Получение пленок многокомпонентных материалов из эрозионной лазерной плазмы в химически активной газовой среде

• Автор: Клюенков, Евгений Борисович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 140 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Вакуумное лазерное напыление и эпитаксия (литературный обзор)

1.1. Лазерная плазма, используемая для получения пленок

1.2. Получение тонких и сверхтонких пленок из лазерной плазмы

Глава 2. Экспериментальное оборудование для получения пленок и исследования их свойств

2.1. Комплекс экспериментального оборудования для получения

тонких пленок

2.2. Методики исследования свойств пленок и многослойных

структур

Глава 3. Получение из лазерной плазмы пленок полупроводников группы АщВу

3.1. Исследование влияния интенсивных импульсных потоков ионов на электрофизические свойства арсенида галлия
3.2. Получение из эрозионной лазерной плазмы тонких слоев
арсенида галлия
Глава 4. Особенности роста пленок простых и сложных окислов из эрозионной лазерной плазмы в химически - активной газовой среде
4.1. Получение из лазерной плазмы неориентированных пленок окислов
4.2. Низкотемпературная эпитаксия диэлектриков при лазерном распылении материалов
4.3. Свойства тонких пленок PЬZrl.x Т1, Од, полученных из лазерной плазмы..

Глава 5. Особенности роста высокотемпературных сверхпроводников из эрозионной лазерной плазмы в химически - активной газовой среде
5.1. Исследование возможности получения пленок УВагСизО* из эрозионной лазерной плазмы
5.2.Структурные исследования пленок УВазСизО* полученных из эрозионной лазерной
плазмы
5.3. Токонесущая способность сверхпроводящих пленокУВагСизО^ полученных из лазерной плазмы в слабых магнитных полях
5.4. Некоторые проблемы получения однородных пленок УВСО для СВЧ-
применений
Заключение
Список цитируемой литературы
Список трудов автора по теме диссертации
Список тезисов докладов по теме диссертации
ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы
С тех пор, как тонкие пленки в значительных масштабах стали использоваться в электронике и оптике, стремление расширить круг веществ, которые можно получить в виде пленок, улучшить качество конденсатов и упростить технологический процесс заставляло искать все новые способы их получения. Стремление интенсифицировать процесс, получить возможность нанесения высокотемпературных тонкопленочных композиций, сохранить стехиометрический состав при нанесении пленок сплавов и сложных соединений, повысить чистоту и улучшить адгезию приводит к необходимости использовать в тонкопленочной технологии высокоинтесивные источники тепла, а также потоки пара (плазмы), создаваемые плазменными испарителями. Как правило, такие «испарители» характеризуются не только высокой интенсивностью, но и импульсным характером рабочего процесса [1].
Вакуумное лазерное напыление и эпитаксия (ВЛНЭ), в сравнении с традиционными тонкопленочными технологиями и современными «высокоскоростными» методами осаждения пленок, выгодно отличается простотой осуществления и широкими потенциальными технологическими возможностями [2]. Высокие интенсивности потоков частиц лазерной плазмы приводят к большим скоростям возникновения зародышей и, как следствие, к снижению минимально возможной толщины сплошных пленок, обеспечивают высокий эффективный вакуум за счет больших скоростей роста пленок. Наиболее близкий к лазерному напылению по основным параметрам процесса метод электрического взрыва менее технологичен по сравнению с ним. При использовании метода электрического взрыва необходимо приготавливать образцы в виде тонких проволочек длиной 1-4см и диаметром 0,1-0,2мм [3], при лазерном

(СбТе, СсЙ) позволяет создавать структуры типа сверхрешетки [37,38]. В работах [39,40] исследовались структурные, оптические и электрофизические свойства многослойных гетероэпитаксиальных структур типа сверхрешетки, полученных методом лазерного напыления на основе полупроводниковых пар кйЬ-СсГГе, ййЬ-РЪТе, ВнСсГГе. В выборе нар полупроводников авторы руководствовались условиями хорошего соответствия параметров кристаллической решетки и достаточной высоты барьера образуемого гетероперехода. Структурное совершенство отдельных пленок и многослойных структур контролировалось электронографически. Наилучшее структурное совершенство отдельных пленок и структур на основе 1п8Ь-С<1Те и 1п8Ь-РЬТе получалось при температуре подложки Т=300°С. При этой температуре минимальная толщина сплошной пленки РЬТе была 1_>5нм. Отдельные слои 1пБЬ и СсГГе получались сплошными монокристаллическими до толщины Ь=2нм. Структуры на основе ВьСйТе получали при Т=110°С, отдельные слои В1 были сплошными и монокристаллическими до 2-2,5пт, а Сс1Те-до монослоя. В работе показано, что энергетический спектр носителей тока носит минизонный характер, а положение минизон хорошо совпадает с данными расчета, проведенного в Кейновском приближении. На вольт-амперных характеристиках полученных структур наблюдались участки с отрицательной дифференциальной проводимостью. В работах [41,42] обсуждается механизм обнаруженного авторами эффекта стимуляции ориентированного роста кристаллов на поверхностях, закрытых неориентированными пленками, и приведены исследования свойств полученных с использованием этого явления сверхструктур из чередующихся монокристаллических и неориентированных слоев. Потенциальный рельеф поля поверхностного слоя монокристалла существенен на расстояниях, сравнимых с шагом решетки. Поэтому обычно эпитаксия наблюдается только на чистых поверхностях, и даже монослой разориентированных атомов подавляет процесс[43]. На больших расстояниях Ь~Яд (Яд-радиус Дебая) будут существовать поля только одиночных или