<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">kaz29</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Вестник Казахстанско-Британского технического университета</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Herald of the Kazakh-British Technical University</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1998-6688</issn><issn pub-type="epub">2959-8109</issn><publisher><publisher-name>Казахстанско-Британский Технический Университет</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">kaz29-205</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ И ЭКОЛОГИЯ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>CHEMICAL, TECHNOLOGICAL AND ENVIRONMENTAL SCIENCES</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>ИК-СПЕКТРОСКОПИЯ ТОЛСТОЙ ПЛЕНКИ КАРБИДА КРЕМНИЯ, ПОЛУЧЕННОЙ МЕТОДОМ МАГНЕТРОННОГО РАСПЫЛЕНИЯ</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>IR SPECTROSCOPY OF A THICK SILICON CARBIDE FILM OBTAINED BY THE MAGNETRON SPUTTERING</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Нусупов</surname><given-names>К. Х.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Nussupov</surname><given-names>K. Kh.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>д. ф.-м. н, профессор, ГНС</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Бейсенханов</surname><given-names>Н. Б.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Beisenkhanov</surname><given-names>N. B.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>д. ф.-м. н, профессор, ГНС</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Бакранова</surname><given-names>Д. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Bakranova</surname><given-names>D. I.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>PhD, СНС</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Кейнбай</surname><given-names>С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Keiinbay</surname><given-names>S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>PhD, МНС</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Султан</surname><given-names>А. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Sultan</surname><given-names>A. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>магистрант</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru">Казахстанско-Британский технический университет<country>Казахстан</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2019</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>10</day><month>11</month><year>2021</year></pub-date><volume>16</volume><issue>4</issue><fpage>79</fpage><lpage>86</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Нусупов К.Х., Бейсенханов Н.Б., Бакранова Д.И., Кейнбай С., Султан А.А., 2021</copyright-statement><copyright-year>2021</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Нусупов К.Х., Бейсенханов Н.Б., Бакранова Д.И., Кейнбай С., Султан А.А.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Nussupov K.K., Beisenkhanov N.B., Bakranova D.I., Keiinbay S., Sultan A.A.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://vestnik.kbtu.edu.kz/jour/article/view/205">https://vestnik.kbtu.edu.kz/jour/article/view/205</self-uri><abstract><p>В работе методом магнетронного распыления при одновременном распылении мишени кремния и мишени графита в высокочастотном режиме 13,56 МГц осуществлен синтез толстых пленок карбида кремния на поверхности с-Si. Параметры магнетронного распыления были следующие: мощность магнетрона - 150 Вт, расход газа аргона 2.4 л/ч, давление в камере 0.4 Па, температура кремниевой подложки - 100 °C, длительность осаждения 3 часа. Впервые показано доминирование укороченных Si-C-связей в аморфной пленке карбида кремния сразу после осаждения, приведшее к сме­щению максимума ИК-спектра в область выше 800 см-1 - вплоть до 870 см-1. Результаты трактуются интенсивным зародышеобразованием в процессе осаждения. Показано, что после осаждения пленки почти половина (49,2 %) Si-C-связей находится в составе очень мелких зародышей нанокристаллов с размерами менее 3 нм. Быстрый отжиг в течение 5 минут осуществлен при температуре 970 °С, которая достигалась в течение 10 s. Наблюдалось смещение максимума пика SiC из коротковолновой области (870 см-1) в длинноволновую область (820 см-1) ИК-спектра после быстрого отжига пленки. Выявлено, что кристаллизация толстой пленки карбида кремния происходит не за счет кристаллизации аморфной фазы, а за счет увеличения размеров и упорядочения структуры мелких зародышей SiC и их трансформации в нанокристаллы SiC.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>In this work, a thick silicon carbide films were synthesized on the c-Si surface by simultaneous mag­netron sputtering of a silicon target and a graphite target in the high-frequency mode of 13.56 MHz. The mag­netron sputtering parameters were as follows: magnetron power - 150 W, argon gas flow rate 2.4 l/h, chamber pressure 0.4 Pa, silicon substrate temperature - 100 °C, deposition time 3 hours. The domination of shortened Si-C-bonds in an amorphous silicon carbide film immediately after deposition was shown for the first time, which led to a shift in the maximum of the IR spectrum to a region above 800 cm-1 - up to 870 cm-1. The results are interpreted by intensive nucleation during the deposition process. It was shown that after film deposition, almost half (49.2%) of Si-C bonds are contained in very small nuclei of nanocrystals with sizes less than 3 nm. Rapid annealing for 5 minutes was carried out at a temperature of970°C, which was reached within 10 s. A shift of the maximum of the SiC peak of the IR spectrum from the short-wavelength region (870 cm-1) to the long-wavelength region (820 cm-1) of the IR spectrum was observed after rapid annealing of the film. It was revealed that the crystallization of a thick film of silicon carbide does not occur due to crystallization of the amorphous phase, but due to an increase in the size and ordering of the structure of small SiC nuclei and theirtransformation into SiC nanocrystals.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>карбид кремния</kwd><kwd>структура</kwd><kwd>кристаллизация</kwd><kwd>синтез</kwd><kwd>магнетронное распыление</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>silicon carbide</kwd><kwd>structure</kwd><kwd>crystallization</kwd><kwd>synthesis</kwd><kwd>magnetron sputterin</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Liao F., Girshick S. L., Mook W. M., Gerberich, W. W., Zachariah, M. R. Superhard nanocrystalline silicon carbide films // Appl. Phys. Lett. - 2005. - 86. - P. 171913 - 171915.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Liao F., Girshick S. L., Mook W. M., Gerberich, W. W., Zachariah, M. R. Superhard nanocrystalline silicon carbide films // Appl. Phys. Lett. - 2005. - 86. - P. 171913 - 171915.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Афанасьев А. В., Ильин В. А., Корляков А. В., Лебедев A. O., Лучинин В. В., Таиров Ю. М. Карбид кремния. Вклад СПбГЭТУ «ЛЭТИ». Признание и перспективы // В кн. Физика и технология микро- и наносистем. - 2011. - С. 50-86 / под ред. В. В. Лучинина и В. В. Малиновского - Санкт-Петербург: Изд. Русская коллекция. - 2011. - 239 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Афанасьев А. В., Ильин В. А., Корляков А. В., Лебедев A. O., Лучинин В. В., Таиров Ю. М. Карбид кремния. Вклад СПбГЭТУ «ЛЭТИ». Признание и перспективы // В кн. Физика и технология микро- и наносистем. - 2011. - С. 50-86 / под ред. В. В. Лучинина и В. В. Малиновского - Санкт-Петербург: Изд. Русская коллекция. - 2011. - 239 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Yаn Н., Wang В., Song Х. М., Таn L. W., Zhang S. J., Chen G. H., Wong S. P., Kwok R. W. M., Lео W. M. L. Study on SiC layers synthesized with carbon ion beam at low substrate temperature // Diamond and related materials. - 2000. - 9. - P. 1795 - 1798.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yаn Н., Wang В., Song Х. М., Таn L. W., Zhang S. J., Chen G. H., Wong S. P., Kwok R. W. M., Lео W. M. L. Study on SiC layers synthesized with carbon ion beam at low substrate temperature // Diamond and related materials. - 2000. - 9. - P. 1795 - 1798.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Chen D., Wong S. P., Yang Sh., Мо D. Composition, structure and optical properties of SiC buried layer formed by high dose carbon implantation into Si using metal vapor vacuum arc ion source // Thin Solid Films. - 2003. - 426. - P. 1 - 7.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Chen D., Wong S. P., Yang Sh., Мо D. Composition, structure and optical properties of SiC buried layer formed by high dose carbon implantation into Si using metal vapor vacuum arc ion source // Thin Solid Films. - 2003. - 426. - P. 1 - 7.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Calcagno L., Musumeci P., Roccaforte F., Bongiorno C., Foti G. Crystallization mechanism of amorphous silicon carbide // Appl. Surf. Sci. - 184. - 2001. - P. 123-127.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Calcagno L., Musumeci P., Roccaforte F., Bongiorno C., Foti G. Crystallization mechanism of amorphous silicon carbide // Appl. Surf. Sci. - 184. - 2001. - P. 123-127.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Nussupov K. Kh., Beisenkhanov N. B., Zharikov S. K., Beisembetov I. K., Kenzhaliev B. K., Akhmetov T. K., Seitov B. Zh. Structure and Composition of Silicon Carbide Films Synthesized by Ion Implantation // Phys. Solid State. - 56 (11). - 2014. - P. 2307-2321.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nussupov K. Kh., Beisenkhanov N. B., Zharikov S. K., Beisembetov I. K., Kenzhaliev B. K., Akhmetov T. K., Seitov B. Zh. Structure and Composition of Silicon Carbide Films Synthesized by Ion Implantation // Phys. Solid State. - 56 (11). - 2014. - P. 2307-2321.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kukushkin S. A., Osipov A. V., Feoktistov N. A. Synthesis of epitaxial silicon carbide films through the substitution of atoms in the silicon crystal lattice: a review. // Phys. Solid State. - 56 (8). - 2014. - P. 1507-1535.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kukushkin S. A., Osipov A. V., Feoktistov N. A. Synthesis of epitaxial silicon carbide films through the substitution of atoms in the silicon crystal lattice: a review. // Phys. Solid State. - 56 (8). - 2014. - P. 1507-1535.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kukushkin S. A., Nussupov K. Kh., Osipov A. V, Beisenkhanov N. B., Bakranova D. I. Structural properties and parameters of epitaxial silicon carbide films, grown by atomic substitution on the high-resistance (111) oriented silicon // Superlattices and Microstructures. - 111. - 2017. - P. 899-911.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kukushkin S. A., Nussupov K. Kh., Osipov A. V, Beisenkhanov N. B., Bakranova D. I. Structural properties and parameters of epitaxial silicon carbide films, grown by atomic substitution on the high-resistance (111) oriented silicon // Superlattices and Microstructures. - 111. - 2017. - P. 899-911.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Перекрестов В. И., Корнющенко А. С., Загайко И. В. Получение пленок карбида кремния ме­тодом магнетронного распыления составной углерод-кремниевой мишени // Журнал нанота електронноі фізики. - 7 (2). - 2015. - 02016 (5cc).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Перекрестов В. И., Корнющенко А. С., Загайко И. В. Получение пленок карбида кремния ме­тодом магнетронного распыления составной углерод-кремниевой мишени // Журнал нанота електронноі фізики. - 7 (2). - 2015. - 02016 (5cc).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Joung Y.-H., Kang H. I., Kim J. H., Lee H.-S., Lee J., Choi W. S. SiC formation for a solar cell passivation layer using an RF magnetron cosputtering system // Nanoscale Res. Lett. - 2012. - 7 (1) : 22.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Joung Y.-H., Kang H. I., Kim J. H., Lee H.-S., Lee J., Choi W. S. SiC formation for a solar cell passivation layer using an RF magnetron cosputtering system // Nanoscale Res. Lett. - 2012. - 7 (1) : 22.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Nussupov K. Kh., Beisenkhanov N. B. The Formation of Silicon Carbide in the SiCx Layers (x = 0.03-1.4) Formed by Multiple Implantation of C Ions in Si. In book: Silicon carbide - Materials, Processing and Applications in Electronic Devices. - 2011. - Ed. Moumita Mukherjee. - InTech. - Chapter 4. - P. 69 - 114.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nussupov K. Kh., Beisenkhanov N. B. The Formation of Silicon Carbide in the SiCx Layers (x = 0.03-1.4) Formed by Multiple Implantation of C Ions in Si. In book: Silicon carbide - Materials, Processing and Applications in Electronic Devices. - 2011. - Ed. Moumita Mukherjee. - InTech. - Chapter 4. - P. 69 - 114.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Chen D., Cheung W. Y, Wong S. P. Ion beam induced crystallization effect and groth kinetics of buried SiC layers formed by carbon implantation into silicon // Nuclear Instruments and Methods in Phys. Res. B. - 148. - 1999. - P. 589-593.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Chen D., Cheung W. Y, Wong S. P. Ion beam induced crystallization effect and groth kinetics of buried SiC layers formed by carbon implantation into silicon // Nuclear Instruments and Methods in Phys. Res. B. - 148. - 1999. - P. 589-593.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mutschke H., Andersen A. C., Clement D., Henning T. Peiter. Infrared properties of SiC particles // Astron. Astrophys. - 1999. - V. 345. -P. 187-202.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mutschke H., Andersen A. C., Clement D., Henning T. Peiter. Infrared properties of SiC particles // Astron. Astrophys. - 1999. - V. 345. -P. 187-202.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лисовский И. П., Индутный И. З., Гненный Б. Н., Литвин П. М., Мазунов Д. О., Оберемок А. С., Сопинский Н. В., Шепелявый П. Е. Фазово-структурные превращения в пленках SiOx в процессе вакуумных термообработок // Физика и техника полупроводников. - 2003. - Т. 37, вып.1. - С. 98-103.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Лисовский И. П., Индутный И. З., Гненный Б. Н., Литвин П. М., Мазунов Д. О., Оберемок А. С., Сопинский Н. В., Шепелявый П. Е. Фазово-структурные превращения в пленках SiOx в процессе вакуумных термообработок // Физика и техника полупроводников. - 2003. - Т. 37, вып.1. - С. 98-103.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Nussupov K. Kh., Beisenkhanov N. B., Valitova I. V., Mit’ K. A., Mukhamedshina D. M., Dmitrieva E. A. Structure properties of carbon implanted silicon layers // J. of Materials Science: Materials in Electronics. - 2008. - 19. - Р. 254-262.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nussupov K. Kh., Beisenkhanov N. B., Valitova I. V., Mit’ K. A., Mukhamedshina D. M., Dmitrieva E. A. Structure properties of carbon implanted silicon layers // J. of Materials Science: Materials in Electronics. - 2008. - 19. - Р. 254-262.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
