Структура пленок высшего силицида марганца по данным электронной микроскопии

Проведена детальная структурная характеризация пленок высшего силицида марганца (ВСМ) на подложке кремния, синтезированных различными способами. Получен большой набор дифракционных данных и электронно-микроскопических изображений с атомным разрешением границы раздела пленка ВСМ/подложка кремния образцов, выращенных в стационарных условиях в вакуумированной ампуле и квазистационарных условиях в проточном реакторе. Показано, что в обоих случаях при определенных условиях эксперимента формируется тетрагональная фаза высшего силицида марганца Mn₄Si₇. Выявлены различия в микроструктуре пленок ВСМ в зависимости от способа получения. Определено, что в стационарных условиях около 40% зерен имеют преимущественную ориентацию двух видов {110}Mn₄Si₇||{111}Si и {113}Mn₄Si₇||{111}Si, а в квазистационарных условиях - менее 16%. Проведен геометрический анализ преимущественных ориентаций зерен в пленках ВСМ, который позволил формально объяснить их возникновение «подстраиванием» подъячейки марганца к ячейке кремния. Исследована структура границы раздела пленка ВСМ/Si-подложка. Показано наличие наноразмерных включений кубического моносилицида марганца в островках ВСМ, формирующихся в реакторе. Проведен сравнительный анализ зависимости микроструктуры и фазового состава выделений вторичных фаз в пленках и объемных легированных кристаллах ВСМ.