Встраивание мышьяка и фосфора при молекулярно-лучевой эпитаксии твёрдых растворов (AIII)PxAs1-x

• Автор: Путято, Михаил Альбертович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 192 с. : ил.

Список сокращений и обозначений.

ДБЭО - дифракция быстрых электронов на отражение;

ДБЭО-осцилляции - осцилляции интенсивности зеркального рефлекса картины дифракции быстрых электронов на отражение;

ДМЭ - дифракция медленных электронов;

ЗР - зеркальный рефлекс;

ИЗР - интенсивность зеркального рефлекса;

ЗШУ - загрузочно - шлюзовое устройство;

ИМП - ионизационный манометрический преобразователь;

ИМП В-А - ионизационный манометрический преобразователь типа Вауагб-А1ре|1;

КИТ- кварцевый измеритель толщины;

КР - камера роста;

КФМ - квадрупольный фильтр масс;
МИ - молекулярный источник;
МЛЭ - молекулярно-лучевая эпитаксия;
МС - один молекулярный слой (монослой);
МС/с- монослой в секунду - внесистемная единица скорости роста эпитаксиальной пленки;
НП - нагреватель подложки;
ОМС - отражательная масс-спектрометрия;
ПНБ - пиролитический нитрид бора;
ПС - поверхностная структура;
ПЭМ - просвечивающая электронная микроскопия;
РСА - рентгенострукгурный анализ;
СВВ - сверхвысокий вакуум;
СР - сверхрешётка;
ФД - фазовая диаграмма;
ФЛ - фотолюминесценция;
ЭОС - электронная оже-спектроскопия;
Ав-ДБЭО-осцилляции - осцилляции ИЗР картины ДБЭО, период которых определяется скоростью поступления мышьяка на поверхность роста; Эа-ДБЭО-осцилляции - осцилляции интенсивности ЗР картины ДБЭО, период которых определяется скоростью поступления галлия на поверхность роста;
1х - ионный ток ИМП, обусловленный ионизацией молекул вещества X, попадающих в ИМП;
их- плотность потока молекул вещества X;
Эи! - плотность потока атомов элементов III группы;
Лу - плотность потока молекул элементов V группы;
^82 - плотность потока молекул Авг;
>}Р2 - плотность потока молекул Рг;
^1 - плотность потока атомов А1; иеа - плотность потока атомов Эа;
Лщ - плотность потока атомов 1п;
Рх - эквивалентное давление в потоке молекул вещества X;
Бдвг - коэффициент встраивания мышьяка при МЛЭ с использованием потока молекул Авг;
Эд^ - коэффициент встраивания мышьяка при МЛЭ с использованием потока молекул Аэ4;
Бр2 - коэффициент встраивания фосфора при МЛЭ с использованием потока молекул Р2;
Эр4 - коэффициент встраивания фосфора при МЛЭ с использованием потока молекул Р4;
Эу- коэффициент встраивания элемента V группы;
Т$- температура подложки (температура роста);
/д - скорость роста пленки в МС/с или мкм/час;
Их - коэффициент относительной чувствительности датчика ионизационного вакуумметра к молекулам вещества X;
Ваб - степень покрытия поверхности димерами мышьяка.

* ГЛАВА 1. МОЛЕКУЛЯРНО-ЛУЧЕВАЯ ЭПИТАКСИЯ СОЕДИНЕНИЙ
А‘"ВУ И ТВЁРДЫХ РАСТВОРОВ НА ИХ ОСНОВЕ
1.1. Исследование процесса роста соединений
1.1.1. Гомоэпитаксиальный рост на поверхности ОаАз(001)
1.1.2. Экспериментальное исследование процесса роста твёрдых растворов (АШ)РХА31.Х
1.1.3. Теоретическое исследование процесса роста соединений
* АШВУ
1.2. Состав и структура поверхности (001) соединений АШВУ
1.3. Фазовые диаграммы поверхности при МЛЭ
1.4. Использование различных молекулярных форм мышьяка и фосфора для роста соединений А|||В'
1.4.1 Влияние молекулярной формы мышьяка на рост и свойства
V эпитаксиальных плёнок
1.4.2. Использование различных молекулярных форм фосфора при МЛЭ
1.5. Методы контроля параметров роста при МЛЭ
1.5.1. Методы измерения температуры подложки
1.5.2. Методы измерения плотности молекулярных потоков
1.6. Выводы к главе
^ Глава 2. КОНТРОЛЬ ПАРАМЕТРОВ РОСТА И МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЯ РОСТОВЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ МЛЭ СОЕДИНЕНИЙ А'"ВУ
2.1. Установка МЛЭ
2.2. Получение потока молекул Р2 в установках МЛЭ

производства. Наибольшее распространение получил второй способ. В литературе описано несколько конструкций двухзонных источников мышьяка [10,138, 144, 145]. Функционально они состоят из низкотемпературной зоны сублимации Аэ и высокотемпературной зоны крекинга молекул Авф Эффективность разложения Аз4 зависит от материала, из которого изготовлена зона крекинга. В [145] показано, что каталитическая активность материалов убывает в следующем порядке: Р1, Ре, Та, Мо, УУ-Ие, графит, пиролитический нитрид бора (ПНБ). Платина и платиносодержащие сплавы вступают в реакцию с Аэ при температуре 500°С и поэтому не могут использоваться в конструкции источника. Применение рения для изготовления зоны крекинга [145] позволило получить 95% эффективность разложения при 700°С. Использование тантала дает 95% эффективность при 850°С. Эффективность разложения зависит и от плотности потока мышьяка. При увеличении результирующего потока мышьяка от 5х10'7Торр до 10'5Торр эффективность зоны крекинга падает с 95% до 70% [10]. Поэтому рабочий диапазон температуры зоны крекинга лежит в пределах 900-1000°С. К недостаткам двухзонных источников следует отнести наличие сильно разогретых деталей конструкции, что приводит к дополнительному газоотделению и повышению уровня фоновых примесей в растущих плёнках [10, 135,139].
1.4.2. Использование различных молекулярных форм фосфора при
МЛЭ.
При получении фосфорсодержащих соединений А|||ВУ методом МЛЭ необходимо использовать поток молекул Р2. Поток молекул Р4 применять нельзя, так как тетрамеры при конденсации образуют белый фосфор. Летучесть этой аллотропной формы фосфора приводит к высокому фоновому давлению в ростовой камере [5]. В силу своей высокой химической активности белый фосфор пагубно влияет на средства поддержания вакуума и другое оборудование ростовой камеры