Элементарные процессы на ступенях в кинетике эпитаксиального роста и легирования при сильных отклонениях от равновесия

• Автор: Эрвье, Юрий Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 238 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Элементарные процессы роста на проницаемых ступенях

1 1 Проницаемые и непроницаемые ступени

1 2 Основные положения и потенциальный рельеф для адатома на ступени

1 3 Коэффициенты встраивания и коэффициенты проницаемости вицинальпой ступени

1 4 Влияние нерегулярности распределения изломов

1 5 Условия проницаемости ступени Зависимость проницаемости ступени от температуры и скорости роста

16 Проницаемость прямолинейною сег мента ступени

1 6 1 Механизм роста “ряд за рядом”

1 6 2 Кинетические коэффициенты

1 7 Заключение к главе 1
Глава 2. Роль проницаемости ступени в начальной стадии перехода от двумерного к трехмерному росту
2 1 Механизмы межслоевого переноса вещества при переходе от 20 к 30 росту
(анализ литературных данных)
2 2 Влияние проницаемости ступени на образование зародыша на поверхности
островка
2 3 Динамика ступеней двухуровневой пирамиды
2 4 Моделирование перехода от 20 к 30 росту
2 5 Формирование многослойных островков Б| и Ое на поверхности БД 111 )-7х
Роль неравновесных изломов
2 6 Заключение к главе 2

Глава 3. Кинетика образования зародышей и роста магических 20 островков на реконструированной поверхности
3 1 Особенности образования и роста 2Р островков на реконструированной поверхности (анализ литературных данных)
3 2 Режимы образования 20 островков на реконструированной поверхности
3 2 1 Кинетические уравнения
3 2 2 Результаты Монте-Карло моделирования
3 2 3 Влияние размера неэпитаксиальною кластера
3 2 4 Модель образования 20 островков Б1 на поверхности Э 1( 111 )-7х7
3 3 Формирование неравновесных изломов и кинетика роста магических 20 островков
3 3 1 Кинетические уравнения и механизм роста “ряд за рядом”
3 3 2 Случай быстрой миграции адатомов вдоль края островка
3 33 Скейлинговые соотношения
334 Монте-Карло моделирование роста магических островков
3 4 Заключение к Iлаве 3
Глава 4. Элементарные процессы на ступенях в кинетике легирования и поверхностной сегрегации примеси
4 1 Модели поверхностной се: регации примеси (анализ литературных данных)
4 2 Кинетика захвата примеси в изломах Квазистационарпое приближение
4 3 Краевая задача поверхностной диффузии примеси и ширина переходной концентрационной области легирования
43 1 Формулирование краевой задачи
4 3 2 Стационарный режим легирования
4 33 Ширина переходной концентрационной области
4 3 4 Ширина ПКО при б-легировании
4 3 5 Ширина ПКО и коэффициент поверхностной сегрегации
4 4 Коэффициент захвата примеси изломом

4.5. Сравнение с экспериментальными данными
4.6. Учет диффузионной релаксации
4.7. Модель захвата примеси при росте по механизму образования 2D островков .
4.7.1. Модель захвата примеси при одноуровневом росте
4.7.2. Зависимости ширины ПКО от температуры и скорости роста
4.8. Заключение к главе
Заключение
Литература

ной глубины, имеем точное выражение [1]:
л 2ехр(—е/квТ)
к 1 + 2ехр(—е/квТ) ’ 1 ' ’
где е - энергия образования излома. Согласно (1.21), монотонно уменьшается с уменьшением Т.
Обычно считается, что уменьшение концентрации изломов способствует переходу от непроницаемой ступени к проницаемой. Однако это предположение требует уточнения. Действительно, подставляя 9к = вк аз 2 ехр(—е/кдТ) в (1.9), получим д ~ ехр[(£е + 2е — Еез)1квТ] Тогда, ступень проницаема, если Е~ < Ее + 2с. Если Е~а > Ее + 2е, то ступень непроницаема (д <^. 1) и становится все более непроницаемой с уменьшением Т, несмотря на уменьшающуюся концентрацию изломов. Это связано с тем, что уменьшение 6к сопровождается более резким увеличением длины миграции адатома до отрыва от края ступени Ае ~ ехр[(7?“ — Еа)/2квТ]. Таким образом, можно лишь сказать, что проницаемая ступень становится более проницаемой с уменьшением Т вследствие уменьшения 6к.
В общем случае в концентрацию изломов 9к вносят вклад изломы, образующиеся вследствие неравновесного процесса формирования одномерных “зародышей"на крае ступени [62, 63]. При учете таких изломов вк становится зависимой также от потока осаждаемого вещества Р. В настоящее время точное аналитическое выражение для вк{Е, Т), применимое в широком интервале температур, в литературе отсутствует. Так, модель образования неравновесных изломов, предложенная в пионерской работе Воронкова [62], предполагает прямые процессы присоединения-отрыва в изломах и пренебрегает миграцией адатома вдоль края ступени. Миграция учитывалась, например, в работах [57] и [64]. Однако выражение, полученное Генкиным и Фраерманом [57], описывает формирование изломов лишь в случае малых пересыщений и не учитывает прямого присоединения адатомов к излому и отрыва от него. В модели Роланда и Гилмера [64] формирование одномерных “зародышей” рассматривалось как необратимый процесс образования димеров на крае ступени. Развал димера на отдельные атомы не допускался, также как и отрыв атома из излома. Поэтому данная модель применима лишь в случае роста в сильно неравновесных условиях, т.е. при низких Т или при больших /Г
Учет различных механизмов образования изломов проводился в рамках следующей про-