Характеристики интерфейсов квантовых гетероструктур и их влияние на свойства носителей заряда

• Автор: Ивина, Наталья Львовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 151 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Общие закономерности формирования переходных областей при эпитаксиальном росте гетероструктур и методы исследования интерфейсов

(литературный обзор)

§ 1.1. Введение

§ 1.2. Общие проблемы формирования многослойных напряженных гетерокомпозиций с предельно резкими планарными границами слоев

1.2.1. Причины нарушения планарной структуры границ

1.2.2. Причины градиентного расплывания состава пленок в окрестности

гетерограниц

§ 1.3. Прямые и косвенные методы экспериментального исследования границ в структурах со слоями нанометровой толщины, оценка их предельных возможностей

1.3.1. Прямые методы измерения ширины интерфейсов

1.3.2. Особенности проявления эффекта размытия границ в оптических и
транспортных характеристиках системы
§ 1.4. Кинетика формирования границ в процессе эпитаксиального роста и особенности ее математического описания
1.4.1. Выбор физико-химической модели для описания процессов роста
1.4.2. Математическая постановка кинетической задачи
1.4.3. Наблюдаемые общие закономерности в формировании внутренних
границ многослойных структур со слоями нанометровой толщины
§ 1.5. Основные результаты главы
Глава 2. Механизмы формирования границ в гетерокомпозициях 81(Ое)-8Юе, выращиваемых вакуумным методом с использованием атомарных и
молекулярных потоков
§ 2.1. Введение
§ 2.2. Структурные параметры границ системы 81(Ое)-8Юе, выращиваемой
методом молекулярно-пучковой эпитаксии
§ 2.3. Особенности кинетики роста слоев ЭЮе из атомарных потоков
2.3.1. Решение кинетической задачи для системы МЛЭ с атомарными потоками
2.3.2. Анализ ширины интерфейсов без учета поверхностной сегрегации
2.3.3. Влияние эффекта поверхностной сегрегации на резкость гетерограниц в

структурах
§ 2.4. Особенности формирования границ в системе Si-SiGe при участии молекулярных потоков (Si-GeH4 МВЕ)
2.4.1. Анализ профиля состава пленки в отсутствие поверхностной
сегрегации
2.4.2. Влияние эффекта поверхностной сегрегации на формирование резких границ слоев в гетерокомпозициях Si/Sii.xGex, выращиваемых методом
молекулярно-лучевой эпитаксии с комбинированными источниками
§ 2.5. Проявление в оптических и транспортных экспериментах нерезкости границ слоев многослойных структур Si(Ge)-SiGe, выращиваемых комбинированным методом
2.5.1. Транзисторные структуры на базе гетерокомпозиций Si-SiGe
2.5.2. Многослойные сверхрешеточные гетерокомпозиции Ge-Sii.xGex
§ 2.6. Выводы к главе
Глава 3. Особенности формирования границ в гетерокомпозициях Ge-GeSi, выращиваемых гидридным методом в реакторах проточного типа и их проявление
при оптических и электрофизических измерениях параметров структур
§3.1. Введение
§ 3.2. Особенности массопереноса в методе гидридной эпитаксии структур
Sii-xGex/Ge методом ГФМЛЭ в условиях нестационарного процесса
§ 3.3. APCVD структуры со слоями нанометровой толщины
§ 3.4. Особенности распределения примесного состава в слоях по данным электрофизических измерений многослойных структур
3.4.1. Характеристики исследуемых структур и результаты
электрофизических измерений
3.4.2. Результаты теоретического анализа транспортных измерений
§ 3.5. Выводы к главе
Глава 4. Влияние интерфейсов на оптические и электрофизические свойства многослойных гетерокомпозиций InGaAs-GaAs, выращиваемых МОС-
гидридным методом
§ 4.1. Введение
§ 4.2. Электронные характеристики структур InGaAs/GaAs с одиночными
квантовыми ямами
§ 4.3. Физические эффекты, наблюдаемые в структурах InGaAs-GaAs с двойными квантовыми ямами

4.3.1. Туннельные характеристики барьера в двойной симметричной квантовой яме Ino.25Gao.75As/GaAs/ Ino.25Gao.75As по данным оптических измерений
4.3.2. Влияние рассеяния в барьере на транспортные характеристики электронов в
двойной симметричной квантовой яме
§ 4.4. Формирование сеток квантовых нитей и исследование влияния дополнительного пространственого ограничения на физические свойства структур
4.4.1. Технология формирования массивов квантовых нитей
4.4.2. Оптика и электрофизика пористых сверхрешеток
4.4.3. Деформационные эффекты в пористых сверхрешетках
§ 4.5. Выводы к главе
Заключение
Литература

8іСЗе-8і и на рис.6, полученном методом дифракции быстрых электронов для системы ІпСїаАз-ОаАз авторами работы [66]. Второе, что можно отметить, появление хвоста в распределении состава твердого раствора в окрестности верхней границы в общем случае может быть обусловлено несколькими причинами, что проявляется в различной скорости спада (рис. 10) концентрации одного из сортов атомов в переходном слое. В литературе появление переходной области чаще всего связывают с эффектом поверхностной сегрегации атомов Ое, хотя данный эффект не является характерным для используемого чаще всего при выращивании структур диапазона температур ниже 500°С.
§ 1.5. Основные результаты главы
1. Проведен сравнительный анализ причин шероховатостей границ в гетероэпитаксиальных структурах, выращиваемых различными методами.
2. Обсуждаются различные методы анализа гетероструктур, позволяющие сделать прямые и косвенные оценки величины размытия границ слоев.
3. Описана кинетическая модель роста, использованная для анализа интерфейсов эпитаксиальных слоев, получаемых методом молекулярно - лучевой эпитаксии (МЛЭ). В рамках данной модели определен круг задач, принятых для рассмотрения в настоящей диссертации:
- в рамках кинетического приближения для ростовых систем с газовыми источниками гидридов (силан, герман) провести анализ влияния конечного времени распада молекул гидридов на ширину интерфейсов многослойных структур 8і(Се)/8ІСе;
- сопоставить механизм расплывания состава твердого раствора в окрестности границ, связанный с пиролизом молекул на поверхности, с другими механизмами, также влияющими на ширину переходных областей (конечное время доставки материала к ростовой поверхности и кристаллизации, межслоевая диффузия и сегрегация);
- для различного типа ростовых систем и широкого круга значений технологических параметров проанализировать роль атомарных и молекулярных потоков в формировании профиля состава сплава на границах слоев;
- провести комплексный анализ характеристик многослойных 5і(Ое)-8ІОе структур, выращенных методом комбинированной МВЕ, с использованием сублимирующего источника кремния и газового источника молекул германа.