Ратушный Методы получения епитаксиалных гетерокомпозиций 2012

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Последние успехи и достижения современной электронной техники во многом обязаны прогрессу в создании полупроводниковых приборов и устройств на их основе. Уникальные характеристики полупроводниковых оптоэлектронных приборов последнего поколения во многом определяются прогрессом в технологии формирования эпитаксиальных гетероструктур на основе полупроводниковых твердых растворов. При выращивании этих тонких пленок экспериментаторы и технологи вынуждены контролировать целый ряд параметров, таких, как материал, структура подложки, ее химическая и физическая чистота, температура, состав пара или растворарасплава, интенсивность поступления пара или газовой смеси, температурный профиль раствора и т.п. Обычно эти параметры подбираются эмпирически для нужных структуры и состава пленки.

Учет взаимосвязи между свойствами материала и способом его производства позволит научно обоснованно прогнозировать наличие определенных свойств у новых полупроводниковых материалов и управлять этими свойствами.

В последнее время требуется получать все более и более сложные пленки как по составу, так и по структуре. Именно на стадии получения гетероструктур формируются основные параметры приборов, поэтому разработка более эффективных и прецизионных технологических процессов, обеспечивающих высокую точность и однородность состава, свойств получаемых материалов является важной задачей.

Развитие перспективных информационных технологий основывается на использовании методов и объектов нанотехнологии и, в частности, оптических наноструктур. Следовательно, особое внимание следует уделить развитию методов получения низкоразмерных структур. Как уже отмечалось, для получения гетероструктур с квантовыми ямами и сверхрешетками существует принципиальная необходимость использования технологий с низкими скоростями роста [1]. Поэтому на практике для создания полупроводниковых сверхрешеток используют молекулярно лучевую эпитаксию (МЛЭ) или рост из газовой фазы с использованием металлоорганических соединений (РГФ МОС).

191

В заключение отметим, что основным методом создания полупроводниковых гетероструктур, которые будут определять развитие полупроводниковой технологии в обозримом будущем, является эпитаксия. В результате, актуальной задачей является как усовершенствование классических методов гетероэпитаксии (молеку- лярно-лучевая эпитаксия, газофазная эпитаксия, жидкофазная эпитаксия), так и разработка новых методов.

192

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Алферов Ж.И. История и будущее полупроводниковых гетерост-

руктур. //ФТП. 1998. т.32. №1. С. 3 – 18.

2.Таиров Ю.М., Цветков В.Ф. Технология полупроводниковых и диэлектрических приборов. СПб: Лань, 2002.

3.Кузнецов В.В., Лунин Л.С., Ратушный В.И. Гетероструктуры на основе четверных и пятерных твердых растворов соединений АIIIВV. Ростов н/Д.: Изд-во СКНЦ ВШ, 2003.

4.Леденцов Н.Н. Наноструктуры - как это делает природа.// Лекторий Научно-образовательного центра ФТИ им. А.Ф. Иоффе, 13 октября 2000 г. URL: http:// edu.ioffe.ru. lectures/leden (дата обращения: 21.04.2009).

5.Лозовский В.Н., Лунин Л.С. Пятикомпонентные твердые растворы соединений A3B5 (новые материалы оптоэлектроники). Ростов н/Д.: Издво Ростовского университета, 1992.

6.Дорджин Г. С., Можаров Л. М. Эпитаксия. // Физическая энцикло-

педия, 2011. URL : http://www.femto.com.ua /articles/part_2/4765.html (дата обращения 21.01.2011)

7.Херман М. Полупроводниковые сверхрешетки. М.: Мир, 1989.

8.Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры. / Под ред. Ж.И. Алферова, Ю.В. Шмарцева./ Пер. с англ. М.: Мир, 1989.

9.Вавилова Л.С., Капитонов В.А., Д.А. Лифшиц и др. Фотолюминесцентные и электролюминесцентные свойства спонтанно формирующихся периодических InGaAsP-структур.//ФТП, 2000. Т. 34. Вып.3. С. 325–328.

10.Ансельм А. И. Введение в теорию полупроводников. М: Наука,

1978.

11Гутман Ф., Лайонс Л. Органические полупроводники. М.: Наука, 1970. 696с.

12.Случинская И.А. Основы материаловедения и технологии полупроводников. М.: МИФИ, 2002. 376 с.

13.Алферов Ж.И., Казаринов Р.Ф. Авторское свидетельство №181737, заявка N 950840 с приоритетом от 30 марта 1963 г.

14.Esaki L., Tsu R. Superlattice and negative differential conductivity in semiconductors. // IBM Journal of Research and Development, 1970. V. 14.

№1. Р. 61 − 65.

15.Технология тонких плёнок. / Под ред. Л. Майссела, Р. Гленга. М.: Советское радио, 1977.

16.Лунин Л.С., Сысоев И.А., Смолин А.Ю., Баранник А.А. Техника градиентной эпитаксии полупроводниковых гетероструктур электронной техники. Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ ЮФУ, 2008.

17.Трофимов В. И., Осадченко В. А. Рост и морфология тонких пленок. М.: Энергоатомиздат, 1993.

193

18.Фольмер M. Кинетика образования новой фазы.: Пер. с нем. М.:

Наука, 1986.

19.Палатник Л.С., Папиров И.И. Эпитаксиальные пленки М.: Наука,

1971.

20.Александров Л.Н. Кинетика образования и структуры твердых слоев. Новосибирск: Наука, 1972.

21.Чернов А.А. Гиваргизов Е.И. Багдасаров Х.С. Современная кристаллография. Образование кристаллов. Т. 3. М.: Наука, 1980.

22.Уфимцев В. Б., Акчурин Р. Х. Физико-химические основы жидкофазной эпитаксии. М.: Металлургия, 1983.

23.Жданов В.П., Павличек Я., Кнор З. Нормальные предэкспоненциальные факторы для элементарных физико-химических процессов на

поверхности. // Поверхность, 1986. № 10. С. 41−50.

24.Кукушкин С.А., Слезов В.В. Дисперсные системы на поверхности твердых тел. СПб.: Наука, 1996.

25.Бобыль А.В., Карманенко С.Ф. Физико-химические основы технологии полупроводников. Пучковые и плазменные процессы в планарной технологии: Учебное пособие. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2005.

26.Байдусь Н.В., Звонков Б.Н. Выращивание эпитаксиальных слоев арсенида галлия методом газофазной эпитаксии из металлорганических соединений: Описание лабораторной работы. Нижний Новгород: ННГУ им. Н.И. Лобачевского, 1999.

27.Griffits R. J. M., Chew N. G., Cullis A.G., Joyce G.C. // Electronics Lett., 1983. V. 19. P. 988.

28.Разуваев Г.А., Грибов Б.Г., Домрачев Г.А., Саламатин Б.А. Металлоорганические соединения. М.: Наука, 1972.

29.Казаков И.П., Цехош В.И.. Выращивание слоев GaAs методом мо- лекулярно-лучевой эпитаксии: Учебно-исследовательская работа. М.:

ФИАН, 1998.

30.Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры. /Под ред. Л. Ченга и К. Плога./ Пер. с англ. М.: Мир, 1989.

31.Денисов А. Г., Садофьев Ю. Г., Сеничкин А. П. Молекулярнолучевая эпитаксия (особенности технологии и свойства пленок). // Обзоры по электронной технике. Технология, организация производства и обору-

дование, 1980. Вып. 14 (762). Сер. 7.

32Рзаев М.М., Лойко Н.Н.. Выращивание гетероструктур и сверхрешеток на основе кремния, германия и их твердых растворов методом мо- лекулярно-лучевой эпитаксии на установке «Катунь»: Учебноисследовательская работа. М.: ФИАН, 1998.

33.Chandra A. Surface and interface depletion corrections to free carrier density determinations by Hall measurements. //Solid-State Electronics. год? V. 22. P. 645 − 650.

194

34.Wolfe C.M., Stillman G. E. Appl. Phys. Lett., 1975. 27. Р. 564.

35.Yano M., Nogami M., Matsuchima Y., Kimata M. Molecular beat epi-

taxial growth of InAs. // J. Appl. Phys., 1977. V. 16. № 12. P. 2131−2137.

36. Кантер Б.Э., Никифоров А.И., Пчеляков О.П. Фоновое легирование пленок при молекулярно-лучевой эпитаксии кремния.// Письма в ЖТФ, 1998. Т. 24. № 3. С. 24−29.

37.Сидоров Ю. Г., Дворецкий С. А., Михайлов Н. Н. и др. Молеку-

лярно-лучевая эпитаксия узкозонных соединений CdxHd1-xTe. Оборудование и технология. //Оптический журнал, 2000. Т. 67. № 1. С. 39.

38.Варавин В. С., Гутаковский А. К., Дворецкий С. А. и др. Состояние и перспективы молекулярно-лучевой эпитаксии CdxHg1-xTe. // При-

кладная физика, 2002. № 6. С. 25−41.

39. Moon R.L., Antypas G.A., James L.W. Bandgap and Lattice Constant of GaInAsP as a Function of Alloy Composition.// J. Electron Materials, 1974. V.3. Р. 635−644.

40.Казаков В.В. Твердые растворы AlGaInAsP на основе GaAs и InP, полученные в поле температурного градиента и их свойства. Канд. диссертация. Новочеркасск, 1996.

41.Лунин Л.С., Аскарян Т.Г., Овчинников В.А. Исследование полупроводниковых гетероструктур InAlGaAsSb/GaSb. // Изв. СКНЦ ВШ Ес-

теств. науки, 1991. № 3. С. 39−43.

42. Казаков В.В., Ермолаева Н.В., Мышкин А.Л. Исследование зависимости структурного совершенства многокомпонентных твердых растворов типа А3В5 от уровня их легирования висмутом. // Сборник научных трудов. Новочеркасск, 2000. С. 46−50.

43.Cook L.W. et al. High puriti InP and InGaAsP grown by liquid phase epitaxy. // Journal of Crystal Grows, 1982. V. 56. № 2. Р. 475−484.

44.Kasunaki T., Nakajina K. The effect of growth temperature and impurity doping on composition of LPE InGaAsP on InP. //Journal of Crystal

Growth, 1982. V. 58. № 2. Р. 387−392.

45.Лозовский В.Н., Лунин Л.С., Попов В.П. Зонная перекристаллизация градиентом температур полупроводниковых материалов. М.: Металлургия, 1987.

46.Гореленок А.Т.Проблемы технологии изопериодических многокомпонентных гетероструктур А3В5 для фотоприемников спектрального

диапазона 1,1 − 1,6 мкм. // Фотоприемники и фотопреобразователи. Л., 1986. С. 37.

47. Quillec J., Benchmol L., Skempkes S., Launois H. High mobiliti in liquidphase epitaxial InGaAsP free of composition modulations // Appl. Phys. Lett., 1983. V. 4. № 10. Р. 886−888.

195

48.Coleman J.J. Аrsenic and gallium distribution coefficient in liquid-

phase epitaxial GaxIn1-xAsyP1-y.// Appl. Phys. Lett., 1978. V. 32. № 6. Р. 388– 390.

49.Ратушный В.И., Олива Э.В. Влияние кристаллографической ориентации подложки на эпитаксиальный рост. //Изв. вузов Сев.-Кавк. реги-

он. Техн. науки, 2001. №2. С. 90–92.

50.Ермолаева Н.В., Казаков В.В. Влияние различных факторов и состава твердого раствора в системе Al-Ga-In-P-As на формирование дислокационной структуры эпитаксиальных слоев.// Изв. вузов Сев.-Кавк. реги-

он. Техн. науки, 2001. С. 88–90.

51.Сорокин В.С. Эффект стабилизации периода решетки в четырехкомпонентных твердых растворах. //Кристаллография, 1986. Т. 31. Вып. 5.

С. 844 − 851.

52.Cтрельченко С.С., Лебедев В.В. Соединения А3В5. Справочник. М.: Металлургия, 1984.

53.Сорокин В.С., Рубцов Э.Р. Расчет спинодальных изотерм в пятикомпонентных твердых растворах AIIIBV. // Неорг. материалы, 1993. Т. 29.

№1. С. 28−32.

54.Аскарян Т.А. Исследование гетеросистем на основе пятикомпонентных твердых растворов АIIIBV. Канд. Диссертация. Новочеркасск, 1980.

55.Кузнецов В.В., Москвин П.Н., Сорокин В.С. Неравновесные явления при жидкостной гетероэпитаксии полупроводниковых твердых растворов. М.: Металлургия, 1991.

56.Малышкин В.Г., Щукин В.А. Развитие неоднородностей состава при послойном росте эпитаксиальной пленки твердых растворах полу-

проводников A3B5. //ФТП, 1993. Т. 27, Вып. 11−12. С. 1932−1942.

57. Ипатова И.П., Малышкин В.Г., Маслов А.Ю., Щукин В.А. Образование структур с периодической модуляцией состава при когерентном разделении фаз в четверных твердых растворах полупроводников А3В5.//

ФТП, 1993. Т. 27. Вып. 2. С. 285−298.

58. Henoc P., Israel A., Launois M. Composition modulation in liquid phase epitaxial InGaAsP layers lattice matched to InP substrates.//Applied Physics Letters, 1982. V. 40. № 11. Р. 963−965.

59.Хачатурян А.Г. Теория фазовых превращений и структура твердых растворов. Монография. М.: Наука, 1974.

60.Скрипов В.П., Скрипов А.В.. Спинодальный распад (Фазовый переход с участием неустойчивых состояний)//Успехи физических наук,

1979. Т. 128. № 2. С. 193−231.

61. Stringfellow G.B. Immiscibility and spinodal decomposition in III/V alloys. //Journal of Crystal Grows., 1983. V.65. № 1–3. Р. 454−462.

196

62.Stringfellow G.B. Miscibility gaps in quaternary III/V alloys. //Journal of Crystal Grows., 1982. V 58. № 1. Р. 194−202.

63.Onabe K. Calculation of miscibility gaps in quaternary InGaAsP with strictly regular solution approximation.//J. Appl. Phys., 1982. V. 21. № 5. P.

797−798.

64. Onabe K. Unstable regions in type A1-x-y BxC1-yD III-V quaternary solid solutions calculated with strictly regular solution approximation //J.Appl. Phys., 1983. V. 22. № 2. P. 287−291.

65. De Cremoux B. The crystallization path: A way to the GaxIn1-xAsyP1-y phase diagram.// IEEE Journal of Quantum Electronics, 1981. V. 17. № 2. Р. 123−127.

66.Ермолаева Н.В. Выращивание многокомпонентных твердых растворов соединений А3В5 в области термодинамической неустойчивости методом зонной перекристаллизации градиентом температуры. Канд. диссертация. Новочеркасск, 2001.

67.Mahajan S., Dutt B.V., Temkin H. Spinodal decomposition in InGaAsP

epitaxial layers. // J. of Cryst. Growth.,1984. V. 68. № 2. P. 589−595.

68.Васильев В.И., Дерягин А.Г., Кучинский В.И. и др. Свойства твердых растворов GaInAsSb в области спинодального распада, полученных из сурьмянистых растворов-расплавов методом жидкофазной эпитаксии.

//Письма в ЖТФ, 1998. Т. 24. № 6. С. 58−62.

69.Рубцов Э.Р. Особенности фазовых превращений в системах твердых растворов с низкой термодинамической неустойчивостью: Автореферат дис канд. физ.-мат. наук. Л.: 1994.

70.Сысоев И.А. Метод зонной перкристаллизации градиентом темпе-

ратур в технологии оптоэлектронных приборов на основе многокомпонентных полупроводниковых соединений А3В5. Канд. диссертация. Новочеркасск, 1993.

71.Красильников В.С., Югова Т.Г. и др. Влияние состава твердых растворов на условия когерентного роста эпитаксиальных слоев GaxIn1-xAsyP1-y.

//Кристаллография, 1988. Т. 33. Вып. 6. С. 1469 −1477.

72.Ратушный В.И., Мышкин А.Л. Особенности технологии получения многокомпонентных твердых растворов AlGaPAs и AlInGaPAs методом зонной перекристаллизации градиентом температуры. //Изв. вузов

Сев.-Кавк. регион. Техн. науки, 2001. № 2. С. 86−88.

73.Цимерман Р. Цифровые системы управления. М.: Мир, 1984.

74.Ефимов И.Е., Козырь И.Я., Горбунов Ю.И. Микроэлектроника. Учебное пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1986.

75. Технология СБИС: В 2-х кн. Кн. 1./ Под ред. Ф.М. Зи. М.: Мир,

1986.

197

76.Зеленин В.В. и др. Некоторые аспекты газофазной эпитаксии кар-

бида кремния. // ФТП, 2001. Т. 35. Вып. 10. С. 1169−1171.

77.Кожитов Л.В., Карпухин В.В., Улыбин В.А. Технология эпитаксиальных слоев и гетерокомпозиций: Учебно-метод. пособие для студентов специальности 200100. М.: МИСиС, 2001.

78.Ежовский Ю.К. Поверхностные наноструктуры – перспективы синтеза и использования.// Соросовский Образовательный журнал, 2000.

Т.6. № 1. С. 56−63.

79.Малыгин А.А., Ежовский Ю.К. Оборудование процесса химической сборки материалов: Учеб. пособие. Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1987.

80.Лифшиц В.Г. Поверхностные фазы и выращивание микроэлектронных структур на кремнии // Соросовский Образовательный журнал.

1997. № 2. С. 107−114.

81.Малыгин А.А. Химическая сборка поверхности твердых тел методом молекулярного наслаивания. //Соросовский Образовательный жур-

нал. 1998. № 7. С. 58-64.

82.Алехин А.П. Физико-химические основы субмикронной техноло-

гии. М.: МИФИ, 1996.

198