Initial Stage and Growth Process of Ceria, Yttria-Stabilized-Zirconia and Ceria-Zirconia Mixture Thin Films on Si(100) Surfaces
Initial Stage and Growth Process of Ceria, Yttria-Stabilized-Zirconia and Ceria-Zirconia Mixture Thin Films on Si(100) Surfaces
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Si(100)表面氧化铈、氧化钇稳定氧化锆和氧化铈-氧化锆混合物薄膜的初始阶段和生长过程
DOI：
10.1143/jjap.36.5253
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发表时间：
1997
影响因子：
1.5
通讯作者：
Yasuo Tarui Yasuo Tarui
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tadahiko Hirai;K. Teramoto;H. Koike;Kazuhito Nagashima Kazuhito Nagashima;Yasuo Tarui Yasuo Tarui
研究了氧化铈（CeO2）、氧化钇-稳定氧化锆（YSZ）和氧化铈-氧化锆混合物（Ce·ZrO2）薄膜在Si（100）表面的初始阶段和生长过程。结果表明，在温度约为5×10-7 Torr O2、温度约为900℃的Si（100）表面上，CeO2、YSZ和Ce·ZrO2的（110）取向薄膜服从Si原子在（2×1）或（1×2）结构中的排列而生长。另一方面，在1×10-5 Torr O2气体下，由于CeO2和Si（100）的界面处形成了Ce2O3和Si O2层而生长（111）取向CeO2多晶薄膜。此外，(100)-外延YSZ和Ce·ZrO2薄膜生长，在1×10-5 Torr O2气体下，Si（100）上的SiO2层减少。我们试图用CeO2、Ce2O3、ZrO2和SiO2的标准生成焓来解释这些过程。
Initial stages and growth processes of ceria ( CeO2), yttria-stabilized-zirconia (YSZ) and ceria-zirconia mixture ( Ce·ZrO2) thin films on Si(100) surfaces were studied in conjunction with O2 pressure. We showed that (110)-oriented films of CeO2, YSZ and Ce·ZrO2 grew obeying the arrangements of Si atoms in (2×1) or (1×2) structures on a Si(100) surface under about 5×10-7 Torr O2 gas at about 900° C. On the other hand, under 1×10-5 Torr O2 gas, (111)-oriented CeO2 polycrystal films grew because of formation of Ce2O3 and Si O2 layers at the interface between CeO2 and Si(100). Furthermore, the (100)-epitaxial YSZ and Ce·ZrO2 films grew, reducing the SiO2 layer on Si(100) under 1×10-5 Torr O2 gas. We attempted to explain these processes in terms of standard formation enthalpies of CeO2, Ce2O3, ZrO2 and SiO2.