Пути улучшения кристаллического совершенства оксидных пленок и гетероструктур, получаемых из газовой фазы

• Автор: Молодык, Александр Александрович
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 180 с.

СОДЕРЖАНИЕ
1. ВВЕДЕНИЕ
2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
2.1. Атомистическая картина роста кристаллов. Определяющая роль кинетики поверхностных явлений
2.1.1. Атомная структура поверхности
2.1.2. Послойный рост кристаллов
2.1.3. Определяющая роль кинетики поверхностных процессов при росте кристаллов из пара
2.1.4. Рост пленок на гетероподложках, гетероэпитаксия
2.1.5. Необходимые условия эпитаксиального роста
2.2. Понятие “кристаллическое совершенство”
2.2.1. Различные уровни совершенства структуры кристаллов и пленок
2.2.2. Методы аттестации кристаллического совершенства
2.3. Пути решения проблемы структурного соответствия
2.3.1. Использование буферных слоев
2.3.2. Подбор материалов соседних слоев гетероструктур, способных сращиваться эпитаксиально
2.3.3. Некоторые перспективные буферные слои, использование которых затруднено
2.4. Методы активации диффузионной подвижности при росте пленок из пара
2.4.1. Плазменная и фото активация
2.4.2. Гетеровалентное легирование материала пленки
2.4.3. Интенсификация диффузии в условиях, близких к условиям фазовых превращений
2.4.4. Смещение фигуративной точки многокомпонентной кристаллизующейся системы в направлении, соответствующем снижению поверхности ликвидуса
2.4.5. Соосаждение с летучим легкоплавким оксидом
2.5. Методы и явления, близкие методу МО(.'VI) с использованием летучих легкоплавких оксидов
2.5.1. Метод пар-жидкостъ-кристалл (ПЖК)
2.5.2. Рост кристаллов из высокотемпературных растворов-расплавов
2.5.3. Жидкофазная эпитаксия
2.5.4. Комбинированная газожидкостная эпитаксия (КГЖЭ)
2.5.5. Молекулярно-лучевая эпитаксия в присутствии поверхностных примесей
2.5.6. Автокоррекция состава пленок, содержащих летучие компоненты
2.6. Летучие легкоплавкие оксиды
2.6.1. Оксид свинца
2.6.2. Оксид висмута (III)
2.6.3. Система РЬО - т20з
2.7. Заключение
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Синтез исходных летучих веществ (прекурсоров)
3.1.1. Исходные вещества и реактивы
3.1.2. Синтез дипивалоилметанатов празеодима (III) и иттрия
3.1.3. Синтез дипивалоилметаната кальция
3.1.4. Синтез дипивалоилметаната свинца (II)
3.1.5. Синтез аддукта дипивалоипметаната магния с фенантролином
3.1.6. Синтез ацетилацетоната рутения (III)
3.1.7. Синтез дипивалоипметаната циркония
3.1.8. Синтез бис-дипивалоилметанато-бис-изопропилато-титана (IV)
3.2. Осаждение пленок методом MOCVD
3.2.1. Установка с индивидуальными испарителями
3.2.2. Установка с импульсным ленточным испарителем
3.2.3. Установка с аэрозольным источником
3.2.4. Монокристаллические подложки
3.3. Методы исследования
3.3.1. Рентгеновская дифракция
3.3.2. Рентгенолокальный микроанализ (РЛМА)
3.3.3. Масс-спектрометрия распыленных нейтральных частиц (SNMS)
3.3.4. Спектроскопия обратного резерфордовского рассеяния (RBS)
3.3.5. Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ)
3.3.6. Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ)
3.3.7. Атомно-силовая микроскопия (AFM)
3.3.8. Профилометрия
3.3.9. Измерения электрического сопротивления
3.3.10. ИК-спектроскопия
4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
4.1. Буферные слои
4.1.1. Пленки системы PrOx
4.1.1.1. Характер и условия эпитаксии пленок системы PrOx - Y2O3 на подложках (001)2гО2(У2Оз) и (1Ю2)А120з

на двухосно текстурированные ленты, полученные прокаткой (rolling assisted biaxially textured substrates, RABiTS) [66].
Очень заманчивой выглядит перспектива использования в качестве буферных слоев пленок самих перовскитов, например, ЬаАЮз, но получение пленок этой фазы с высоким кристаллическим совершенством весьма затруднено, этой проблеме будет уделено внимание в разд. 2.3.3.
2.3.2. Подбор материалов соседних слоев гетероструктур, способных сращиваться эпитаксиально
Буферные слои применяют для улучшения структурного соответствия на границе пленка - подложка. При осаждении эпитаксиальных гетероструюгур с участием различных материалов чаще всего принципиально невозможно встроить между двумя функциональными слоями какую-то прослойку, обеспечивающую ориентированный рост верхнего слоя относительно нижнего. Поэтому, если требуется создать ориентированную многослойную структуру, нужно не только расположить функциональные материалы в заданной последовательности, но также подобрать такие вещества, обладающие определенными физическими свойствами, которые способны сращиваться эпитаксиально. К счастью, перовскитные материалы обладают разнообразными свойствами и могут сращиваться эпитаксиально друг с другом, и часто возможно создание ориентированных функциональных гетероструктур с использованием только перовскитных материалов (Табл. 2.7).
Рассмотрим более подробно в качестве примера случай тонкопленочных сегнетоэлектрических конденсаторов, которые являются перспективными элементами ячеек электронной памяти. Тонкопленочный конденсатор представляет собой