Critical issues in the heteroepitaxial growth of alkaline-earth oxides on silicon

T.

Yamaguti

, , ().

R.

Sato

, , ().

M.

Ihara

,

Y.

Arimoto

,

M.

Jifuku

,

T.

Kimura

,

S.

Kodama

,

H.

Yamawaki

, and

T.

Yamaoka

, , ().

S.

Matsubara

,

N.

Shohata

, and

M.

Mikami

, , ().

R. A.

McKee

,

F. J.

Walker

, and

M.

Chisholm

, , ().

Applied EPI, St. Paul, MN.

Aldrich-APL, Urbana, IL, 99.99% pure.

Aldrich-APL, Urbana, IL, 99.99% pure.

Alfa Aesar, 99.9% pure.

Minolta/Land Cyclops 152, Osaka, Japan.

Virginia Semiconductor, Inc. Fredericksburg VA (single side polished, $(001)±0.1°,$ phosphorous doped, 1.0–10.0 Ω⋅cm resistivity).

K. J.

Hubbard

and

D. G.

Schlom

, , ().

S.

Yadavalli

,

M. H.

Yang

, and

C. P.

Flynn

, , ().

E. S.

Hellman

and

E. H.

Hartford

, Jr., , ().

F. J. Walker and R. A. McKee (unpublished).

1 ML is defined as the concentration of atoms on the (001) surface of silicon, i.e., $6.78×1014 atoms/cm2.$

R.

Droopad

et al., , ().

Y.

Liang

,

S.

Gan

, and

M.

Engelhard

, , ().

A.

Herrera-Gomez

,

F.S.

Aguirre-Tostado

,

Y.

Sun

,

P.

Pianetta

,

Z.

Yu

,

D.

Marshall

,

R.

Droopad

, and

W. E.

Spicer

, , ().

X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) would potentially provide the most useful data to answer this question. Given the fact that the “silicide” layer is submonolayer and provides a minimal signal compared to the silicon substrate and the near overlap of the $2p$ binding energy that exists in the peaks in an XPS spectrum for silicon (∼98.8–99.5 eV) and a silicide (∼99.5–99.8 eV), conclusive determination remains elusive.

J. F. Moulder, W. F. Stickle, P. E. Sobol, and K. E. Bomben, Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy (Perkin Elmer Corp., Eden Prairie, MN, 1992).

J. Wang (personal communication).

V. G. Lifshits, A. A. Saranin, and A. V. Zotov, Surface Phases on Silicon: Preparation, Structures, and Properties, 1st ed. (Wiley, New York, 1994).

W. A.

Henle

,

M. G.

Ramsey

,

F. P.

Netzer

, and

S.

Witzel

, , ().

W. C.

Fan

,

N. J.

Wu

, and

A.

Ignatiev

, , ().

J.

Kwo

et al., , ().

J.

Kwo

et al., , ().

J. T.

Jones

,

E. T.

Croke

,

C. M.

Garland

,

O. J.

Marsh

, and

T. C.

McGill

, , ().

J. P.

Liu

,

P.

Zaumseil

,

E.

Bugiel

, and

H. J.

Osten

, , ().

D. K.

Fork

,

F. A.

Ponce

,

J. C.

Tramontana

, and

T. H.

Geballe

, , ().

Y.

Kado

and

Y.

Arita

, , ().

Y. Kado and Y. Arita, Extended Abstracts of the 18th (1986) International Conference on Solid State Devices and Materials, Tokyo, Japan, 1986, p. 45.

H.

Mori

and

H.

Ishiwara

, , ().

H.

Ishiwara

,

H.

Mori

,

K.

Jyokyo

, and

S.

Ueno

, , ().

O.

Nakagawara

,

M.

Kobayashi

,

Y.

Yoshino

,

Y.

Katayama

,

H.

Tabata

, and

T.

Kawai

, , ().

T.

Tambo

,

K.

Maeda

,

A.

Shimizu

, and

C.

Tatsuyama

, , ().

R. A.

McKee

,

F. J.

Walker

,

J. R.

Conner

,

E. D.

Specht

, and

D. E.

Zelmon

, , ().

Y. Kado and Y. Arita, Extended Abstracts of the 20th (1988 International) Conference on Solid State Devices and Materials, Tokyo, Japan, 1988, p. 181.

H.

Fukumoto

,

T.

Imura

, and

Y.

Osaka

, , ().

H.

Fukumoto

,

M.

Yamamoto

, and

Y.

Osaka

, , ().

K.

Harada

,

H.

Nakanishi

,

H.

Itozaki

, and

S.

Yazu

, , ().

S. C.

Choi

,

M. H.

Cho

,

S. W.

Whangbo

,

C. N.

Whang

,

S. B.

Kang

,

S. I.

Lee

, and

M. Y.

Lee

, , ().

M.-H.

Cho

,

D.-H.

Ko

,

Y. K.

Choi

,

I. W.

Lyo

,

K.

Jeong

,

T. G.

Kim

,

J. H.

Song

, and

C. N.

Whang

, , ().

E. J.

Tarsa

,

J. S.

Speck

, and

McD.

Robinson

, , ().

H.

Nagata

,

M.

Yoshimoto

,

T.

Tsukahara

,

S.

Gonda

, and

H.

Koinuma

, , ().

M.

Morita

,

H.

Fukumoto

,

T.

Imura

,

Y.

Osaka

, and

M.

Ichihara

, , ().

Y.

Osaka

,

T.

Imura

,

Y.

Nishibayashi

, and

F.

Nishiyama

, , ().

H.

Myoren

,

Y.

Nishiyama

,

H.

Fukumoto

,

H.

Nasu

, and

Y.

Osaka

, , ().

P.

Legagneux

,

G.

Garry

,

D.

Dieumegard

,

C.

Schwebel

,

C.

Pellet

,

G.

Gautherin

, and

J.

Siejka

, , ().

H.

Fukumoto

,

T.

Imura

, and

Y.

Osaka

, , ().

H.

Fukumoto

,

M.

Yamamoto

,

Y.

Osaka

, and

F.

Nishiyama

, , ().

H.

Fukumoto

,

M.

Yamamoto

, and

Y.

Osaka

, , ().

D. K.

Fork

,

D. B.

Fenner

,

G. A. N.

Connell

,

J. M.

Phillips

, and

T. H.

Geballe

, , ().

D. K.

Fork

,

D. B.

Fenner

,

R. W.

Barton

,

J. M.

Phillips

,

G. A. N.

Connell

,

J. B.

Boyce

, and

T. H.

Geballe

, , ().

D. K.

Fork

,

F. A.

Ponce

,

J. C.

Tramontana

,

N.

Newman

,

J. M.

Phillips

, and

T. H.

Geballe

, , ().

D. B.

Fenner

,

A. M.

Viano

,

D. K.

Fork

,

G. A. N.

Connell

,

J. B.

Boyce

,

F. A.

Ponce

, and

J. C.

Tramontana

, , ().

W.

Prusseit

,

S.

Corsépius

,

M.

Zwerger

,

P.

Berberich

,

H.

Kinder

,

O.

Eibl

,

C.

Jaekel

,

U.

Breuer

, and

H.

Kurz

, , ().

M.

Ishida

,

I.

Katakabe

,

T.

Nakamura

, and

N.

Ohtake

, , ().

K.

Sawada

,

M.

Ishida

,

T.

Nakamura

, and

N.

Ohtake

, , ().

H.

Iizuka

,

K.

Yokoo

, and

S.

Ono

, , ().

H.

Wado

,

T.

Shimizu

, and

M.

Ishida

, , ().

M.

Ihara

, , ().

M. Mikami, Y. Hokari, K. Egami, H. Tsuya, and M. Kanamori, Extended Abstracts of the 15th Conference on Solid State Devices and Materials (Japan Society Applied Physics, Tokyo, 1983), pp. 31–34.

K.

Eisenbeiser

et al., , ().

Z.

Yu

,

J.

Ramdani

,

J. A.

Curless

,

C. D.

Overgaard

,

J. M.

Finder

,

R.

Droopad

,

K. W.

Eisenbeiser

,

J. A.

Hallmark

,

W. J.

Ooms

, and

V. S.

Kaushik

, , ().

M.

Yoshimoto

,

K.

Shimozono

,

T.

Maeda

,

T.

Ohnishi

,

M.

Kumagai

,

T.

Chikyow

,

O.

Ishiyama

,

M.

Shinohara

, and

H.

Koinuma

, , ().

C. D. Theis and D. G. Schlom, in High Temperature Materials Chemistry IX, edited by Karl Spear (Electrochemical Society, Pennington, NJ, 1997), Vol. 97–39, pp. 610–616.

J. Lettieri, J. Rodriguez Contreras, V. Vaithyanathan, and D. G. Schlom (unpublished).

E. G.

Keim

,

L.

Wolterbeek

, and

A. Van

Silfhout

, , ().

N. A.

Braaten

,

J. K.

Grepstad

,

S.

Raaen

, and

S. L.

Qui

, , ().

P.

Soukiassian

,

T. M.

Gentle

,

M. H.

Bakshi

, and

Z.

Hurych

, , ().

Y.

Huttel

,

E.

Bourdie

,

P.

Soukkiassian

,

P. S.

Mangat

, and

Z.

Hurych

, , ().

A.

Mesarwi

,

W. C.

Fan

, and

A.

Ignatiev

, , ().

W. C.

Fan

and

A.

Ignatiev

, , ().

M. H.

Yang

and

C. P.

Flynn

, , ().

K. T.

Jacob

and

V.

Varghese

, , ().

T.

Waho

,

S.

Ogawa

, and

S.

Maruyama

, , ().

A.

Fischer

,

Z.

Feng

,

E.

Bykov

,

G.

Contreras-Puente

,

A.

Compaan

,

F.

de Landa Castillo-Alvarado

,

J.

Avendano

, and

A.

Mason

, , ().

H.

Holzschuh

and

H.

Suhr

, , ().

H.

Schlotterer

, , ().

A. C.

Ipri

and

J. N.

Zemel

, , ().

P. R.

Berger

,

K.

Chang

,

P.

Bhattacharya

,

J.

Singh

, and

K. K.

Bajaj

, , ().

J. Lettieri, J. H. Haeni, and D. G. Schlom (unpublished).

V. V.

 

Il’chenko

,

G. V.

 

Kuznetsov

,

V. I.

 

Strikha

, and

A. I.

 

Tsyganova

,  , ()

V. V.

Il’chenko

,

G. V.

Kuznetsov

,

V. I.

Strikha

, and

A. I.

Tsyganova

, [, ()].

V. V.

 

Il’chenko

and

G. V.

 

Kuznetsov

,  , ()

V. V.

Il’chenko

and

G. V.

Kuznetsov

, [, ()].

The destructive reaction at the alkaline earth oxide/Si interface has been observed over a range of temperatures from 580 to 630 °C depending on the quality of the interface and wafer vicinality. Never has the interface been seen to withstand temperatures above 700 °C.

G. A.

Costa

,

M.

Ferretti

,

E. A.

Franceschi

, and

G. L.

Olcese

, , ().

S. G.

Tresvyatskii

,

L. M.

Lopato

,

A. E.

Kushchevskii

, and

A. V.

Shevchenko

, , ().

S. G.

Tresvyatskii

,

V. N.

Pavlikov

,

L. M.

Lopato

, and

L. I.

Lugin

, , ().

L. M.

Lopato

,

L. I.

Lugin

, and

A. V.

Shevchenko

, , ().

L. M.

Lopato

,

I. M.

Maister

, and

A. V.

Shevchenko

, , ().