Методы исследования эпитаксии

В этой главе описаны существующие экспериментальные методы исследования эпитаксии с краткой характеристикой нх возможностей. Из-за многообразия экспериментальных методик изучения роста и структуры кристаллов в ряде случаев мы ограничились лишь их перечислением. С методами исследования кристаллической структуры веществ (в частности, г рентгенографией и электронографией), а также с различными физическими приборами можно более детально познакомиться в литературе, цитируемой в тексте, [c.14]

Методы исследования эпитаксии [c.23]

Мы кратко рассмотрели принцип действия р—п-перехода в гомогенном по составу полупроводнике. Дальнейшие исследования [20, с. 61 ] показали, что многие свойства полупроводниковых приборов можно улучшить, используя так называемые гетеропереходы — контакты двух различных по химическому составу полупроводников. Энергетическая зонная модель и инжекционные свойства гетероперехода, а также область применения его определяются опять же условиями изготовления. Успехи в этой области связаны прежде всего с успехами физико-химии и технологии эпитаксиального выращивания кристаллов. Среди большого числа различных методов эпитаксиального роста полупроводниковых кристаллов широкое распространение получил метод жидкостной эпитаксии [21 ]. Он стал основным при изготовлении многих важных полупроводниковых приборов [20, с. 61 и 92]. [c.464]

Перспективен метод молекулярно-пучковой эпитаксии. Процесс осуществляют в условиях глубокого вакуума (10 -10 мм рт.ст.) при использовании мол. пучков соответствующих элементов. Применение особо чистых исходных в-в, создание многокамерных установок с охлаждаемыми до низких т-р и вращающимися держателями подложек позволяют резко повысить чистоту выращиваемых слоев и их однородность. Разработан метод получения эпитаксиальных композиций, содержащих неск. летучих компонентов. Сушественно повышается гибкость процесса применением при наращивании слоев и их легировании ионных пучков, а также летучих соед. в качестве источников соответствующих элементов. Детальное исследование механизмов кристаллизации позволило оптимизировать условия травления подложек с получением атомно-гладких и атомно-чистых пов-стей, увеличить скорости роста слоев при сохранении рекордно низких т-р эпитаксиального наращивания. Все это позволяет получать этим методом многослойные эпитаксиальные структуры со сверхтонкими слоями и найм, толщинами переходных слоев. Методом молекулярно-пучковой эпитаксии выращивают эпитаксиальные композиции 81, соед. типа А "В , А°В , А В и твердых р-ров на их основе. [c.61]

Следующая важная особенность АСМ заключается в том, что изображения содержат прямую информацию о глубинах рельефа, важную для исследования шероховатости. На рис. 10.5-11 изображена топография пленок 8г8 на стекле, полученных в процессе молекулярно-лучевой эпитаксии при различных температурах. Подобные пленки используют для производства электролюминесцентных дисплеев (ЭЛД). Поскольку эмиссия света сильно зависит от топографии поверхности, важно знать шероховатость и размер зерна тонких пленок, выращенных в газовой фазе. Рис. 10.5-11,а свидетельствует о том, что нанесение при 300°С приводит к среднеквадратичной шероховатости слоя около 15 нм и размеру зерна от 50 до 100 нм. При температуре 400°С (рис. 10.5-11,6) получаются более грубые структуры со средней шероховатостью 33 нм и размером зерна от 150 до 200 нм. Этот тип информации, который нельзя непосредственно получить другими методами, очень полезен для оптимизации процессов нанесения. [c.377]

При использовании термодинамических функций состояния нужно удостовериться, применимы ли они к суб-микроскопическим объемам. Следует обратить внимание на то, что эти функции состояния нельзя просто перенести на микросистемы. Функции состояния для макроскопических систем могут сильно отклоняться от функций для субмикроскопических зон. В этом случае можно привлечь определенные статистические методы. Поэтому получение данных о краевых условиях в переходной области к субмикроскопическим объемам является необходимой предпосылкой для точного исследования. Процесс возникновения смешанных кристаллов с адсорбционным слоем позволяет выяснить их связь с эпитаксией (см. 13.10). Различие между эпитаксией и смешанными кристаллами с адсорбционным слоем состоит, в частности в том, что в первом случае речь идет об эпигенетическом, а во втором случае — о сингенетическом процессе срастания. [c.330]

В большинстве работ по исследованию эпитаксии используется метод быстрых электронов (30—100 кв). При этом сечение пучка составляет около 0,1 мм, так что дифракционную картину образует большое число отдельных кристаллов. В некоторых электронографах используются более тонкие и более интенсивные электронные пучки [72], что позволяет уменьшить число отражающих кристаллов. При работе с пучками указанных энергий и использовании методики на просвет толщина пленок не должна превышать нескольких сотен ангстремов из-за значительного увеличения неупругого рассеяния с ростом толщины. Для преодоления этой трудности при необходимости исследования более толстых слоев имеются два пути. Первый состоит в увеличении энергии электронов. Согласно Молленштедту [73], возможно десятикратное увеличение толщины пленок А при изменении ускоряющего напряжения от 80 до 500 кв. Кроме того, 24 [c.24]

В рамках выполняемой НИР проводятся исследования по получению таких гетероструктур на основе полупроводников А В методами газофазной и жидкофазной эпитаксии. Для случая газофазной эпитаксии с использованием металлорганических соединений проанализировано влияние технологических условий ее проведения на концентрационные профили распределения легирующих примесей в гетероструктурах с квантовыми ямами на основе арсенида галлия и выработаны рекомендации по рационализации технологических режимов, обеспечивающих формирование резких гетерограниц. Исследовано влияние упругих напряжений на сегрегационные явления при формировании гетероструктур на основе (А1)1пОаА8/ОаАз с одиночными и множественными квантовыми ямами, предназначеннь[х для изготовления излучающих и фотоприемных устройств. Предложена расчетная модель для описания наблюдаемых явлений. Сравнение результатов расчетов с экспериментальными данными позволяет сделать вывод о существенном вкладе упругой составляющей в суммарную свободную энергию системы в гетороструктурах с докритиче-ской толщиной эпитаксиальных слоев. [c.157]

Третий период в изучении эпитаксии по определению Зейферта f5] может быть назван физико-химическим. С одной стороны, совершенствование экспериментальных методов, в частности развитие электронномикроскопического и электронографического анализов, позволивших изучать начальные стадии процесса кристаллизации, и, с другой, глубокие теоретические исследования процессов роста кристаллов, все это позволило перейти к количественному рассмотрению явления. Правда, количественные результаты получены пока лишь для некоторых упрощенных моделей, но и это можно считать значительным достижением. [c.8]

Представляют интерес систематические исследования взаимной эпитаксии металлов, выполненные Шираи, Фукуда и Номура [61]. В работе этих авторов электронографическим методом изучались конденсаты N1, Си, Рё, А1, Аи, А и РЬ (толщина [c.109]

Выяснению механизма образования зародышей в значительной степени способствовало исследование Грюибаума, Ньюмена и Пэшли [43]. Они нашли зависимость критической толщины слоя Лкр, дающего наблюдаемую дифракционную картину, от температуры конденсации при эпитаксии Си на плоскости (111) Ag при этом йкр, как и ранее, определялась методом радиоактивного осадка. Авторы установили, что дифракционные рефлексы от ориентированных зародышей меди появляются внезапно при некоторой Акр, которая зависит от температуры под- [c.218]

В качестве примера структурного исследования, осуществленного только с использованием метода дифракции электронов, можно привести изучение тонких ориентированно-растущих слоев полимерных кристаллов. Явление эпитаксии, широко распространенное среди низкомолекулярных соединений, наблюдается также и для высокомолекулярных веществ, как это было впервые показано Д. Виллемсом и И. Виллемсом [38]. Эти авторы установили, что полиэтилен, кристаллизуемый из разбавленного раствора на плоскости спайности кристалла хлористого натрия с индексом (001), дает игольчатые кристаллы, видимые в обычном оптическом микроскопе. Оси этих игольчатых кристаллов ориентированы параллельно направлениям (ПО) и (ПО) кристаллов каменной соли. [c.249]

Физические методы, используемые в совокупности с кинетическими, должны быть полезны в выяснении механизма отдельных стадий реакции — поверхностных реакций, которые происходят в течение периода индукции и приводят к образованию зародышей и которые неизбежно сопровождаются различными модификациями свойств поверхности твердого реагента. Эти изменения можно обнаружить с помощью измерений электропроводности, магнитной восприимчивости или потенциала поверхности, а также с помощью магнитного резонанса или инфракрасной снектрофотометрии. Физические методы могут оказать также большую помощь при разрешении некоторых частных, теоретически важных проблем, например, речь идет об изучении строения реакционной поверхности раздела, об изучении структурных связей, которые существуют между твердыми веществами, ограничивающими эту поверхность раздела, или даже просто о непосредственном определении ее площади. Эти вопросы находятся на стадии исследования. В частности, очень полезно было бы узнать, в каких случаях точка контакта между реагентом и продуктом его реакции может играть роль зародыша, имеет ли в таком процессе значение структурное соответствие (эпитаксия). [c.455]