Дефекты структуры в пленках CdxHg1-xTe, выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии

• Автор: Сабинина, Ирина Викторовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 156 с. : ил.

* СОДЕРЖАНИЕ

1. Дефектообразование в эпитаксиальных плёнках АПВ¥1

Литературный обзор

1.1. Дефекты структуры в гетероэпитаксиальных плёнках АПВУ1

1.2. Особенности дефектов структуры в гетероэпитаксиальных плёнках

Сбх^юсТе выращенных методом МЛЭ

1.3. Исследование морфологии поверхности эпитаксиальных плёнок

* 1.3.1. Самопроизвольное формирование периодического микрорельефа

при гетероэпитаксиальном росте и связанная с ним латеральная модуляция состава

1.3.2. Влияние упругих напряжений на формирование латеральной модуляции состава

1.3.3. Влияние сурфактантов на формирование латеральной модуляции состава

Выводы и постановка задач
2. Методы исследования структуры и морфологии плёнок
Сс1хН81.хТе
2.1. Просвечивающая электронная микроскопия - основной метод исследования дефектов структуры
Ф 2.1.1. Дифракционный анализ
2.1.2. Стереоскопический метод
2.1.3. Микродифракция
2.2. Высокоразрешающая электронная микроскопия
2.3. Препарирование объектов для просвечивающей электронной микроскопии
2.3.1. Изготовление планарных фольг
2.3.2. Изготовление поперечных срезов
2.4. Атомно - силовая микроскопия
2.4.1. Основные принципы метода атомно- силовой микроскопии

2.4.2. Силы взаимодействия между поверхностью и острием зонда
* 2.4.3. Методы работы атомно-силового микроскопа
2.4.4. Фазовый контраст в полуконтактном режиме
Заключение
3. Двойникование в плёнках С<1хЩі.хТе при молекулярнолучевой эпитаксии
3.1. Двойникование в плёнках Сс1Те(111) на подложках ОаАз(ЮО)
3.1.1. Объект и методы исследования
3.1.2. Двойникование на начальных стадиях роста плёнки Сс1Те(111) на
* ОаАэООО)
3.1.3. Двойникование на стационарных стадиях роста плёнки СсГГе(111)
3.2. Двойникование в плёнках СбхЬ^.хТе (211 )В
3.3. Двойникование в плёнках Сбх^.хТе (301)
Заключение
4. Образование прорастающих дефектов при молекулярно-лучевой
эпитаксии СйхН^.хТе
4.1. Природа V- дефектов в плёнках Сйх^і.хТе (301), выращенных методом МЛЭ
4.1.1. Объект и методы исследования
4.1.2. Анализ кристаллографии У-дефекта
4.1.3. Исследование последовательных стадий формирования У-дефекгов
* в АСМ и ПЭМ
4.2. Наблюдение антифазных доменов в плёнках МЛЭ СбхН§і.хТе на
кремнии
4.2.1. Антифазные границы в гетероэпитаксиальных плёнках бинарных
полупроводников
4.2.2. Наблюдение антифазных доменов методом фазового контраста в

4.2.3. Исследование антифазных доменов в ПЭМ
4.2.4. Наблюдение антифазных доменов в оптическом микроскопе после
селективного травления

4.2.5. Влияние АФГ на подвижность носителей заряда
* Заключение
5. Факторы, определяющие морфологию гетероэпитаксиалъных
плёнок МЛЭ Сс^Ь^.хТе
5.1. Влияние условий роста на формирование морфологии гетероэпитаксиальных плёнок CdxHgl.xTe (301)
5.2. Влияние морфологии буферного слоя на морфологию плёнок
СбхН8,.хТе(301)
5.3. Анизотропный периодический рельеф и латеральная модуляция со-
♦ става в гетероэпитаксиальных плёнках CdxHgl.xTe (301)
5.3.1. Определение направления линий анизотропного рельефа на поверхности плёнок CdxHgl.xTe(301). Анизотропия электропроводимости в плёнках
5.3.2. Особенности спектров пропускания и фотопроводимости в плёнках
с анизотропией электропроводимости
5.3.3. Механизм образования анизотропного рельефа и связанной с ним
латеральной модуляции состава
5.3.3.1. Влияние упругих напряжений на температуру диссоциации
СбхНё1.хТе
5.3.3.2. Влияние упругих напряжений на формирование периодического
рельефа
ф Заключение
Основные результаты и выводы
Список цитированной литературы
утонения. Для локальной химико-механической полировки используется мягкий полировальник из фильтровальной бумаги, диаметром 2 мм, вращающийся в вертикальной плоскости (со скоростью ~100 оборотов в минуту). Таким образом, оси вращения образца и полировальника расположены взаимно-перпендикулярно. Травитель (1% раствор Вг2 в метаноле) подается каплями в процессе утонения. Локальное утонение проводится до появления отверстия в центральной части образца (область склейки). Далее образец промывается в метаноле и воде. Для того чтобы его можно было поместить в гониометр микроскопа, до того, как проводить процедуру снятия образца с сапфирового держателя, на образец эпоксидным клеем наклеивается алюминиевое кольцо диаметром 3 мм с отверстием в центре диаметром 2 мм. После того, как эпоксидный клей затвердеет, кольцо вместе с образцом снимается с сапфирового держателя в горячем толуоле. На рис.2.3 и рис2.4 приводятся ПЭМ и ПЭМВР изображения некоторых поперечных срезов, полученных по описанной методике. Описанная методика локальной химико-механической полировки успешно использовалась нами для исследования блочных монокристаллов теллурида кадмия [101]. Использование простого химического травления для приготовления тонких фолы на образцах теллурида кадмия, содержащих блоки является весьма проблематичным из-за высокой скорости травления вдоль границ блоков. Химико-механическая полировка позволяет выравнивать скорости утонения участков кристалла с разным структурным совершенством. На рис.2.5 приведено темнопольное изображение дислокационной структуры латеральной двойниковой границы в объемном кристалле теллурида кадмия.
В заключение можно сказать, что химико-механическая полировка позволяет выравнивать скорости травления сложных полупроводников, таких как АПВУ1, АШВУ, А1УВУ1 и, следовательно, приготовление поперечных срезов по описанной методике возможно для гетероструктур из этих материалов. Очевидно, что успех методики зависит от следующих параметров: (1) концентрация брома (0,5-1,5%) и тип растворителя (метанол, диметил-формамид, НВг); (2) тип материала на котором проводится полировка (ткань, фильтровальная бумага); (3) тип клея (только воск). Эти параметры связаны друг с другом и меняются в зависимости от вида полупроводников составляющих гетероструктуру. В отличие от ионного травления описанная методика препарирования поперечных срезов позволяет избежать введения артефактов