂粒子间作用过程，注重最终的模拟结果，有效地模拟和解释了薄膜生长时从一个原子到多个原子直至成膜的全过＼C程。，’7铂硅(PtSi)红外探测器其特点是PtSi膜与Si粘附性好，应力小，接触电阻小，性能稳定，而且

2、膜层越薄，其器件的量子效率越高。因此，纳米级PtSi膜的制备技术成为硅铂探测器的关键，也成为薄膜研究的热点。文中对不同工艺条件下制备的纳米级PtSi膜进行了成分、形貌分析。文中实验工作对部分计算结果进行了必要的验证，表明计算机模拟用于研究薄膜沉积过程对于薄膜材料的制备有着重要的指导意义，在材料表面领域有着广阔的应用前景。关键词：超薄晶往族，捌垒，计算机稹拟，PtSi-ABSTRACTAimingatgrowingtheheterostructuralultra—thincrystalfilmonsiliconsubstrate，thedepositionduringtheini

3、tialstageofepitaxygrowthandthefractalandagglomeratemorphologyareinvestigatedaswellastheinfluenceofepitaxyconditionsonthenucleation．Variouskindsofcomputersimulationmethodsweresummarized，whilethedifferencesandaffiliationsbetweeneachotherwereexpounded．Onthisbase，anewmodelwasconstructedandsucces

4、sfullyprogrammed．Thecomputerprogramwasresortedtosimulatetheshapeandconfigurationofultra—thinfilmininitialstagesofdepositionprocesssuccessfully．Byintroducingtheconceptofseizingsectiontodescribetheinteractiveforcebetweenadatomsandsubstrateordepositedatomstoavoidthecomplicatedprocess，theformati

5、onofthefilmfromthedepositionofthefirstatomtomulti—atomsWassimulatedandexplainedeffectively．ThepropertyofPtSiinfrareddetectorisstableowingtothegoodadhesionbetweenPtSifilmandthesilicon，thesmallstressandthelowcontactingresistance．Thethinnerthefilmis，thehigherthequantaefficiencyofdevices．Therefo

6、re，thepreparationtechniqueofnano—meterPtSifilmbecamethekeyquestionandpopularforflareddetectors．ThecompositionandmorphologyofPtSifilmpreparedunderdi圩erentconditionswereanalyzedinthispaper．Theexperimentsinthispaperwereusedtovalidatesomecalculationresults．Itindicatesthatthecomputersimulationpla

7、ysanimportantroleintheinvestigationofthedepositionprocessofthefilm，showingawideapplicationforegroundinthefieldofsurfacemodification．Keywords：ultra—thinfilm，model，computersimulation，PtSifilmⅡ第一章绪论§1．1概述单层和多层晶体薄膜材料在微电子、物理等领域应用非常广泛，例如超晶格结构‘1—1、纳米叠层膜结构