Роль винтовой дислокационной составляющей в пластической релаксации полупроводниковых гетеросистем : Анализ процесса и моделирование

• Автор: Колесников, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 163 с. : ил.

Оглавление
Введение
ГЛАВА 1. Основные взаимодействия между дислокациями
несоответствия (обзор литературы)
1.1. Геометрия систем скольжения и влияние симметрии границы
раздела (001) на введение дислокаций несоответствия
1.2. Протекание реакций между пронизывающими дислокациями при введении ДН и в процессе дальнейшего роста пленки
1.3. Реакции между дислокацией несоответствия и пересекающей ее подвижной пронизывающей дислокацией
1.4. Источники возникновения дислокаций несоответствия.
Накапливание дислокаций несоответствия с идентичным
вектором Бюргерса
1.5. Влияние винтовой дислокационной составляющей на взаимодействия ДН. Критический анализ литературных данных
1.6. Заключение по главе 1 (основные задачи диссертационной работы)
ГЛАВА 2. Винтовая компонента вектора Бюргерса и возникновение
дальнодействующих сдвиговых напряжений
2.1. Геометрические характеристики дислокаций несоответствия
и взаимодействия между их пронизывающими участками
2.2. Зависимость типа винтовой составляющей дислокационных
семейств от ориентации границы раздела
2.3. Поле напряжений семейства смешанных дислокаций несоответствия
2.4. Взаимодействие полей дальнодействующих сдвиговых напряжений различных семейств ДН
2.5. Критические толщины пленки и условия возникновения ДСН в пленках с вицинальными ориентациями
2.6. Оценка максимальных уровней ДСН для некоторых вицинальных ориентаций
2.7. Влияние реакций между различными элементами дислокаций несоответствия на дислокационную структуру эпитаксиальной
пленки (экспериментальные данные)
2.8. Дальнодействующие сдвиговые напряжения и структурное качество эпитаксиальной пленки
Основные выводы по главе
ГЛАВА 3. Моделирование деформационного состояния пленки при
введении краевых дислокаций несоответствия
3.1. Обоснование выбора теоретической модели
3.2. Описание методики моделирования
3.3. Процесс пластической релаксации с участием краевых
дислокаций несоответствия
3.3.1. Протекание процесса в случае гетеросистемы, содержащей бесконечно толстые слои
3.3.2. Протекание процесса в системе пленка - полубесконечная подложка
3.4. Сравнение полученных результатов с литературными данными
Основные выводы по главе
ГЛАВА 4. Анализ и моделирование деформационного состояния пленки
при введении 60° дислокаций несоответствия
4.1. Описание модели, численное моделирование
4.2. Описание процесса пластической релаксации с участием
смешанных 60° дислокаций несоответствия
4.2.1. Случай двух взаимно перпендикулярных семейств дислокаций несоответствия
4.2.2. Случай четырех семейств дислокаций несоответствия
4.3. Сравнение расчетных и экспериментальных результатов и сопоставление с литературными данными
4.3.1. Анализ согласия между полученными зависимостями и экспериментальными результатами и моделями
других авторов
4.3.2. Полученные экспериментальные результаты и их сравнение
с расчетными данными
Основные выводы по главе
Заключение
Основные выводы по диссертации
Личный вклад автора и благодарности
Список использованной литературы
дислокаций может начать скольжение в перпендикулярном направлении (Рис. 1.66). На рисунке выбрана 14[0-1-1] дислокация, поменявшая плоскость скольжения (1-11) на плоскость (-1-11), однако вторая дислокация 14[101] может так же вести себя подобным образом. По мере расширения петли в плоскости (-1-11) она распадается (Рис.1.6в) на 60° дислокацию несоответствия 14 [0-1-1], скользящую вправо, и пронизывающую дислокацию, связанную с краевой дислокацией. Последующее скольжение этой пронизывающей дислокации приводит к образованию финальной конфигурации (Рис.1.6г). Подобные конфигурации наблюдались авторами [25] экспериментально. Отметим, что повторение данного механизма невозможно.
Кроме того, подобная реакция возможна только на одном из концов краевой дислокации. На противоположном конце реакция энергетически выгодна, если дислокация скользит внутрь подложки, а не наружу, к свободной поверхности пленки. Из-за большого количества различных дислокационных семейств возможно еще три эквивалентных реакции. Одна из них для параллельной краевой дислокации, но образованной реакцией 14 [-101] и 14 [0-11] дислокаций, а две других - для перпендикулярной 14 [110] краевой дислокации.
Обсудим источники Г-образных дислокаций, содержащих отклоненные в противоположных направлениях изломы. Выходы изломов Г-образных ДН на поверхность пленки может привести к размножению ДН, что было впервые рассмотрено Хайгеном и Шранком в конце 70-ых годов [31, 32]. Начиная с 90-ых годов, проводятся исследования модифицированных источников Франка-Рида, также формирующих Г-образные ДН [5, 32, 34].
Известно несколько механизмов размножения ДН, которые генерируют Г-образные дислокации. Подвижная ПД может закрепиться на дефекте кристаллической структуры и инициировать поперечное скольжение. Если этот процесс повторится многократно, то возможно появление пересекающихся участков