МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» И. А. Сысоев, Л. С. Лунин РАСТВОРОВ АIIIВV ЧЕРЕЗ ТОНКУЮ ГАЗОВУЮ ЗОНУ ГРАДИЕНТНАЯ ЭПИТАКСИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОИ НАНОСТРУКТУР ТВЕРДЫХ МОНОГРАФИЯ Ставрополь 2015 УДК 539.21 ББК 22.36 С 95 Рецензенты: доктор химических наук, профессор Д. П. Валюхов, доктор технических наук, профессор А. Е. Панич Сысоев И. А., Лунин Л. С. <...> С 95 Градиентная эпитаксия для получения микрои наноструктур твердых растворов АIIIВV через тонкую газовую зону: монография. <...> ISBN 978-5-9296-0785-1 В монографии представлены физико-химические основы градиентной эпитаксии (ГЭ) в газовой фазе через тонкую зону применительно к многокомпонентным соединениям АIIIВV. <...> Приводится методика и алгоритм расчета по закономерностям роста эпитаксиальных слоев для многокомпонентных твердых растворов соединений АIIIВV. <...> Обсуждаются возможности получения различных микро- и наноструктур соединений АIIIВV с помощью ГЭ через газовую зону. <...> Рассмотрено влияние различных технологических параметров (температура, температурный градиент, толщина зазора между источником и подложкой и т. д.) на свойства получаемых гетероструктур. <...> ISBN 978-5-9296-0785-1 © ФГАО УВПО СевероКавказский Федеральный университет, 2015 - 2 - Введение В данной работе рассматриваются физико-химические основы градиентной эпитаксии (ГЭ) в газовой фазе через тонкую зону применительно к многокомпонентным соединениям АIIIВV. <...> Приводятся факторы, влияющие на процесс эпитаксиального роста в поле температурного градиента, а также особенности термодинамического анализа при массопереносе в газовой фазе твердых растворов АIIIВV. <...> Рассматривается влияние состава и структуры источника при перекристаллизации на условия роста и распределение компонентов в твердых растворах АIIIВV [23]. <...> Приводится методика и алгоритм расчета по закономерностям <...>
Градиентная_эпитаксия_для_получения_микро-_и_наноструктур_твердых_растворов_АIIIВV_через_тонкую_газовую_зону_монография.pdf
УДК 539.21
ББК 22.36
С 95
Рецензенты:
доктор химических наук, профессор Д. П. Валюхов,
доктор технических наук, профессор А. Е. Панич
Сысоев И. А., Лунин Л. С.
С 95 Градиентная эпитаксия для получения микрои
наноструктур твердых растворов АIIIВV через тонкую
газовую зону: монография. – Ставрополь: Изд-во СКФУ,
2015. – 97 с.
ISBN 978-5-9296-0785-1
В монографии представлены физико-химические основы градиентной
эпитаксии (ГЭ) в газовой фазе через тонкую зону применительно
к многокомпонентным соединениям АIIIВV. Приводится методика
и алгоритм расчета по закономерностям роста эпитаксиальных
слоев для многокомпонентных твердых растворов соединений АIIIВV.
Обсуждаются возможности получения различных микро- и наноструктур
соединений АIIIВV с помощью ГЭ через газовую зону. Рассмотрено
влияние различных технологических параметров (температура,
температурный градиент, толщина зазора между источником и
подложкой и т. д.) на свойства получаемых гетероструктур.
Монография адресована магистрам, асптирантам и преподавателям,
а также исследователям, работающими в области технологии
полупроводниковых материалов соединений А3В5 с микро- и наноструктурой.
Работа
выполнена при финансовой поддержке гранта
Минобрнауки России в рамках государственного задания
по проекту №2014/16, код проекта: 2516.
УДК 539.21
ББК 22.36
© Сысоев И. А., Лунин Л. С.
ISBN 978-5-9296-0785-1
© ФГАО УВПО СевероКавказский
Федеральный университет, 2015
- 2 -
Стр.2
Введение
В данной работе рассматриваются физико-химические основы
градиентной эпитаксии (ГЭ) в газовой фазе через тонкую зону
применительно к многокомпонентным соединениям АIIIВV. Приводятся
факторы, влияющие на процесс эпитаксиального роста в поле
температурного градиента, а также особенности термодинамического
анализа при массопереносе в газовой фазе твердых растворов
АIIIВV. Рассматривается влияние состава и структуры источника
при перекристаллизации на условия роста и распределение компонентов
в твердых растворах АIIIВV [23].
Приводится методика и алгоритм расчета по закономерностям
роста эпитаксиальных слоев для многокомпонентных твердых растворов
соединений АIIIВV. Рассматриваются результаты расчета
распределения компонентов в эпитаксиальных слоях при различных
технологических режимах.
Обсуждаются возможности получения различных микрои
наноструктур соединений АIIIВV с помощью ГЭ через газовую зону.
Поскольку процесс диффузии в газовой области существенно
интенсивнее, чем в жидкой фазе, изменение состава и соответственно,
изменение параметров твердых растворов соединений
АIIIВV при изменении состава источника происходят быстрее, чем в
жидкой зоне. Это обстоятельство позволяет получать гетероструктуры
с более быстрым изменением параметров в области границ
между твердыми растворами или соединениями.
Рассмотрено влияние различных технологических параметров
(температура, температурный градиент, толщина зазора между источником
и подложкой и т. д.) на свойства получаемых гетероструктур.
Прежде всего, в зависимости от задачи, выполняемой
полупроводниковой структурой, необходимо получать или ненапряженные
эпитаксиальные пленки, или, напротив необходимые
напряжения при соответствующих толщинах слоев. Это дает возможность
формировать слои с минимальным количеством дислокаций,
или наноструктуры (квантовые точки и т. д.) для широкого
класса полупроводниковых приборов.
- 3 -
Стр.3
Содержание
Введение………………………………………………………. 3
1
глава
Основные свойства гетероструктур твердых
растворов на основе соединений АIIIВV………….. 4
1.1. Основные параметры двухи
трехкомпонентных гетероструктур
соединений АIIIВV……………………………... 4
1.2. Основные параметры четырехкомпонентных
гетероструктур соединений АIIIВV…………… 9
2
глава
Основы градиентной эпитаксии
многокомпонентных твердых растворов АIIIВV
в газовой фазе………………………………………. 13
2.1. Особенности термодинамического анализа
при массопереносе в газовой фазе твердых
растворов АIIIВV в поле температурного
градиента……………………………………… 13
2.2. Моделирование процесса градиентной
эпитаксии через тонкую газовую зону
применительно к соединениям АIIIВV………... 24
3
глава
Технические аспекты получения
многокомпонентных соединений АIIIВV
методом градиентной эпитаксии через тонкую
газовую зону………………………………………… 39
3.1. Технологическая оснастка и оборудование
градиентной газофазной эпитаксией………... 39
3.2. Система управления технологическим
процессом градиентной газофазной
эпитаксией…………………………………….. 50
3.3. Особенности программного обеспечения
системы управления процессом градиентной
эпитаксией…………………………………….. 56
- 95 -
Стр.95
4
глава
Особенности получения многокомпонентных
твердых растворов соединений АIIIВV с микрои
наноструктурой градиентной эпитаксией
через тонкую газовую зону……………………….. 71
4.1. Градиентная эпитаксия микроструктур
через тонкую газовую зону применительно
к соединениям АIIIВV………………………….. 71
4.2. Получение наноструктур многокомпонентных
твердых растворов соединений АIIIВV
градиентной эпитаксией через тонкую
газовую зону…………………………………... 77
Заключение………………………………………………….. 87
Литература…………………………………………………… 88
Перечень обозначений……………………………………… 93
- 96 -
Стр.96