ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Рост на посторонних подложках из "Введение в технологию полупроводниковых материалов" 8 были рассмотрены общие представления о механизме роста кристаллов чистых веществ на зародышах или на затравках, образованных тем же чистым веществом. [c.264] Выращивание монокристаллов, моно- или поликристалличе-ских пленок производится на кристаллических, а иногда и на аморфных затравках или подложках. [c.265] Выбор материала подложки для выращивания тонких моно-или поликристаллических слоев различных веществ часто определяется не столько кристаллографическими особенностями, сколько его физическими свойствами. [c.265] Для выращивания крупных объемных монокристаллов многих веществ щироко используется метод Чохральского. Для этого метода затравкой обычно служит ориентированный монокристалли-ческий брусок того же вещества здесь затравка выполняет только вспомогательную, чисто ростовую функцию, задавая кристаллографическое направление выращиваемому кристаллу. [c.265] Нередко требуется вырастить монокристаллическую пленку заданного вещества на поверхности другого твердого вещества, кристаллографические и физико-химические свойства которого более или менее резко отличаются от свойств выращиваемого вещества. В этом случае степень соверщенства выращиваемой пленки или кристалла будет определяться в первую очередь кристаллографическими и кристаллохимическими различиями обоих веществ. [c.265] Для ряда методов и экспериментальных условий выращивания объемных кристаллов применение ориентированной затравки того же вещества оказывается невозможным, и зарождение кристаллов происходит самопроизвольно на имеющихся твердых поверхностях раздела — стенках тигля или ампулы. [c.265] Если взять ориентированную монокристаллическую пластинку, например, кремния и попытаться нарастить на нее монокристал-лический слой также кремния, то структурное соверщенство этой пленки будет зависеть от чистоты и морфологии ее поверхности. Если поверхность пластинки покрыта, например, слоем окиси кремния или на ней имеются механические повреждения или скопления посторонних примесей, то данный случай подобен росту на посторонней подложке. [c.265] При наращивании на постороннюю подложку начальная стадия роста считается оконченной, как только поверхность затравки оказывается покрытой слоем кристаллизуемого вещества такой толщины, что непосредственное влияние посторонней подложки на закрепление атомов на поверхности прекращается. Дальнейший рост происходит на более или менее несовершенной поверхности того же вещества. Следовательно, возможность выращивания кристаллов с совершенной структурой в значительной степени определяется начальной стадией роста. Начальная стадия роста, каковы бы ни были ее особенности, зависит от свойств подложки или затравки. [c.265] При анализе начальной стадии роста следует в первую очередь определить разрешающую способность метода наблюдения за образованием зародышей новой фазы и охарактеризовать рельеф поверхности подложки. [c.266] В современных исследованиях подложки с чистыми поверхностями изготовляются скалыванием монокристаллов в вакуумной камере, где предполагают проводить процесс наращивания второй фазы. Для определения рельефа сколотых поверхностей и изучения начальной стадии образования зародышей было предложено проводить скалывание и процесс вакуумного напыления непосредственно в камерах электронных микроскопов. Такие исследования показали, что зародыши новой фазы образуются либо на плоскостях с высокими индексами, содержащими многочисленные ступеньки, либо вблизи несовершенств кристаллической решетки. Это дает возможность наблюдать микрогеометрию поверхности (метод декорирования позволяет различать ступеньки атомного масштаба). Ввиду того, что число зародышей, осажденных на ступенях скола, значительно больше числа зародышей, осажденных на плоских участках поверхности, с помощью декорирования можно выявлять рельеф поверхности (рис. 5.12). [c.266] Большая плотность зародышей вдоль ступенек является результатом дополнительных связей, создаваемых ступенькой, что приводит к увеличению вероятности образования на них зародышей. [c.266] Исследование процессов зарождения проводится в зависимости от температуры подложки, а для этого сколотая поверхность подвергается предварительному нагреву. В результате нагрева в вакууме происходит термическое травление поверхности, которое приводит к созданию новых несовершенств поверхности. Интенсивность термического травления растет при повышении температуры. [c.266] Совершенно очевидно, что состояние поверхностей, изготовленных механической и последуюшими химической и вакуумной теомической обработками должно характеризоваться значитель- но более грубым рельефом чем те, которые изображены на рис. 5.12. [c.267] Наличие глубокого микрорельефа должно приводить к неравномерному образованию зародышей, и в конечном итоге, к сильной неоднородности пленок по структуре, ориентации и дефектности. [c.267] Вернуться к основной статье