Рентгенодифракционные методы исследования эпитаксиальных структур с градиентом деформации

• Автор: Багов, Алий Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 136 с. : ил.

ГЛАВА I. ВЗАИМОСВЯЗЬ СТРУКТУРНЫХ ПАРАМЕТРОВ С ФИЗИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ГЕТЕРОСТРУКТУР

1.1. Деформации, напряжения и основные физические характеристики

полупроводниковых гетероструктур и сверхрешеток

1.2 Кубическая и гексагональная фазы в гетероэпитаксиальной структуре ОаР/2ы(Мс)8

1.3. Влияние напряжений и величины НПР на критическую толщину ПСЕВДОМОРФНОГО ЭПИТАКСИАЛЬНОГО слоя

1.4. Вычисление критических толщин псевдоморфных слоев

1.5. Цель исследования и постановка задачи

ГЛАВА II. КОНТИНУАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ УПРУГОСТИ ГЕТЕРОСТРУКТУР

2.1. Тензор НПР и полная система уравнений континуальной теории упругости гетероструктур
2.2. Компоненты тензора упругой жесткости для гетероструктур кубической и гексагональной сингоний
2.3. Система уравнений для решения задачи упруго- и пластически ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ГЕТЕРОСТРУКТУР
2.4.МНОГОСЛОЙНАЯ ГЕТЕРОСТРУКТУРА ПРОИЗВОЛЬНОГО ТИПА
2.5. Упруго- и пластически деформированная двухслойная
ГЕТЕРОСТРУКТУРА

ГЛАВА III. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕФОРМАЦИЙ, ВЕЛИЧИНЫ НЕСООТВЕТСТВИЯ И КОНЦЕНТРАЦИЙ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ В ГЕТЕРОСТРУКТУРАХ
3.1. Рентгенодифрактометрическое измерение деформаций и кривизны
ГЕТЕРОСТРУКТУР
3.2. Рентгенодифрактометрическое измерение концентраций в
ГЕТЕРОСТРУКТУРАХ ЧЕТЫРЕХКОМПОНЕНТНЫХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ
ГЛАВА IV. РЕНТГЕНОДИФРАКТОМЕТРИЧЕСКОЕ ИЗМЕРЕНИЕ ГРАДИЕНТА ДЕФОРМАЦИИ
4.1. Определение градиента деформации в приповерхностных слоях гомо- и гетероструктур
4.2. Динамическая рентгеновская дифракция в эпитаксиальной сверхрешетке и гетероструктуре с переходным слоем с различной ЭЛЕКТРОННОЙ плотностью в слоях
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
ЛИТЕРАТУРА
Актуальность.
Существенное улучшение качества традиционных полупроводниковых материалов таких как кремний и германий, а также освоение новых - группы АШВУ и АПВУ| , позволили перейти к созданию не только сверхбольших и сверхбыстродействующих интегральных схем, но и принципиально новых оптоэлектронных и СВЧ-приборов, а также существенно повысить степень миниатюризации микроэлектронных устройств. Несмотря на то, что традиционным “материалом номер один” по-прежнему остается кремний [1], развитие твердотельной электронной техники связано с широким вовлечением в современную твердотельную электронику новых полупроводниковых материалов [2-8].
Перспективы развития твердотельной электроники связываются, прежде всего, с арсенидом галлия, фосфидом индия, тройными и, что очень важно, четверными изопериодическими твердыми растворами на основе групп АШВУ и АПВ'Л [3]. Эти материалы технологически несравненно более сложны, чем кремний, и к их качеству также предъявляются достаточно жесткие требования. Так необходимы бездислокационные монокристаллы больших размеров с равномерным распределением легирующих примесей и собственных точечных дефектов. К эпитаксиальным пленкам этих материалов предъявляются еще и свои, специфические требования [5].
Характерно, что в ультратонких пленках изменяется ряд физических (например, полупроводниковых) характеристик системы, заданных первоначально концентрацией твердого раствора, а значит и величиной несоответствия параметров решеток (НПР). Так, в частности, для гетероструктур полупроводниковых соединений АШВУ существует определенная взаимосвязь между структурными характеристиками (НПР, пластическая деформация, напряжения) и такими физическими характеристиками, как, например, квантовый выход излуча-тельной рекомбинации, полуширина и энергия максимума краевой полосы фо-

Таблица 5.
Вид матриц упругой жесткости С[ц в системе координат (х'у'х1), оси которой являются осями симметрии четвертого порядка
Оси кристаллографической системы координат
ось х' ось у' ось г'
11 12 12 0 00 22 23 24 0 0 22 -24 0 0 44 0 0 55 0 55 11 12 13 0 15 0 22 12 0 0 0 11 0 -15 0 44 0 0 55 0 44 11 12 13 0 0 16 11 13 0 0 -16 33 0 0 0 44 0 0 44 0
2С44= С22 - Сц 2С5з= Сц - Сіз 2Сбб= С и - С/2
Таблица 6.
Вид матриц упругой жесткости С'т в системе координат (х'у'г'), оси которой являются осями симметрии шестого порядка
Оси кристаллографической системы координат
ось х' ось у' ось г'
11 12 12 0 0 0 22 23 0 0 0 22 0 0 0 44 0 0 55 0 55 11 12 13 0 0 0 22 12 0 0 0 11 0 0 0 44 0 0 55 0 44 11 12 13 0 0 0 11 13 0 0 0 33 0 0 0 44 0 0 44 0
2С44= С22 - С23 2С55= С и - С а 2Сбб= С и
При переходе от кристаллографической системы координат к системе координат, определяемой ориентацией эпитаксиальной пленки, компоненты тензора С[р выражаются через компоненты тензора кристаллографической системы координат СУц согласно преобразованию компонент тензора четвертого ранга [120]: