Термическое окисление GaAs под воздействием композиций хемостимуляторов Sb2O3, Bi2O3, MnO, MnO2 с инертными компонентами Ga2O3, Al2O3, Y2O3

• Автор: Пенской, Петр Константинович
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 191 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА I. ТЕРМООКСИДИРОВАНИЕ АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ОКСИДОВХЕМОСТИМУЛЯТОРОВ ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ
1.1. Термическое окисление ваАя при индивидуальном воздействии оксидов р и элементов в сравнении

с собственным

1.2. Неаддитивность хемостимулирующего воздействия бинарных композиций.

ГЛАВА II. МЕТОДИКА ТЕРМООКСИДИРОВАНИЯ

И ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ

КОМЛОЗИ1 ИЙ И ОКСИДНЫХ СЛОЕВ НА АРСЕНИДЕ ГАЛЛИЯ

2.1. Исходные материалы и предварительная обработка.

2.2. Методика термооксидирования СЗзАб

в присутствии хемостимуляторов
2.3. Методика обработки результатов эксперимента
2.4. Физикохимические методы исследования
композиций хемостимуляторинертный компонент
2.4.1. Метод дериватографии.
2.4.2. Рентгенофазовый анализ РФА.
2.4.3. Массспектрометрия.
2.4.4. Оценка спекаемости композиций методом
тепловой десорбции азота БЭТ
2.5. Физикохимические методы исследования состава
и свойств полученных оксидных слоев на поверхности ваАв
2.5.1. Метод измерения толщины пленок
лазерная эллипсометрия
2.5.2. Методы исследования химического состава
пленок ИКС, ЛРСМА.
2.6. Методы измерения электрических параметров оксидных пленок, полученных под воздействием композиций с инертными компонентами
2.6.1. Измерение удельного сопротивления.
2.6.2. Температурные зависимости электрических параметров оксидных пленок.
2.6.3. Измерение газовых откликов оксидных слоев.
ГЛАВА III. ЭФФЕКТ СОВМЕСТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ КОМПОЗИЦИЙ ХЕМОСТИМУЛЯТОРОВ С ИНЕРТНЫМИ КОМПОНЕНТАМИ В ПРОЦЕССЕ ТЕРМООКСИДИРОВАНИЯ АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ.
3.1. Особенности концентрационной зависимости совместного воздействия композиций хемостимуляторов
3, i3, МпО, Мп с инертным компонентом 3 на процесс термооксидироваиия .
3.2. Роль инертного компонента Л в композициях
с оксидамихемостимуляторами 3, i3, МпО, в процессе термического окисления .
3.3. Закономерности хемостимулирующего воздействия 3, i3, МпО, Мп в композициях с инертным разбавителем 3. 1
ГЛАВА IV. ГАЗОВЫЕ ОТКЛИКИ ОКСИДНЫХ
ПЛЕНОК В АТМОСФЕРЕ ЭТАНОЛА.
ГЛАВА V. ХАРАКТЕР ВЛИЯНИЯ ИНЕРТНЫХ КОМПОНЕНТОВ 0а3, А, 3 НА ХЕМОСТИМУЛИРУЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ 23, i3, МпО, Мп ПРИ ТЕРМИЧЕСКОМ
ОКИСЛЕНИИ .
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Данный метод имеет существенный недостаток предполагает использование высокотоксичного А или делает необходимым применение ампульного варианта окисления. Другой возможный путь уменьшения испарения оксидов мышьяка описан в , где предложен метод окисления СаАэ при пониженном давлении кислорода, предусматривающий замедление процесса окисления. В изученном температурновременном интервале кинетика описывалась параболическим законом. В этой работе использовали ваАБ, легированный теллуром, и поскольку константа скорости процесса увеличивалась с возрастанием его концентрации, был сделан вывод о том, что процесс окисления контролируется дефектами, обусловленными атомами примеси, то есть интерпретация результатов проведена на основе представлений, развитых в . Окисление арсенида галлия сопровождается целым рядом диффузионных процессов. Как уже отмечалось, компоненты подложки мигрируют к внешней границе раздела. Кроме этого, окислитель движется в противоположном направлении. Поскольку имеется два взаимно противоположных потока, то окислительные процессы могут развиваться на внешней, внутренней границах раздела и в объеме пленки . При этом отрицательный канал обусловлен термодинамически и ведет к ухудшению функциональных свойств пленки вследствие накопления неокисленного мышьяка. Термодинамически устранить этот процесс нельзя, но его можно обойти кинетическим путем. Одним из таких способов является введение в окислительную атмосферу дополнительных специальным образом подобранных компонентов хемостимуляторов 4, которые представляют собой различные соединения р и элементов. Самый простой вариант оксиды, так как в них анионообразователем является кислород и целевой продукт представляет собой оксидный слой. При использовании оксидов в качестве хемостимуляторов наблюдается более или менее заметное ускорение роста оксидной пленки по сравнению с собственным окислением качество образующихся слоев также повышается. Оу 2тСаАв у Оа3 ЗхК 2у Ав3. При введении хемостимуляторов испарением через газовую фазу эффективность их действия обусловливается как физикохимической природой хемостимулятора и термодинамической возможностью реакции транзитной передачи кислорода от хемостимулятора компонентам окисляемого полупроводника, так и давлением и составом пара. Затем происходит повторное окисление элемента, образующего хемостимулятор, и его дальнейшее участие в передаче кислорода компонентам подложки. Такой механизм передачи кислорода при хемостимулированном окислении ОаАя получил название окислительновосстановительного транзитного взаимодействия . Такой механизм процесса обеспечивает кинетический обход отрицательного капала собственного окисления АШВУ рис. Рис. Таким критериям отвечают многие оксиды 7элементов и, прежде всего, 8Ь3 и ВьОз, хорошо зарекомендовавшие себя и в процессах хемостимулированного термического окисления кремния . Но применительно к СаАэ этот список может быть существенно расширен за счет включения многих оксидов элементов МпО, Мп, СЮ3, У5, которые применительно к кремнию использовать невозможно вследствие образования за счет побочных реакций прочных металлоподобных силицидов. Использование этих оксидов позволяет выявить дополнительные особенности процессов хемостимулированного окисления полупроводников. В работе 6 исследовано окисление арсенида галлия в присутствии оксида сурьмы. Оксид сурьмы обеспечивает ускоренное окисление СзАб за счет транзитной передачи кислорода галлиевому компоненту подложки, диффундирующему через слой оксида к внешней границе раздела. Ь2Оз, связывает Ав3 на внешней границе и в объеме растущего слоя. Это препятствует потере летучего компонента подложки, характерной для собственного окисления ваАБ, приводит к увеличению общей массы растущего оксидного слоя. Са8Ь, что обеспечивает связывание галлия на поверхности. В свою очередь, ва8Ь, окисляясь кислородом из газовой фазы, дает вклад в общую толщину растущего слоя. Все эти взаимодействия и приводят к значительному ускорению процесса окисления ваАБ в присутствии 8Ьз.