Особенности микродефектов в нестехиометрических монокристаллах GaAs и GaP, выявляемые рентгеноструктурными методами

• Автор: Филатов, Павел Александрович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 143 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава
1.1 Общие сведения о микродефектах и особенности их образования
1.1.1 Понятие микродефекта
1.1.2 Термодинамика собственных точечных дефектов
1.1.3 Область гомогенности АШВУ
1.2 Особенности образования и поведения СТД в легированных кристаллах

1.3 Основные типы и свойства известных микродефектов в АШВУ
1.3.1 Образование микродефектов в фосфиде галлия, легированном примесью серы
1.3.2 Особенности образования микродефектов и их виды в арсениде галлия
Выводы по главе
Глава
2.1 Метод диффузного рассеяния рентгеновских лучей
2.1.1 Интенсивность ДРРЛ на одиночном изолированном дефекте
2.1.2 Распределение интенсивности рассеяния Хуанга в окрестностях узлов обратной решетки и анализ симметрии дефектов
2.1.3 Интенсивность ДРРЛ на микродефектах в монокристаллах
2.1.4 Методика измерения интенсивности ДРРЛ
2.1.5 Закономерности убывания интенсивности ДРРЛ
2.1.6 Особенности убывания интенсивности ДРРЛ при экспериментальных измерениях на ТРД
2.1.7 Основы идентификации микродефектов
2.2 Прецизионное определение параметра решетки
2.2.1 Описание установки метода Бонда
2.2.2 Ошибки измерения

2.2.3 Зависимость параметра решетки от концентрации точечных
дефектов
Выводы по главе
Глава
3.1 Описание объектов и условий эксперимента
3.2 Моделирование ДРРЛ
3.2.1 Тяжи интенсивности
3.3 Расчет протяженности области гомогенности ваР
3.4 Расчет протяженности области гомогенности СаАя
Выводы по главе
Глава
4.1 Изучение МД в монокристаллах ОаР, выращенных методом ЧЖГР из
под слоя флюса
4.2 Изучение МД в монокристаллах СаР(Еп). выращенных методом ЧЖГР
из под слоя флюса
4.3 Фосфид галлия, легированный серой
4.3.1 Распад твердого раствора серы в СаР(8)
4.3.2 МД в ОаР(8), выращенных методом ЧЖГР из под слоя флюса... 100 Выводы по главе
Г лава
5.1 Изучение МД в монокристаллах ВНК-ОаАз)
5.1.1 Влияние добавки оксида бора и условий роста на структурное
совершенство кристаллов ВНК-ОаАэ(81)
5.2 МД в монокристаллах ОаАэ, выращенного из раствора-расплава с избытком галлия
Выводы по главе
Общие выводы по работе
Список использованной литературы

Введение
Уменьшение плотности дислокаций и рост диаметров кристаллов, локальные неоднородности распределения точечных дефектов (ТД) приобретают все более важное значение из-за растущего спроса полупроводниковой промышленности на однородные, совершенные подложки арсенида и фосфида галлия для производства различных приборов. Получение монокристаллов полупроводников соединений АЦ1В'/ с заданной концентрацией, структурным состоянием и распределением по объему кристалла сложной композиции ТД - проблема далекая от разрешения. Еще менее изучены процессы ассоциации ТД, происходящие в растущих, термообрабатываемых и облученных кристаллах.
Нарушение идеальности монокристаллов, вызванное ассоциациями ТД различного размера, формы и типа (дислокационные петли, неоднородности с размытой границей, зародыши стабильных и метастабильных образований при распаде твердых растворов, пересыщенных собственными компонентами или примесями) можно определить общим понятием - микродефекты (МД). Очевидна взаимосвязь между концентрацией собственных точечных дефектов вблизи температуры плавления, степенью легирования и характером отклонения состава кристаллизующейся фазы от стехиометрии, скоростью охлаждения и образованием МД, так как при конечной скорости охлаждения возникает пересыщение точечными дефектами. Распад таких растворов является существенным элементом формирования реальной структуры монокристаллов при постростовом охлаждении, термических и других воздействиях.
Несмотря на многочисленные исследования процессов распада, некоторые аспекты механизма ранних стадий распада до настоящего времени не выяснены. Использование различных электрофизических и структурных методов исследования позволяют выявлять различные стороны процесса.
Основным методом исследования является метод диффузного рассеяния рентгеновских лучей (ДРРЛ), обладающий высокой степенью

интенсивности (изодиффузных поверхностей) или их сечением плоскостями, проходящими через узлы обратной решетки (изодиффузных кривых). В области малых q согласно (2.1) уравнение изодиффузных поверхностей можно записать в виде:
Я2 сопэПту, (2.10)

Из приведенных выше рассуждений следует, что форма изодиффузных поверхностей в существенной степени определяется типом дефекта, его положением в решетке и симметрией. Все возможные формы изодиффузных поверхностей в окрестностях узлов (Ь00), (ИНО) и (ИЫг) для дефектов разной симметрии в кубическом кристалле сведены в табл. 3 [5]. В ней указаны типы изодиффузных поверхностей - двойная капля (ДК), вдавленная капля (ВК) или одиночная капля (ОК), а также плоскости (П) или линии (Л), вдоль которых 1Н(Жобращается в нуль.
Таким образом, уже общий вид изодиффузных поверхностей позволяет установить симметрию поля смещений точечного дефекта и сделать выбор между несколькими возможными их конфигурациями.
При ассоциации точечных дефектов в ходе структурных превращений, сопровождающих посткристаллизационное охлаждение, происходит увеличение размера области сильных искажений вокруг дефекта, вне которой можно пренебречь последним слагаемым в (2.1). В результате область я, в которой выполняется 1(щг ~ я“2 , сужается. Поэтому рассеяние на микродефектах следует рассмотреть подробнее.
2.1.3 Интенсивность ДРРЛ на микродефектах в монокристаллах
Рассеяние на микродефектах существенно отличается от рассеяния на точечных дефектах. Поле смещений и(г) ограниченного во всех трех