Поверхностные процессы при формировании плотных массивов и одиночных наноструктур германия и кремния

• Автор: Шкляев, Александр Андреевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 313 с. : ил.

Список сокращений и обозначений

БС - бислой на поверхности Si(l 11), 1 бислой (БС) « 1.6 х 1015 атомов/см2

ДБЭ - дифракция быстрых электронов

нс-Si - наноструктурированный кремний

ОГВГ - оптическая генерация вторичных гармоник

ОЭМ - отражательная электронная микроскопия

ПЭМВР - просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения СОЭМ - сканирующая отражательная электронная микроскопия СТМ - сканирующая туннельная микроскопия ФЛ - фотолюминесценция
EDX - energy-dispersion x-ray spectroscopy (рентгеновская флуоресцентная спектроскопия)

Ег - энергия активации реакции

F - скорость потока атомов германия или кремния на поверхность i - размер критического островка
/р®-* - интенсивность ОГВГ
кг - константа скорости реакции
kdr - константа скорости десорбции
kdc - константа скорости разложения оксида кремния
N - плотность массива островков на поверхности
Рс - давление кислорода для квазиравновесного существования больших кластеров оксида на поверхности кремния Рох - давление кислорода

Р№ - давление кислорода для перехода от условий газового травления поверхности кремния кислородом в область условий роста оксида Яр- - скорость роста оксида кремния
- скорость разложения оксида кремния - начальный коэффициент прилипания кислорода к поверхности кремния Т1г - температура перехода от условий газового травления поверхности кремния кислородом в область условий роста оксида а - вероятность захвата молекулы 02 на промежуточное адсорбционное состояние
ф - плотность потока молекул 02 на поверхность
0ОХ - величина покрытия оксидом поверхности кремния
вргес - величина покрытие промежуточных адсорбционных состояний

Список сокращений и обозначениий
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Экспериментальное оборудование и методы исследования
1.1. Введение
1.2. Приготовление подложек
1.3. Основные методы исследования и параметры оборудования сверхвысоковакуумных ростовых камер
1.3.1. Отражательная электронная микроскопия
1.3.2. Сканирующая туннельная микроскопия
1.3.3. Совмещение методов СОЭМ и СТМ в камере для роста слоев
1.3.4. Оптическая генерация вторичных гармоник
1.3.5. Эллипсометрия
Заключение к главе
Глава 2. Особенности образования трёхмерных островков германия на
поверхности 81(111)7 я 7 по механизму Странского-Крастанова
2.1. Введение
2.2. Образование трёхмерных островков германия на поверхности
81(111)7x7
2.2.1. Зависимость плотности островков германия от температуры
2.2.2. Зависимость плотности островков от потока атомов германия
2.2.3. Зависимость плотности островков от количества осажденного германия
2.2.4. Определение критического размера трёхмерного островка германия

участка определяется интенсивностью потока вторичных электронов от каждой точки поверхности. Хорошим примером разработки сверхвысоковакуумного варианта ОЭМ и успешного его использования являются работу Венэйбла с коллегами [21].
Однако более сильный контраст при изображении атомных ступеней и наноструктур на поверхности кристаллов был получен при регистрации интенсивности зеркально отражённого пучка электронов или рефлексов дифракции электронов от поверхности кристаллов. Наиболее известными примерами разработки и использования высоковакуумного варианта таких микроскопов являются работы выполненные Яги с коллегами [22-24] в Токийском Технологическом Университете и Латышевым с коллегами [25-27] в Институте Физики Полупроводников СОРАН, г. Новосибирска. Интенсивность зеркального рефлекса является очень чувствительной функцией к ориентации атомных плоскостей на поверхности относительно падающего пучка электронов. При фиксированной энергии первичного пучка электронов, путём подбора угла и азимута падения пучка по отношению к кристаллической решётки образца, можно найти условия максимальной интенсивности зеркального пучка при рассеянии от террас атомных ступеней. Тогда при сканировании электронным пучком, участок поверхности, содержащий ступень будет характеризоваться меньшей интенсивностью из-за отклонения в структуре поверхности вызванной ступенью. Поскольку диаметр сфокусированного первичного пучка может составлять несколько нанометров, то ступень на изображении проявляется как тёмная линия. Вариант электронного микроскопа, основанного на регистрации интенсивности зеркального рефлекса, для отличия его от ОЭМ, использующего интенсивность вторичных электронов, мы назовём сканирующим отражательным электронным микроскопом (СОЭМ). Необходимость введения двух обозначений связано с тем, что в наших исследованиях использовалась модификация электронного микроскопа, позволяющая получать изображения одновременно как в варианте ОЭМ, так и СОЭМ.