Эллипсометрия процессов молекулярно-лучевой эпитаксии Hg1-xCdxTe

• Автор: Швец, Василий Александрович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 234 с. : ил.

Список используемых сокращений и наиболее часто употребляемых обозначений.

МЛЭ — молекулярно-лучевая эпитаксия;

КРТ - кадмий - ртуть - теллур;

КЦТ - кадмий - цинк - теллур;

РФЭС - рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия;

ДМФА - диметилформамид;

АКФ - автокорреляционная функция;

МДП - металл-диэлектрик-полупроводник;

АО - анодный окисел;

чр, А эллипсометрические параметры;

р - комплексный эллипсометрические параметр;
гр, rs - коэффициенты Френеля;
Rp, Rs - комплексные коэффициенты отражения;
Ф - угол падения света;
А. - длина воны света;
n, к - вещественные показатели преломления и поглощения света;
N - комплексный показатель преломления света;
5 - фазовая толщина слоя; d - геометрическая толщина слоя; е - диэлектрическая функция;
<е> -псевдодиэлектрическая функция;
Е - энергия фотона;
Ф - параметр однородности структуры;

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. МЕТОД ЭЛЛИПСОМЕТРИИ В ТЕХНОЛОГИИ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И СТРУКТУР
1.1. Применение эллипсометрии для технологического контроля при
синтезе соединений АгВв и А3В5, а также структур на их основе
1.2. Основные положения метода эллипсометрии
1.2.1. Основные определения
1.2.2. Основное уравнение эллипсометрии. Прямая и обратная задачи
1.2.3. Простейшие модели отражающих систем
1.3. Аппаратура для эллипсометрических исследований
Выводы к главе
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ОПТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ЭЛЛИПСОМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ И СИСТЕМАТИЧЕСКИХ ПОГРЕШНОСТЕЙ
2.1. Анализ конфигураций оптических элементов статической схемы
2.2. Анализ систематических ошибок измерений
2.2.1. Источники систематических ошибок
2.2.2. Определение фазовых сдвигов компенсатора и поворотной призмы
2.2.3. Определение параметров дихроизма
2.2.4. Влияние погрешностей задания фазовых сдвигов компенсатора
и поворотной призмы
2.2.5. Влияние ошибок юстировки оптических элементов
2.3. Измерение нормированной матрицы Джонса анизотропных образцов
2.3.1. Теоретическое рассмотрение
2.3.2. Моделирование вычислений элементов матрицы Джонса
2.4. Учет остаточного двулучепреломления в оптических окнах
при эллипсометрических измерениях
Выводы к главе
ГЛАВА 3. ОПТИЧЕСКИЕ ПОСТОЯННЫЕ МАТЕРИАЛОВ ГРУППЫ
а2в6 и а3в3 и создание базы данных для интерпретации
РЕЗУЛЬТАТОВ ЭЛЛИПСОМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ
ЗЛ. Проблемы измерения оптических постоянных полупроводниковых
материалов с помощью эллипсометрии
3.2. Изучение поверхности монокристаллического CdTe и измерение
его оптических постоянных
3.3. Моделирование шероховатой поверхности слоев КРТ
3.4. Оптические постоянные Hgi.xCdxTe и их зависимость от состава
3.5. Температурная зависимость оптических постоянных Hgi.xCdxTe
3.6. Оптические постоянные КРТ при температуре роста
3.7. Изучение оптических свойств поверхности GaAs (100) при ее прогреве в вакууме и измерение температурной зависимости
оптических постоянных GaAs
3.8. Диэлектрическая функция пленок ZnTe и критерий
самосогласованное спектров
Выводы к главе
ГЛАВА 4. IN SITU ЭЛЛИПСОМЕТРИЯ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ
ГЕТЕРОСТРУКТУР НА ОСНОВЕ PIgi.xCdxTe
4.1. Контроль предэпитаксиальной подготовки подложек GaAs
4.2. Изучение роста буферных слоев ZnTe
4.2.1. Моделирование эволюции эллипсометрических параметров в процессе роста
4.2.2. Кинетика начальных стадий роста ZnTe на подложках GaAs(310) и Si(013)
4.2.3. Исследование структуры слоев ZnTe и определение их параметров
4.3. Изучение начальных стадий роста КРТ
4.4. Эллипсометрические методы измерения температуры в условиях вакуума
4.5. Проблема альтернативных подложек и определение состава слоев Cdi.zZnzTe
Выводы к главе
ГЛАВА 5. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ОПТИЧЕСКИ НЕОДНОРОДНЫХ
СЛОЕВ И МНОГОСЛОЙНЫХ СТРУКТУР
5.1. Обратная задача для неоднородных структур. Неразрушающий и

погрешности за счет двулучепреломления. Однако основной недостаток этой модели состоял в сложной архитектуре электронной схемы для управления шаговыми двигателями и магнитооптическими ячейками, а также для считывания и обработки сигналов. Тем не менее, ЛЭФ-7 успешно использовался для решения ряда технологических задач на установках МЛЭ КРТ.
В конце 90-х годов были разработаны и созданы модели эллипсометров, в основе которых лежит статическая фотометрическая схема [43] (рис. 1.7). В статическом эллипсометре положения оптических элементов не меняются в процессе измерений. Слабо расходящийся пучок света проходит через поляризатор Р, отражается от образца S и пространственно разделяется на два пучка двойной диафрагмой D.
Рисунок 1.7.
Статическая схема эллипсометра: Р - поляризатор, 8 - образец, О - двойная диафрагма, С - компенсатор, У], У2 - призмы Волластона, РБ], Р02 - двухплощадные фотоприемники, Л - поворотная призма полного внутреннего отражения.
Один из пучков поворачивается призмой полного внутреннего отражения Л на 90° в канал |/ и расщепляется призмой Волластона Уі на два луча со взаимно ортогональными поляризациями. Интенсивность каждого из лучей В и 12 регистрируется двухплощадным фотоприемником РБь Второй пучок проходит напрямую и попадает в канал А, который отличается от канала тр только добавочным элементом — компенсатором С. Аналогично каналу у в канале А измеряются интенсивности расщепленных призмой '№2 лучей: Із, В с помощью фотоприемника РБ2. Эллипсометрические параметры определяются по измеренным значениям В, 12, Ь, Д. В модифицированном варианте этой схемы роль поворотной призмы и фаз о сдвигающего устройства были совмещены.