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F原子与SiC（100）表面相互作用的分子动力学模拟

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贺平逆, 吕晓丹, 赵成利, 宁建平, 秦尤敏, 苟富均. 2011: F原子与SiC（100）表面相互作用的分子动力学模拟, 物理学报, 60(9): 474-479.
引用本文: 贺平逆, 吕晓丹, 赵成利, 宁建平, 秦尤敏, 苟富均. 2011: F原子与SiC（100）表面相互作用的分子动力学模拟, 物理学报, 60(9): 474-479.
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2011: Molecular dynamics simulations of energy effects on atorn F interaction with SiC（100）, Acta Physica Sinica, 60(9): 474-479.
Citation: 2011: Molecular dynamics simulations of energy effects on atorn F interaction with SiC（100）, Acta Physica Sinica, 60(9): 474-479.
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F原子与SiC（100）表面相互作用的分子动力学模拟

  • 贵州大学等离子体与材料表面作用研究所,贵阳550025／贵州大学理学院,贵阳550025

  • 贵州大学等离子体与材料表面作用研究所,贵阳,550025

  • 四川大学原子核科学技术研究所辐射物理及技术教育部重点实验室,成都610064／荷兰皇家科学院等离子体所,荷兰2300

Molecular dynamics simulations of energy effects on atorn F interaction with SiC（100）

  • 摘要: 本文采用分子动力学模拟方法研究了F原子（能量在0.5—15eV之间）与表面温度为300K的SiC（100）表面的相互作用过程.考察了不同能量下稳定含F反应层的形成过程和沉积、刻蚀过程的关系以及稳定含F反应层对刻蚀的影响.揭示了低能F原子刻蚀SiC的微观动力学过程.模拟结果表明伴随着入射F原子在表面的沉积量达到饱和,SiC表面将形成一个稳定的含F反应层.在入射能量小于6eV时,反应层主要成分为SiF3,最表层为Si-F层.入射能量大于6eV时,反应层主要成分为SiF.但是由于最表层Si的刻蚀导致表层为C-F层.这个C-F层的形成将阻缓硅的进一步刻蚀.在入射能量小于6eV时,F极难对SiC进行刻蚀.在入射能量达到15eV时,开始出现C的刻蚀.刻蚀率随入射能量增加而增加,主要的刻蚀产物为SiF4,表明Si的刻蚀主要通过化学刻蚀方式.
    Abstract: In this study, molecular dynamics simulations are used to investigate atom F interacting with SiC at 300 K. Simulation results show that with the saturation of the deposition of F atoms on the surface, the compositions （SiFx and CFx groups （x4）） in the reaction layer reach a steady state. When incident energy is less than 6 eV, no etching is observed. With incident energy increasing, the etching yields of Si and C atoms increase. It is found that Si atoms are preferentially removed. For etching products, SiF4 is dominant. And the main etching mechanism of Si atoms is chemical etching.
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出版历程
  • 刊出日期:  2011-09-30

F原子与SiC（100）表面相互作用的分子动力学模拟

  • 贵州大学等离子体与材料表面作用研究所,贵阳550025／贵州大学理学院,贵阳550025
  • 贵州大学等离子体与材料表面作用研究所,贵阳,550025
  • 四川大学原子核科学技术研究所辐射物理及技术教育部重点实验室,成都610064／荷兰皇家科学院等离子体所,荷兰2300

摘要: 本文采用分子动力学模拟方法研究了F原子（能量在0.5—15eV之间）与表面温度为300K的SiC（100）表面的相互作用过程.考察了不同能量下稳定含F反应层的形成过程和沉积、刻蚀过程的关系以及稳定含F反应层对刻蚀的影响.揭示了低能F原子刻蚀SiC的微观动力学过程.模拟结果表明伴随着入射F原子在表面的沉积量达到饱和,SiC表面将形成一个稳定的含F反应层.在入射能量小于6eV时,反应层主要成分为SiF3,最表层为Si-F层.入射能量大于6eV时,反应层主要成分为SiF.但是由于最表层Si的刻蚀导致表层为C-F层.这个C-F层的形成将阻缓硅的进一步刻蚀.在入射能量小于6eV时,F极难对SiC进行刻蚀.在入射能量达到15eV时,开始出现C的刻蚀.刻蚀率随入射能量增加而增加,主要的刻蚀产物为SiF4,表明Si的刻蚀主要通过化学刻蚀方式.

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