Формирование террасированных поверхностей арсенида галлия в равновесных условиях

• Автор: Ахундов, Игорь Олегович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 122 с. : ил.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

§1.1 ОПИСАНИЕ РЕЛЬЕФА ПОВЕРХНОСТИ

§1.2 Термодинамические и кинетические факторы, определяющие

морфологию поверхности

§ 1.3 Кинетика формирования террасированной поверхности

§ 1.4 Экспериментальные методы создания атомно-гладких

поверхностей полупроводников

§ 1.5 Влияние сурфактантов на морфологию поверхности

полупроводников
§1.6 Разупорядочение поверхности при высоких температурах
§ 1.7 Влияние релаксации механических напряжений на морфологию
поверхности
§ 1.8 Постановка задачи
ГЛАВА II. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
§2.1 Образцы
§2.2 Отжиг ОаАб в равновесных условиях
§2.3 Измерение рельефа поверхности и обработка данных
§2.4 Влияние окисления и химического удаления оксида на рельеф
поверхности
§2.5 Определение близости условий выглаживания к равновесию
Заключение к главе И
ГЛАВА III. ФОРМИРОВАНИЕ ТЕРРАСИРОВАННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ СААв
§3.1 Термическое выглаживание поверхности СаАб(001): изохронные
отжиги при различных температурах
§3.2 Кинетика выглаживания поверхности ОаАь(001)

§3.3 Влияние сурьмы на выглаживание поверхности ОаАб(001)..
§3.4 Выглаживание поверхностей ОаАб(1 11)А и ОаАз(1 11)В
Заключение к главе III
ГЛАВА IV. РАЗУПОРЯДОЧЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ САА8(001) ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ
§4.1 РАЗУПОРЯДОЧЕНИЕ (ОГРУБЛЕНИЕ) ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ОТКЛОНЕНИИ
УСЛОВИЙ ОТЖИГА ОТ РАВНОВЕСИЯ
§4.2 Зависимость картины разупорядочепия поверхности от ширины
террас
§4.3 Механизм разупорядочения поверхности при сублимации
Заключение к главе IV
ГЛАВА V. ТЕРРАСИРОВАННЫЕ ПОВЕРХНОСТИ вАА8 С ПРЯМОЛИНЕЙНЫМИ МОНОАТОМНЫМИ СТУПЕНЯМИ, ОБУСЛОВЛЕННЫМИ ВВЕДЕНИЕМ ДИСЛОКАЦИЙ
§5.1 Формирование ортогональной сетки прямолинейных
моноатомных дислокационных ступеней
§5.2 Форма профиля дислокационных ступеней
§5.3 Рельеф поверхности с дислокационными ступенями разных
знаков
§5.4 Изменение направления дислокационных ступеней
§5.5 Стабильность прямолинейной формы дислокационных ступеней

§5.6 Взаимодействие дислокационных и вицинальных ступеней
Заключение к главе V
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Сокращения
ЖФЭ жидкофазная эпитаксия
млэ молекулярно-лучевая эпитаксия
мосгэ газофазная эпитаксия из металлоорганических соединений
АСМ атомно-силовая микроскопия
стм сканирующая туннельная микроскопия
НС1 соляная кислота
ипс изопропиловый спирт
ПФ преобразование Фурье
ФО Фурье-образ
АКФ автокорреляционная функция
а0 высота моноатомных ступеней
ь, средняя ширина террас поверхности
X корреляционная длина рельефа поверхности
среднеквадратичная шероховатость
Полная длина моноатомных ступеней поверхности
Ъ Вектор Бюргерса дислокации
мс монослой

галлия и мышьяка в поверхностном слое на морфологию поверхности изучен недостаточно. Согласно [34] коэффициент диффузии атомов галлия на Оа-стабилизированной поверхности выше, чем на Аь-стабилизированной поверхности. Интересную возможность для изучения этого вопроса представляет использование кристаллографических "галлий-терминированных" и "мышьяк-терминированных" граней ОаАз( 111)А и (111)В, соответственно, которые являются "предельно полярными".
Условия жидкофазной эпитаксии (ЖФЭ) более приближены к равновесным, и это повышает возможности получения атомно-гладких поверхностей данным методом. Как показано в работе [50], методом ЖФЭ на подложках с заранее сформированным специальным рельефом в виде мезаструктур можно получить поверхности СаАз(001) с регулярно расположенными предельно гладкими участками размером ~ 0.5 мм.
В работе [51] способ получения атомно-гладких участков СаАз(001) методом ЖФЭ на подложках с мезаструктурами использован для исследования влияния химического удаления оксидов на морфологию поверхности. На рис.8 представлены изображения поверхностей, полученные методом атомно-силовой микроскопии (АСМ) на ростовой поверхности (рис.8а,Ь,с) и после обработки в растворе соляной кислоты в изопропиловом спирте (НС1-ИПС) (рис.8б,е,1). На рис.8а видна спиралевидная моноатомная ступень, обусловленная выходом на поверхность винтовой дислокации. Расстояние между витками спирали - ступенями моноатомной высоты, составляет ~ 2 мкм. На рис.8Ь и рис.8с показаны изображение фрагмента террасы размером 400x400 нм для исходной ростовой поверхности и профиль сечения этого изображения. Видно, что на поверхности имеются анизотропные моноатомные островки. Среднеквадратичная шероховатость ростовой поверхности, определённая по площади 300x300 нм2, равна /?9=0.12 нм. На рис.8с1,е,Г показаны АСМ-изображения и г-х профиль поверхности, измеренные в той же области мезаструктуры через час после обработки