导　　师： 邹志强

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 上海交通大学

摘　　要： 自组装的纳米结构可以突破传统光刻工艺的尺寸极限，在下一代微电子器件中具有重要的应用前景。外延生长的硅化物纳米结构与传统的硅基微电子器件具有很好的兼容性，有望用作该种器件中的欧姆接触或肖特基势垒接触、低阻的互连线等。与其他的金属硅化物相比，锰的硅化物具有更多的化学组成，高温下具有更多的晶体结构，因此拥有丰富的物理特性。本文在以往研究的基础上，利用超高真空扫描隧道显微镜对锰在si（111）－7×7表面上的固相外延生长（金属锰先在室温下沉积随后退火）和反应外延生长（锰直接沉积在加热的衬底上）进行了系统研究。主要结果如下： （1）锰和锰的硅化物纳米结构的固相外延生长 当硅衬底保持在室温时，沉积在硅衬底上的mn与硅不发生反应。最初沉积在硅衬底上的mn原子被限制在7×7重构的两个半胞内；当mn的覆盖度达到0.5～1.5ml时形成mn团簇的蜂窝状有序结构；当覆盖度>1.5ml时转变为无序的薄膜结构。对室温下沉积了1ml锰的样品退火，300℃－400℃时生成了不规则的硅化物团簇和平板状的mnsi两种结构；450℃时仅生成平板状的岛； 600℃时，生成了具有三维晶体结构的富si的硅化物岛；1000℃，衬底表面上锰的硅化物纳米结构完全消失。 （2）锰和锰的硅化物纳米结构的反应外延生长 当衬底温度低于260℃时，沉积在硅衬底上的锰原子占据在衬底7×7元胞中有层错（faulted）的半个单胞中，当覆盖度在0.3～1.5ml时形成了具有六角对称性的锰纳米团簇阵列；当衬底温度介于260℃－500℃之间时，锰纳米团簇和平板状mnsi结构共存；当衬底温度高于500℃时，生成了平板状mnsi、硅化物纳米线mnsi1.7和三维不规则的硅化物岛三种结构。390℃－610℃时锰的硅化物岛的成核密度符合传统成核理论。精确控制生长参数（如沉积速率和衬底温度）可将纳米线结构（在所有锰的硅化物岛中）的百分比提升至50％，并实现了对该种结构尺寸和密度的控制。

关 键 词： 纳米结构 光刻工艺 微电子器件 硅化物 物理特性 固相外延生长

分 类 号： [TN304.054.4 TB383]

领　　域： [电子电信] [一般工业技术]