Молекулярно-лучевая эпитаксия диэлектрических слоев BaF2/CaF2/Si(100) для структур "полупроводник на диэлектрике"

• Автор: Филимонова, Нина Ивановна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 234 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ И 5 ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 МОЛЕКУЛЯРНО-ЛУЧЕВАЯ ЭПИТАКСИЯ

ГЕТЕРОСТРУКТУР ПОЛУПРОВОДНИК НА ДИЭЛЕКТРИКЕ (ПНИ) (Обзор литературы)

1 Гетероэпитаксия фторидов ЩЗМ на кремнии.

1.1 Гетероэпитаксия СаГ2 на Бі (111).

1.1.2 Гетероэпитаксия СаБ2 на Бі (100).

1.1.3 Высокотемпературный интерфейс СаГ2/8і(001)

1.1.4 Низкотемпературный интерфейс СаГ2/8і(00 1)

1.2 МЛЭ структур БГСаГг/БЩ 00)

1.3 Гетероэпитаксия ВаГ2 на СаГ2/8і (100).
1.4 Гетероэпитаксия РЬвпТе на ВаГ2/СаГ2/8і (100).
1.4.1 Основные свойства твердых растворов на основе РЬТе и

1.4.2 Эпитаксиальные методы роста соединений АдВб. МЛЭ
Соединений А4В
1.4.3 РостРЬЗпТе наВаБг
1.4.4 Рост А4Вб на кремнии
1.4.5 Рост А4В6 на ВаЕ2/СаГ2/8і(111).
1.4.6 Рост А4В6 на ВаГ2/СаГ2/8і(100)
Выводы и постановка задачи
Глава 2 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1 Установка молекулярно-лучевой эпитаксии
2.2 Молекулярные источники
2.3 Предэпитаксиальная подготовка подложек.
2.4 Технологические процессы роста структур СаЬ2 и

2.6 2.
Глава З

ВаГ2/СаГ2. Физические основы процесса МЛЭ 4.5 Технологические процессы роста структур 72 РЬ8пТе/ВаР2/СаГ2/8і(100)
Методика исследования поверхности методом АСМ
Измерение электрофизических параметров структур. 80 Вольт-фарадные характеристики.
МОЛЕКУЛЯРНО-ЛУЧЕВАЯ ЭПИТАКСИЯ СЛОЕВ 83 СаЕ2 НА 8і(100) ДЛЯ КНИ СТРУКТУР
Влияние температуры осаждения Тб на морфологию 85 пленок СаГ2.
Низкотемпературный рост Тз=500°С
Высокотемпературный рост Тз=750°С
Влияние микроморфологии поверхности 81(100) на 92 процессы зарождения, роста и морфологию поверхности СаГ2.
Процессы эпитаксии СаГ2 при низких температурах Тэ = 93 500°С (серия А)
Процессы эпитаксии СаГ2 при высоких температурах Тэ = 100 750°С.(серия А)
Твердофазная эпитаксия СаГ2/8і (100).
Влияние электронного пучка дифрактометра на 109 морфологию поверхности СаГ2/8і(100)
Электрофизические параметры структур СаГ2/8і (100)
Электрофизические параметры тестовых структур 121 8і/СаГ2/8і(100).
Конструкции приборов на основе структур СаГ2/8і(100) и 124 8і/СаГ2/8і(100).
МЭМ переключатель для ВЧ сигналов
Высокочувствительный датчик теплового потока на 132 основе структуры СаГ2/8і(100) и способ повышения его
быстродействия
3.6.3 Конструкция ёмкостного датчика давления на Si/CaF2/Si.
Основные результаты III главы
Глава 4 МОЛЕКУЛЯРНО - ЛУЧЕВАЯ ЭПИТАКСИЯ СЛОЕВ
BaF2/CaF2 НА Si(100) И СТРУКТУР PbSnTe/BaF2/CaF2/Si(100)
4.1 Влияние температуры осаждения Ts на морфологию
пленок BaF2 на CaF2/Si(100)
4.2 Влияние микронеровностей поверхности подложки Si( 100)
на морфологию поверхности слоев BaF2 на CaF2/Si(100)
4.2.1 Твердофазная эпитаксия BaF2/CaF2/Si(l00) структур
4.2.2 Электрофизические параметры структур
BaF2/CaF2/Si(100).
4.3 Влияние температурных режимов роста на свойства
структур PbSnTe/BaF2/CaF2/Si( 100).
4.4 Влияние электронного пучка дифрактометра на
морфологию поверхности PbSnTe/BaF2/CaF2/Si(100).
4.5 Электрофизические свойства структур
PbSnTe/BaF2/CaF2/Si(100) и интегральное
многоэлементное фотоприёмное устройство ИК диапазона
на основе структуры PbSnTe/BaF2/CaF2/Si(100).
Основные результаты IV главы
Основные результаты и выводы
Заключение
Список литературы

недостаткам можно отнести наличие, как и в случае CaF2, ямок прямоугольной формы. Эксперименты [25] показали, что гладкие слои BaF2 на кремнии с ориентацией (100) требует грубого буферного слоя CaF2. В то время как рост BaF2 на гладких поверхностях CaF2 при температурах от 580 до 800°С всегда приводил к смешанным областям с ориентациями (111) и (100). Это подобно росту BaF2 непосредственно на подложках кремния с ориентацией (100).
В работе [46] также отмечается, что рост на гладкой поверхности буферного слоя фторида кальция приводит к фасетированию поверхности последующего слоя CdF2, в то время как рост CaF2 на фасетированной поверхности CdF2 приводит к существенному сглаживанию поверхности. Фасетирование поверхности происходит для минимизации поверхностной энергии. Следовательно, грубая поверхность фторида кальция имеет минимальную из возможных поверхностную энергию. Эта поверхность, видимо, обеспечивает оптимальные условия зарождения на ней последующего слоя фторида. На такой поверхности повышается плотность центров зарождения и диффузионная длина молекул наращиваемого слоя, что приводит к росту плёнки с хорошей морфологией.
ВЫВОДЫ
1.При температурах роста выше 650°С между CaF2 и кремниевой подложкой независимо от её ориентации происходит химическая реакция и возникает смачивающий слой CaF Связь между смачивающим слоем и подложкой Si(100) осуществляется только через атомы Са.
Для обеспечения ламинарного роста полупроводниковой плёнки на CaF2 необходимо удалить фтор с интерфейса для снижения энергии интерфейсного слоя и формирования связи Si-Ca. Этого можно достичь при высоких температурах роста.
2.При температурах роста 550-600°С наблюдается переходной режим роста (не полностью прореагировавший интерфейс).