F原子与SiC(100)表面相互作用的分子动力学模拟  

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

作　　者：贺平逆[1,2] 吕晓丹[1] 赵成利[1,2] 宁建平[1] 秦尤敏[1] 苟富均[3,4] 

机构地区：[1]贵州大学等离子体与材料表面作用研究所,贵阳550025 [2]贵州大学理学院,贵阳550025 [3]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 [4]荷兰皇家科学院等离子体所

出　　处：《物理学报》2011年第9期474-479,共6页Acta Physica Sinica

基　　金：贵州省优秀青年科技人才培养计划(批准号:700968101);国际热核聚变实验堆(ITER)计划专项(批准号:2009GB104006)资助的课题~~

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.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.

关 键 词：分子动力学 刻蚀 能量 SIC 

分 类 号：O641.1[理学—物理化学]