Анизотропия твердофазной эпитаксии карбида кремния на кремнии

Разработан новый метод твердофазного синтеза эпитаксиальных слоев, когда подложка сама участвует в химической реакции, а продукт реакции растет не на поверхности подложки, как в традиционных методах эпитаксии, а внутри нее. Такой метод открывает новые возможности для релаксации упругой энергии за счет механизма, действующего только в анизотропных средах, а именно притяжения точечных дефектов, образующихся в процессе химической реакции. Притягивающиеся точечные центры дилатации образуют относительно устойчивые образования – дилатационные диполи, которые существенно уменьшают общую упругую энергию. Показано, что в кристаллах с кубической симметрией наиболее выгодным расположением диполей является направление $\langle$111$\rangle$. Теория апробирована на примере роста пленок карбида кремния SiC на подложках кремния Si (111) за счет химической реакции с монооксидом углерода CO. Выращены высококачественные монокристаллические пленки SiC-4H толщиной до 100 нм на Si (111). Эллипсометрический анализ показал, что оптические константы пленок SiC-4H являются существенно анизотропными. Это вызвано не только гексагональностью решетки, но и небольшим количеством атомов углерода, $\sim$ (2–6)%, оставшихся в пленке из-за дилатационных диполей. Показано, что оптические константы углеродной примеси соответствуют сильно анизотропному пиролитическому углероду HOPG.