Субструктура и оптические свойства гетероструктур на основе А3В5 тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, доктор физико-математических наук Середин, Павел Владимирович

• Середин, Павел Владимирович
• доктор физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Середин, Павел Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

Современное состояние исследований гетероэпитаксиальных структур. Обоснование актуальности темы.

ГЛАВА 1. СВОЙСТВА ЭПИТ АКСИАЛЬНЫХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВ А,В

1.1 Фундаментальные свойства полупроводниковых твердых растворов на основе А3В

1.2 Упорядочение в твердых растворах на основе А3В

1.3 Распады в твердых растворах на основе полупроводников А3В5 Спинодальный распад - фазовый переход с участием неустойчивых состояний.

1.4 Выводы. Цели и задачи, решаемые в работе.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Характеристики исследуемых гетероструктур.

2.2 Методики исследования полупроводниковых гетероструктур.

2.3 Определение состава твердого раствора и внутренних напряжений полупроводниковых гетероструктур на основе А3В5 методами рентгеноструктурного анализа.

2.3.1 Особенности рентгенографического метода обратной съемки.

2.3.2 Методика определения параметра решетки и состава твердого раствора с учетом внутренних напряжений в соответствии с законом Вегарда.

2.3.3 Основы стандартных геометрий рассеяния.

2.3.4 Определение напряжений в псевдоморфных гетероструктурах.

2.3.5 Метаморфные структуры: метод асимметричного отражения.

2.3.6 Методика разложения дифракционных профилей.

2.4 Оптические методы исследования

2.4.1 ИК - спектроскопия на отражение. Моделирование ИК спектров отражения от эпитаксиальных гетероструктур

2.4.2 Приближение однофононного резонанса для расчета спектра бинарного кристалла GaAs.

2.4.3 Моделирование ИК - спектров в модели пленка - подложка. Усовершенствование модели применительно к многокомпонентным системам.

2.4.4 Рамановская спектроскопия (комбинационное рассеяние света - КРС).

2.4.5 Фотолюминесцентная спектроскопия (ФЛ).

2.5 Микроскопические методы исследования поверхности гетероструктур.

2.5.1 Атомно - силовая микроскопия (АСМ) наноструктур.

2.5.2 Растровая электронная микроскопия (РЭМ).

2.6 Выводы.

ГЛАВА 3. ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ НА ОСНОВЕ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ AlxGa,xAs/GaAs(100)

3.1 Характер закона Вегарда в эпитаксиальных твердых растворах AlxGa,.xAs.

3.1.1 Твердые растворы AlxGaixAs в гетероструктурах, выращенные МОС-гидридной эпитаксией.

3.1.2 Результаты АСМ - исследований поверхности.

3.1.3 ИК - спектры отражения от эпитаксиальных гетероструктур. Плазмон — фононные спектры в гомоэпитаксиальных гетероструктурах. Моделирование ИК-спектров в адиабатическом приближении и модели пленка - подложка.

3.2 Сверхструктурная фаза AlGaAs2 в МОС - гидридных гетероструктурах AlojoGao 50As/GaAs(100).

3.2.1 Дифрактометрические исследования упорядочения в AlxGai xAs при х~0.50, выращенных на подложках GaAs(lOO).

3.2.2 Рентгенографические исследования. Прецизионное определение параметров.

3.2.3 Результаты АСМ - исследований поверхности гетероструктур со сверхструктурной фазой.

3.2.4 ИК - спектры отражения от эпитаксиальных гетероструктур, содержащих сверхструктурную фазу AlGaAs2.

3.2.5 Фотолюминесцентная спектроскопия МОС-гидридных твердых растворов AlxGaixAs со сверхструктурированием.

3.3 Высоколегированные гетероструктуры на основе AlxGaj.xAs:Si. Влияние кремния на релаксацию кристаллической решетки.

3.3.1 Рентгеноструктурные исследования

3.3.2 Образование твердых растворов в гомоэпитаксиальных структурах GaAs:Si/GaAs(100)

3.3.3 Образование четверных твердых растворов в гетероструктурах AlGaAs:Si/GaAs(100)

3.3.4 ИК-спектры гетероструктур AlxGai.xAs:Si/GaAs(100)

3.3.5 Фото люминесцентные спектры гетероструктур AlxGa|. xAs:Si/GaAs(100)

3.3.6 Обсуждение результатов исследований

3.4 Автолегированние углеродом гетероструктур AlxGai xAs:C/GaAs(100), полученных при пониженных температурах.

3.4.1 Рентгеноструктурные исследования

3.4.2 ИК-спектры отражения гетероструктур AlxGai xAs:C/GaAs(100).

3.4.3 Рамановские спектры

3.4.4 Спектры фотолюминесценции гетероструктур AlxGai. xAs:C/GaAs(100)

3.4.5 Определение концентраций углерода в твердых растворах.

3.5 Выводы

ГЛАВА 4. ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ НА ОСНОВЕ ТРОЙНЫХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ Gaxrnl xP и InxGa,.xAs

4.1 Неустойчивость твердых растворов Оах1п[.лР.

4.1.1 Рентгеноструктурные исследования

4.1.2 Морфологические исследования поверхности гетероструктур.

4.1.3 Распад твердых растворов Сах1п1„хР.

4.2 Влияние буферного пористого слоя и легирования диспрозием на внутренние напряжения в гетероструктурах Са1пР:Бу/рог-СаАз/СаАвООО)

4.2.1 Дифрактометрические исследования и микроскопия.

4.2.2 ИК-спектры отражения

4.3 Упорядочение в системе метаморфных эпитаксиальных твердых растворов 1пхСа1хА8.

4.3.1 Определение биаксиалы-гой деформации пленок 1пхСа1.хА8 методом рентгеновской дифракции

4.3.2 Электронная микроскопия метаморфных слоев 1пчСа1„хА8.

4.3.3 Упорядочение в эпитаксиальном твердом растворе 1п0.48Са0 ззАв.

4.4 Многослойные гетероструктуры на основе 1пхСа1.хАз с погруженными монослоями ваАв и 1пАз.

4.4.1 Результаты исследования ИК - спектров отражения

4.4.2 Расчет относительных напряжений решетки в многослойных гетероструктурах.

4.4.3. Анализ полученных результатов

4.5 Выводы

ГЛАВА 5. ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ С ЧЕТВЕРНЫМИ ТВЕРДЫМИ РАСТВОРАМИ СаДп,.хА8уРи ПРИ ЗАМЕЩЕНИИ АТОМОВ В ДВУХ ПОДРЕШЕТКАХ, ПОЛУЧЕННЫЕ МЕТОДОМ ЖФЭ

5.1 Рентгеноструктурные исследования жидкофазных гетероструктур

5.2 Морфология поверхности и сколов эпитаксиальных гетероструктур Са^п^хАз^.у/Саип^Р/СаАз (100) и GaxIni.JP/GaJni. хАз^.у/СгаЛп^Р ЮаАь (100)

5.3 Фотолюминесценция гетероструктур с четверными твердыми растворами

5.4 Анализ данных, полученных в результате комплексной диагностики объектов исследования. Расчеты параметров и составов компонент гетероструктур.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Субструктура и оптические свойства гетероструктур на основе А3В5»

Уникальность свойств многослойных гетероструктур определяется атомными и электронными процессами, протекающими как в самих слоях, так и на границах между слоями. В связи с этим происходит постоянная модернизация технологий получения этих структур одновременно с развитием прецизионных методов диагностики и теории явлений в низкоразмерных системах.

Полупроводниковые соединения А3В5 и твердые растворы на их основе, в которых можно управлять шириной запрещенной зоны путем изменения состава, получать сверхструктурные фазы и доменную структуру, остаются в центре внимания исследователей в области полупроводниковой оптоэлектроники. Эти твердые растворы (ТР) имеют положительную энтальпию образования, что создает возможность их спонтанного распада при определенных температурах. В результате распада ТР могут самопроизвольно возникать структурные и фазовые неоднородности, в том числе сверхструктурные фазы упорядочения с образованием доменной структуры. Такие сложные системы наряду с бинарными соединениями А3В5 являются исходными материалами для компонентов микро и оптоэлектронных устройств.

Спонтанное возникновение периодически упорядоченных структур на поверхности и в эпитаксиальных пленках полупроводников охватывает широкий круг явлений в физике твердого тела и в полупроводниковой технологии, обусловленных процессами самоорганизации в конденсированных средах. Взрыв интереса к данной области связан с необходимостью получения полупроводниковых наноструктур с характерными размерами <100 нм. Спонтанное упорядочение наноструктур позволяет получать включения узкозонных полупроводников в широкозонной матрице и наоборот, и тем самым создавать локализующий потенциал для носителей тока. Периодические структуры таких включений могут образовывать сверхрешетки, состоящие из квантовых ям, проводов или точек. Явления спонтанного возникновения наноструктур создают основу для новой технологии получения упорядоченных массивов неоднородностей — базу для опто- и микроэлектроники нового поколения.

Актуальность проблемы упорядочения в то же время связана и с модификацией фундаментальных свойств полупроводниковых систем, обусловленной изменением симметрии сфалеритной структуры соединений А3В:>, следствием которого является возможное изменение ширины запрещенной зоны, переход от непрямозонного к прямозонному полупроводнику, инверсному порядку следования зон, усложнению оптических спектров сверхструктурных фаз в результате снятия вырождения с состояний потолка валентной зоны и дна зоны проводимости.

Обзор современной литературы дает представление о спонтанном упорядочении и образовании наноразмерных неоднородностей в твердых растворах на основе Ш-У. Однако, хорошо развитые теоретические представления в этих работах зачастую не подкреплены экспериментально. Потому экспериментальные исследования возникновения наноструктур в результате упорядочения или распадов в системах твердых растворов для достаточно хорошо согласованных по параметрам решетки твердых растворов А1хОа1.хАз, Са-Дп^Р, СаДп^АЗуР]^, а также в метаморфных ТР Ыхва^хАБ и многослойных структурах являются актуальными и практически важными.

Очевидно, что прогресс в экспериментальном изучении физических свойств квантоворазмерных структур тесно связан с развитием технологии их получения и в значительной мере им и определяется. Изготовление квантово-размерных структур в большинстве случаев требует создания полупроводниковых гетеропереходов с необходимыми свойствами. Для создания структур с двумерным электронным газом на основе гетеропереходов основным условием является требование близости параметров кристаллических решеток у обоих полупроводников, образующих гетеропару. Нарушение этого условия может привести к образованию высокой плотности дислокаций несоответствия вблизи гетерограницы, что резко ухудшает свойства переходов и делает невозможным наблюдение эффектов размерного квантования.

Поэтому моделирование физических процессов в полупроводниковой технологии, позволяющих выявлять оптимальные режимы получения ненапряженных эпитаксиальных слоев твердых растворов А3В5 максимально согласованных с параметром решетки монокристаллической подложки, в том числе с помощью легирования высокими концентрациями, по-прежнему остаются одной из актуальных задач современной физики и технологии полупроводниковых гетероструктур.

Цель работы заключалась в установлении основных закономерностей образования микро - и нано неоднородностей в гетероструктурах в результате распадов тройных и четверных твердых растворов на основе А3В5 или их упорядочения, а также в определении технологических условий полного согласования параметров решетки твердых растворов различных составов с монокристаллической подложкой СаАэ (100). Для достижения поставленной цели в настоящей работе решались следующие основные задачи:

-Исследование особенностей возникновения квазипериодических неоднородностей: сверхструктурных фаз упорядочения, микро- и нанодоменов в однослойных эпитаксиальных гетероструктурах на основе тройных твердых растворов А^Са^Аэ, Оах1пКхР, 1пхСа1хА5 выращенных методами жидкофазной и МОС-гидридной эпитаксии на ОаА8(ЮО), рентгеноструктурными, микроскопическими и оптико-спектроскопическими методами;

-Определение параметров кристаллических решеток и оптических свойств новых фаз;

-Изучение фазообразования под влиянием спинодального распада твердых растворов;

-Влияние легирования диспрозием и промежуточного буферного пористого слоя СаАэ на свойства эпитаксиальных гетероструктур Сах1п|хР:Оу/рог-ОаАв/ОаАзООО);

-Определение условий получения ненапряженных, полностью согласованных по параметру кристаллической решетки с подложкой СаАв(ЮО), эпитаксиальных твердых растворов AI.xGai.xAs различных составов путем легирования кремнием и углеродом. Определение необходимых концентраций соответствующих примесей; -Определение параметров решетки и состава доменов, образующихся при спинодальном распаде четверных твердых растворов Сах1п1.хА8уР].у в составе тройных эпитаксиальных слоев, выращенных на монокристаллических подложках СаАэ (100);

-Идентификация колебательных состояний и определение структурных и оптических параметров многослойных эпитаксиальных гетероструктур с квантовыми ямами и \у-канавками методом ИК-спектроскопии.

Объекты и методы исследования. В работе исследовались следущие серии образцов:

-гетероструктуры с наноразмерными неоднородностями на основе тройных твердых растворов А1хСаКхАз, Оах1п1хР, 1пхОа,.хА8;

- высоколегированные гетероструктуры на основе твердых растворов А1хСа|. хАз:81 и А1хСа]-хАз:С;

-гетероструктуры на основе четверных твердых растворов СаЛп^АЗуР^,; -многослойные гетероструктуры с погруженными слоями СаАй и ¡пАя и \у-канавками.

Все гетероструктуры были получены двумя методами: химическим осаждением из газовой фазы путем разложения металлорганических соединений (МОСГФЭ или МОС-гидридная эпитаксия) и жидкофазной эпитаксией (ЖФЭ) в Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе РАН в Лаборатории полупроводниковой люминесценции и инжекционных излучателей (Санкт-Петербург).

Перспективные материалы, содержащие квантово-размерные неоднородности, представляют достаточно сложные объекты для исследований. Их структура и свойства находятся в сильной зависимости от технологии получения. Поэтому интерес представляет установление зависимости атомного строения и оптических свойств от условий формирования с целью управления их свойствами. Анализ влияния размерных эффектов в зависимости от состава на свойства исследуемых материалов производится неразрушающими методами, позволяющими получать прямые данные о структуре, оптических характеристиках, морфологии и энергетическом спектре. В данной работе использовался комплекс структурных и спектроскопических методов: рентгеновская дифрактометрия, , сканирующая электронная и атомно-силовая микроскопия, Рамановская и ИК-спектроскопия, фотолюминесцентная спектроскопия.

На защиту выносятся следующие основные положения.

1. Закономерности возникновения сверхструктурных фаз упорядочения в эгштаксиальных тройных ТР полупроводников А3В5 при половинном замещении в металлической подрешетке на основе комплексных исследований структурными и спектроскопическими методами.

2. Образование сверхструктурной фазы упорядочения являющейся химическим соединением AlGaAsa в эпитаксиальных твердых растворах AlxGaixAs при х-0.50. Кристаллическая решетка обнаруженной фазы AlGaAs2 описывается тетрагональной структурой InGaAs2-THna (Layered Tetragonal) с параметрами сХ=2а±=2*5.646=11.292А, а1—5.6532А и направлением упорядочения [100].

3. Появление новой интенсивной эмиссионной полосы в спектрах фотолюминесценции с энергией Её=2.17эВ наряду с основной полосой Её=2.05эВ в твердом растворе Al0.50Ga0.50As обусловлено образованием сверхструктурной фазы AlGaAs2.

4. Возникновение фазы упорядочения Ga2lnP3 в виде квазипериодических доменов при распаде твердых растворов GaxInixP с х~0.50 обеспечивает хорошую планарность и минимальные внутренние напряжения кристаллической решетки в гетероструктурах GaxInt. xP/GaAs(100).

5. Обнаружение упорядоченной стехиометрической фазы InGaAs2 в метаморфных твердых растворах InxGai„xAs, выращенных на GaAs(lOO).

6. Образование микродоменов с поперечной слоистой наноструктурой при спинодальном распаде четверных твердых растворах InxGai.xAsyPi-у, заключенных между слоями тройных TP GaxIni„xP.

7. Определение условий полного согласования параметров кристаллических решеток эпитаксиальных твердых растворов AlxGai xAs с подложкой GaAs(lOO) в результате образования четверных твердых растворов (AlxGai.4As)iySiy и (AlxGa1.xAs)i.yCv при легирования высокими концентрациями кремния или авто легировании углеродом.

Научная новизна

Все результаты, сформулированные в научных положениях, получены впервые, начиная от постановки задачи исследования до численных расчетов, сравнения с экспериментом и интерпретации полученных данных. Научная новизна результатов работы состоит в следующем:

1. Впервые получены экспериметальные данные о возникновении структурной неустойчивости в гетероструктурах Al0 5oGa0 50As/GaAs (100) с образованием сверхструктурной фазы, являющейся химическим соединением AlGaAs2. Решетка обнаруженной фазы AlGaAs2 описывается структурой InGaAs2-THna (Layered Tetragonal) с [100]-направлением упорядочения. Введение 12

Тетрагональное сжатие чередующихся слоев, заполненных различными атомами Ga или А1, разделенных слоями мышьяка, происходит за счет слоевого упорядочения атомов А1 и Ga в подрешетке А3. Определена величина тетрагонального сжатия в направлении эпитаксиального роста 0.997а и параметры кристаллической решетки а1—5.6532 А, сХ=2а±=2*5.646=11.292 А. Фаза упорядочения может образовывать домены и антидомены, состоящие из 10 элементарных ячеек фазы AlGaAs2 и 10 элементарных ячеек антифазы GaAlAs2 длиной 1.13 нм.

2. Впервые экспериментально установлено, что при росте эпитаксиальных гетероструктур GaxIni.xP/GaAs(100) с х~0.50 возникает фаза упорядочения Ga2InP3 имеющая решетку CuPt-B-типа и параметр кристаллической решетки a^=5.6455 А в виде квазиупорядоченных доменов. Показано, что параметр решетки фазы упорядочения Ga2InP3 мало отличается от параметра решетки матрицы твердого раствора Ga0 5ДП0 ббР, которая обладает хорошей планарностью.

3. Впервые обнаружена сверхструктурная фаза InGaAs2 в метаморфных твердых растворах InxGai4As, выращенных на GaAs(lOO). Элементарная ячейка фазы упорядочения InGaAs2 кристаллической решеткой типа Layered Tetragonal состоит из 10 элементарных ячеек типа сфалерита с параметром элементарной ячейки av=5.3577A. Атомы в металлической подрешетке сверхструктурной фазы InGaAs2 должны быть расположены таким образом, чтобы параметр кристаллической решетки в направлении роста был равен параметру неупорядоченного твердого раствора, а параметр в плоскости роста испытывал сжатие вследствие возникновения явления упорядочения. Образование сверхструктурной фазы InGaAs2 не влияет на хорошую планарность эпитаксиального твердого раствора lnxGai.xAs.

4. Экспериментально показано, что при спинодальном распаде четверных твердых растворов GaxIn,.xAsvPi-v могут образовываться квазиупорядоченные домены, ориентированные вдоль направления [110] со слоистой поперечной наноструктурой. Максимумы фотолюминесценции доменов разных составов могут иметь близкие значения, если лежат вблизи одной изоэнергетической линии.

5. В многослойных эпитаксиальных гетероструктурах с погруженными слоями СаАэ и 1пАз напряжения растяжения или сжатия в окружающих слоях \¥-канавок могут приводить к частичному расслоению твердых растворов и локализовывать в них оптические фононы, как это происходит в случае сверхрешеток.

6. Впервые экспериментально установлена и обоснована возможность полного согласования параметров кристаллических решеток твердых растворов АЦОа^Ав различных составов и монокристаллической подложки ваАз за счет управляемого введения в решетку твердого раствора кремния и углерода с образованием твердых растворов (А^СакхАЮьу^у и (А^Са^Ав)). С

При высоких концентрациях углерода (у>0.001) атомы примеси могут концентрироваться на дефектах кристаллической решетки твердого раствора (А1хСа1„хА8)1уСу с образованием нанокластеров углерода. В результате обобщения совокупность полученных результатов работы можно охарактеризовать как крупное научное достижение в области диагностики полупроводниковых гетероструктур на основе А3В5 с квазипериодическими неоднородностями дифрактометрическими и спектроскопическими методами.

Практическая значимость

1. Разработанная методика регистрации запрещенного рефлекса (600) гетероструктур А3В5 на больших брэгговских углах отражения позволяет производить прецизионные измерения параметров компонент гетероструктур с точностью до четвертого знака, за счет использования рефлекса (600) монокристаллической подложки ОаА8(ЮО) в качестве внутреннего стандарта.

2. Прецизионные измерения параметров решеток кристаллических решеток и частот оптических фононов в системах с микро- и нано неоднородностями составляют основу структурно-спектроскопической диагностики гетероструктур, необходимой для разработки технологий устройств оптоэлектроники.

3. Моделирование технологических процессов в координатах: параметры кристаллических решеток ТР - состав ТР - температура роста ТР - давление при росте ТР позволяет определять оптимальные режимы получения полупроводниковых гетероструктур АЮаА8/СаА8(100) с полностью согласованными параметрами решетки путем растворения кремния и углерода в кристаллической решетке А^а^Аз при образовании твердых растворов (А1хСа|.хА8)1.у81у и (АЦСа^Ав^.уСу.

4. Полученные автором результаты внедрены и активно используются в технологических процессах роста гетероструктур в Лаборатории полупроводниковой люминесценции и инжекционных излучателей ФТИ им. А.Ф. Иоффе.

Научная обоснованность и достоверность полученных экспериментальных результатов, представленных в диссертационной работе, определяется использованием современной экспериментальной техники и воспроизведением обнаруженных эффектов в ряде зарубежных научных коллективов, о чем свидетельствуют ссылки в статьях, обзорах и монографиях на опубликованные автором работы по теме данной диссертации. В частности:

Результаты экспериментальных исследований явления упорядочения и распада в твердых растворах на основе А3В5 с возникновением неоднородностей, в том числе наноразмерных, подтверждают теоретические данные других авторов, исследовавших аналогичные проблемы. Данные по изучению структурных свойств методами рентгеновской дифракции, спектроскопии колебательных состояний подтверждаются прямыми экспериментами (включая данные по электронной микроскопии, полученные как в рамках диссертационного исследования, так и другими авторами) и согласуются с существующими теоретическими представлениями.

Результаты расчетов спектров ИК отражения однослойных и многослойных гетероструктур с достаточно высокой точностью совпадают с экспериментальными данными, а их интерпретация соответствуют выводам других авторов, исследовавших подобные структуры.

Основные результаты работы получены в Воронежском государственном университете в течение 2001-2011 гг. в соответствии с планами НИР Университета по направлению: «Физика полупроводников» в рамках научной школы проф. Домашевской Э.П. "Атомное и электронное строение твердых тел".

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях

5-й Международной конференции "Явления релаксации в твердых телах". (Воронеж, 2004)

2-й, 3-й, 4-й Всероссийских конференциях "Физико-химические процессы в конденсированных состояниях и на межфазных границах". (ФАГРАН-2004, ФАГРАН - 2006, ФАГРАН - 2010 ), Воронеж, 2004, 2006, 2010

4-й, 5-й, 6-й Международных научных конференциях «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии», Кисловодск, 2004, 2005, 2006.

6-й, 7-й Всероссийских молодежной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике. Санкт-Петербург 2004,2005

9-й, 10-й 11-й конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых по физике полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалов -2004, 2005. 2006 Владивосток

Ф 3-ей международной научно-технической конференции «Информатизация процессов формирования открытых систем на основе САПР, АСНИ, СУБД и систем искусственного интеллекта (ИНФОС - 2005) Вологда 2005.

Четвертом международном междисциплинном симпозиуме Фракталы и прикладная синергетика «ФиПС-2005», Москва 14-17 ноября 2005г.

European Conference on Applications of Surface and Interface Analusis ECASIA'05 (Vienna, 2005), ECASIA'09 (Antalya, 2009),

10, 11 симпозиумах "Нанофизика и Наноэлектроника", 2006г. 2007г. Нижний Новгород

Международной конференции "GaAs - 2006". Томск.

10-й Международной школе-семинаре по люминесценции и лазерной физике ЛЛФ-2006. Иркутск 2006г.

Seventh International Young Scientists Conference "Optics and High

Technology Material Science SP02006" Kiev, Ukraine, 2006 th

15 International symposium "Nanostructures: Physics and technology" 2007. Novosibirsk

8-й Российской конференции rio физике полупроводников "ПОЛУПРОВОДНИКИ-2007" г. Екатеринбург, 2007

6-й 7-й Всероссийской школы конференции Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении" г. Воронеж 2007, 2009

6-й Международной конференции "Аморфные и микрокристаллические полупроводники". Санкт-Петербург 2008 th

16 International Symposium Nanostructures: Physics and Technology. Institute of Automation and Control Processes, Vladivostok, Russia 2008

Nanostructure materials, applied optics and photonics. International school for young scientists within the framework of the 16th international simposium "Nanostructures: Physics and Technology". Vladivostok, Russia 2008.

11-ой научная молодежной школе по твердотельной электронике «Нанотехнологии, наноматериалы, нанодиагностика» Санкт-Петербург 2008.

17th Int. Symp. "Nanostructures: Physics and Technology" Minsk, Belarus 2009

NATO Advanced Recearch Workshop "Advanced materials and technologies for Micro/Nano-Dcvices, Sensor and Actuators" NanoDSA'2009, St.Peterburg, Russia, June 29 - July 2, 2009

4-ой Всероссийской конференции с международным участием "Химия поверхности и нанотехнология" 2009, Хилово, Псковская обл.

Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи "Проведение научных исследований в области индустрии наносистем и материалов" Белгород, 2009

XII Международной школе-семинаре по люминесценции и лазерной физике Иркутская обл., Россия, 2010 г.

5th International Workshop on Crystal Growth Technology June 26 - 30, 2011 Berlin, Germany

E-MRS 2011 Fall Meeting, September 19 - 23, 2011 Warsaw University of Technology, Poland

11th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures (ACSIN-11) St. Petersburg (Russia), October 2011

Личный вклад автора является основным и заключается в формулировке проблемы, постановке задач исследования, выбора методов исследования, проведении экспериментов, анализе, моделированию и интерпретации полученных данных, обосновании основных положений диссертации и развития научного направления - диагностика низкоразмерных полупроводниковых систем с квантово-размерными неоднородностями дифрактометрическими и спектроскопическими методами.

Заключение диссертации по теме «Физика полупроводников», Середин, Павел Владимирович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

Таким образом, на основании полученных в диссертационной работе данных удалось нам удалось показать, что спонтанное возникновение периодически упорядоченных структур на поверхности и в эпитаксиальных пленках полупроводников обусловлено в первую очередь процессами самоорганизации в конденсированных средах. Спонтанное упорядочение наноструктур позволяет получать включения узкозонных полупроводников в широкозонной матрице и наоборот, и тем самым создавать локализующий потенциал для носителей тока, тем самым явления спонтанного возникновения квазиупорядоченной структуры создает основу для новой технологии получения упорядоченных массивов неоднородностей — базу для опто- и микроэлектроники нового поколения.

На основании данных комплексного дифрактометрическими и спектроскопическими методами (рентгеновской дифрактометрией, ИК, Рамановской и фотолюминесцентной спектроскопией, атомно-силовой и растровой электронной микроскопией) получены следующие результаты и выводы:

1. В эпитаксиальных гетероструктурах А^Са^Ав/ваЛв (100) с х~0.50, полученных химическим осаждением из газовой фазы металлорганических соединений и гидридов (МОСГФЭ), обнаружена структурная неустойчивость с образованием сверхструктурной фазы упорядочения при х~0.50, являющейся химическим соединением АЮаАвг, с параметрами а"=5.6532 А, сХ=2а±=2*5.646=11.292 А;

2. Области сверхструктурной фазы упорядочения АЮаА82 проявляются в виде упорядоченного нанорельефа с периодом ~ 115 нм, кратным параметру слоистой тетрагональной фазы АЮаАБг с±= 1.13 нм. Нанорельеф обусловлен образованием доменов (АЮаА82) и антидоменов (ОаАЬАБг), сгруппированных в чередующиеся полосы, расположенные под углом 80° < а < 90° в виде "паркета" •

3. Фотолюминесценция от сверхструктурной фазы упорядочения АЮаАвг представляет собой эмиссионную полосу с энергией 2.17эВ, интенсивность которой сравнима , с интенсивностью эмиссии от неупорядоченного твердого раствора Al0.50Ga0.50As.

4. При высоком уровне легирования кремнием и автолегирования углеродом эпитаксиальных слоев гетероструктур AlxGaixAs/GaAs(100) образуются четверные твердые растворы (AlxGaI.xAs)i.ySiy и (AlxGaixAs)iyCy приводит позволяет добиться полного согласования параметров кристаллических решеток пленки и подложки.

5. При высоких концентрациях атомы углерода встраиваются в решетку и могут образовывать углеродные нанокластеры в четверном твердом растворе (AlxGai.xAs)iyCy. Рост эпитаксиальных гетероструктур GaxIni xP/GaAs(100) с х~0.50 при пониженной температуре и увеличенном потоке фосфина приводит к образованию доменов на основе фазы упорядочения Ga2InP3, квазипериодически распределенных в матрице TP Ga0.50bi0.50P. Параметр решетки а-*-=5.6460 Ä фазы упорядочения Ga2InP3 и параметр решетки неупорядоченного твердого раствора Gao.54Ino.66P ая>=5.6451 Ä, который является матрицей для роста доменной сетки практически совпадают, что подтверждает утверждение о хорошей планарности эпитаксиальных пленок.

6. Легирование диспрозием и использование пористого GaAs буферного слоя на подложке GaAs при взращивании эпитаксиальных слоев GaxInixP снимает напряжения рассогласования параметров пленки и подложки.

7. Рост метаморфных твердых растворов InxGaixAs на подложках GaAs(IOO) методом MOCVD может сопровождаться образованием сверхструктурной фазы InGaAs2 типа Layered Thetragonal с параметрами элементарной ячейки aJ-=5.8534Ä и al!=4.8301 ä.

8. В эпитаксиальных гетероструктурах с погруженными слоями InAs и GaAs вследствие различия их параметров решеток и параметров окружающих слоев происходит рост внутрислоевых напряжений в результате растяжения/сжатия окружающих слоев, вследствие чего формируются квантовые точки.

9. В результате релаксации параметров кристаллических решеток с нано-слоями InAs и GaAs в тетероструктурах, эпитаксиальные многослойные пленки оказываются полностью согласованными по параметрам кристаллических решеток с подложкой. Ю.При росте гетероструктур с четверными TP GaxInixP/GaxIni.xAsyPiy/GaxIni. ХР /GaAs (100) преобладает спинодальный механизм неустойчивости четверного твердого раствора в области несмешиваемости, с образованием субструктуры из квазиупорядоченных доменов. Микродомены представляют имеют слоистую поперечную наноструктуру с параметрами Ь = а/ 3ис = а/ 2(а- длина, b - ширина, с - высота).

11.В результате образования доменов в трехслойных тетероструктурах возникает дополнительная длинноволновая полоса с энергией Её=1.65эВ и интенсивностью сопоставимой с основной полосой фотолюминесценции от четверного TP GaxIni.xAsyPiy с Е„=1.84эВ.

12.Состав доменов, образующихся при распаде эпитаксиальных четверных твердых растворов GaxIni.xAsyPi.y определен на основании закона Вегарда и уравнения Куфала. Максимумы фотолюминесценции доменов различных составов, в матрице трехслойных гетероструктур с четверными TP могут иметь близкие значения из-за расположения вблизи одной изоэнергетической линии диаграммы составов четверных ТР.

Благодарности;

Автор глубоко признателен своему научному консультанту - профессору Воронежского государственного университет Э.П. Домашевской за помощь в постановке проблемы и научные консультации, профессорам ФТИ им. Иоффе И.Н. Арсентьеву и И.С. Тарасову за непрерывное сотрудничество и предоставленные образцы для исследований. Кроме того автор благодарит Д.А. Винокурова, A.B. Глотова, В.Е. Терновую (Рудневу), Татьяну Прутских (Университет Пуэбло, Мексика) и других соавторов публикаций, вошедших в данную работу, за плодотворное творческое сотрудничество, помощь поддержку, а также за ценные замечания по диссертационной работе.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Середин, Павел Владимирович, 2012 год

1. Ж.И.Алферов История и будущее полупроводниковых гетероструктур ФТП, 1998, том 32, выпуск 1

2. Н.Н. Леденцов, В.М. Устинов, В.А. Щукин, П.С. Копьсв, Ж.И, Алфёров, Д. Бимберт. Гетероструктуры с квантовыми точками: получение, свойства, лазеры // ФТП. 1998. Т. 32, № 4. - С. 385 - 410.

3. Alferov Zh.I., Andreev V.M., Konnikov S.G., Larionov y.R., Shelovanova G.N. // Kristall und Technik. 1976. -V. 11, P. 1013

4. Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры Пер. с англ. Под ред. Л. Чепга, К. Плога. // М: Мир, 1989 584 е., ил.

5. Yu.A. Goldberg. Handbook Series on Semiconductor Parameters, ed. by M. Levinshtein, S. Rumyantsev and M. Shur 11 World Scientific, London, -1999. V. 2, P. 1.

6. S. Gehrsitz. Compositional dependence of the elastic constants and the lattice parameter of A1xGaMAs / S. Gehrsitz and H. Sigg et al И Phys.Rev. B. 1999. -V.60P.16.

7. Z.R. Wasilewslci. Composition of AlGaAs / Z.R. Wasilewski, M.M. Dion, D.J. Lockwood, P. Pole, R.W. Streater, and A.J. Spring Thorpe // J. Appl. Phys. 1997. - V.81, P.1683.

8. D Zhou. Deviation of the AlGaAs lattice constant from Vegard's law/ D Zhou and B.F. Usher // J. Phys. D: Appl. Phys. 2001. - V.34, P. 1461-1465.

9. Tanner В К. Measurement of aluminum concentration in epitaxial layers of AlxGai . xAs on GaAs by double axis x-ray diffractometry / B.K. Tanner, A. G. Turnbull, C.R. Stanley, A.H. Kean and M. McElhinney // Appl. Phys. Lett.- 1991. -V. 59, P. 2272-2274

10. Goorsky M.S. Determination of epitaxial A^Ga^As composition from x-ray diffraction measurements/ M.S. Goorsky, T.F. Kuech, M.A. Tischler and R.M. Potemski // Appl. Phys. Lett. 1991. -V. 59, P. 2269-71

11. M. Ilegems. Infrared Reflection Spectra of Ga|.xAl^As Mixed Crystals / M. Ilegems, G.L. Pearson // Phys. Rev. B. 1970. - V.l, 1.4, P. 1576-1582.

12. F. Chang. Optical Phonons in Ga^AljAs Mixed Crystals: A Modified Random-Element Isodisplacement-Model Calculation /. F. Chang, S.S. Mitra // Phys. Rev. B. 1970. - V. 2,1. 4, P. 1215-1216.

13. Yu. A. Pusep. Spectroscopy of the optical vibrational modes in GaAs/AlxGai-vAs heterostructures with monolayer-wide AlxGaixAs barriers / Yu. A. Pusep et al. // Phys.Rev. 1995. - V.52,1.4, P.2610-2618.

14. C.G. Olson. Longitudinal-Optical-Phonon-Plasmon Coupling in GaAs / C.G. Olson and D.W. Lynch // Phys. Rev. 1969. - V.l77, P. 1231.

15. A. Mooradian. Observation of the Interaction of Plasmons with Longitudinal Optical Phonons in GaAs/ A. Mooradian, G. Wrihgt // Phys. Rev. Lett. 1966. -V. 16, P.999.

16. M.H. Brodsky. Infrared reflection spectra of GaJn^As. Phys. Rev. Lett. -1968. V.21, -N.14, P.990.

17. Lorenzo Pavesi and Mario Guzzi / Photoluminescence of AlxGa.xAs alloys //J. Appl. Phys. 75,4779 (1994)

18. K. Uchida. Heavy carbon doping of GaAs by MOVPE using a new dopant source CBrC13 and characterization of the epilayers / K. Uchida et al. // J. Cryst. Growth. 2003. - V.248. - 124 p.

19. M. Longo. Controlled intrinsic carbon doping in MOVPE-grown GaAs layers by using TMGa and TBAs / M. Longo et al. // J. Cryst. Growth. 2003. -V.248.-119 p.

20. Mimila-Arroyo J. Acceptor reactivation kinetics in heavily carbon-doped GaAs epitaxial layers / J. Mimila-Arroyo, S.W. Brand // Appl. Phys. Lett. 2000. -V.77. -1164 p.

21. C. Monier. Observation of enhanced transport in carbon-doped InGaAsN after in situ anneal and its impact on performance of NpN InGaP/InGaAsN heterojunction bipolar transistors / C. Monier et al. // Appl. Phys. Lett. 2002. -V.81.-2103 p.

22. Takamoto T. High-efficiency InGaP/ln0.01Ga0.99As tandem solar cells lattice-matched to Ge substrates / T. Takamoto, T. Agui, E. Ikeda // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 2001. - V.66. - 511 p.

23. Comparison of carbon and zinc p-clad doped LP MOCVD grown InGaAs/AlGaAs low divergence high-power laser heterostructures / P.V. Bulaev et al. // J. Cryst. Growth. 2003. - V.248. - 114 p.

24. Mashita M. Comparative study on carbon incorporation in MOCVD AlGaAs layers between arsine and tertiarybutylarsine / M. Mashita, H. Ishikawa, T. Izumiya // J. Cryst. Growth. 1995. - V.155. - 164 p.

25. Fujii K. Dependence of carbon incorporation on growth conditions for unintentionally doped AlGaAs during metalorganic vapor-phase epitaxy / K. Fujii, M. Satoh, K. Kawamura// J. Cryst. Growth. 1999. - V.204. -10 p.

26. S.I. Kim. Characteristics of heavily carbon-doped GaAs by LPMOCVD and critical layer thickness / S.I. Kim et al. // J. Cryst. Growth. 1993. - V. 121. -441 P

27. Pristovsek M. In situ investigation of GaAs (001) intrinsic carbon p-doping in metal-organic vapour phase epitaxy / M. Pristovsek, B. Han, J.T. Zettler, // J. Cryst. Growth. 2000. - V.221. - 149 p.

28. M. Takahashi. Growth and fabrication of strained-layer InGaAs/GaAs quantum well lasers grown on GaAs(311)A substrates using only a silicon dopant / M. Takahashi etal.//J. Appl. Phys. 1997. - V.82. 1.9.-4551 p.

29. M. Csontos. Nanostructures in p-GaAs with improved tenability / M. Csontos et al. // Appl. Phys. Lett. 2010. - V.97.- Pp. 022110-022113.

30. C. R. Aberaathy, S. J. Pearton, R. Caruso, F. Ren and J. Kovalchik: Appl. Phys. Lett. 55 (1989) 1750.

31. T.S. Kuan. Long-Range Order in AltGaj,xAs / T.S. Kuan, T.F. Kuech, W.I. Wang // Phys. Rev. Lett. 1985. - V.54, P.201.

32. J.L. Martins. Bond lengths around isovalent impurities and in semiconductor solid solutions/ J.L. Martins and A. Zunger // Phys. Rev. Lett. 1986. -V.56 P. 1400.

33. R.G. Dandrea. Stability of coherently strained semiconductor superlattices / R.G. Dandrea, J.E. Bernard, S-H. Wei, and A. Zunger // Phys. Rev. Lett. 1990. -V.64, P. 36.

34. Alex Zunger. Spontaneous Atomic Ordering in Semiconductor Alloys: Causes, Carriers, and Consequences / Alex Zunger // MRS-IRS bulletin/ July 1997. http://www.sst.nrel.gov/images/mrs97

35. Сато. X. Применение метода эпитаксиальных пленок для изучения электронной структуры некоторых сплавов / X. Сато // Монокристаллические пленки под. Ред. З.Г. Пинскера.- М.: Мир, 1966. С. 371-390

36. Хансен М. Структуры двойных сплавов / М. Хансен, К. Андерко // М.: Металугриздат, 1962.

37. Ueda. Atomic Ordering in (llO)InGaAs and Its Influence on Electron

38. Mobility / O. Ueda, Y. Nakata // Materials Science Forum . 1992. - V. 83 - 87.

39. Defects in Semiconductors. 16. - p. 1297-1302

40. S-H. Wei and A. Zunger, Appl. Phys. Lett. 56 (1990) p. 662.

41. A. Gomyo, T. Suzuki, and S. Iijima / Observation of Strong Ordering in GatIni

42. XP alloy semiconductors // Phys. Rev. Lett. 60, 2645-2648 (1988)

43. S-H. Wei. First-principles calculation of alloy phase diagrams: Therenormalized-interaction approach / S-H. Wei, L.G. Ferreira, and A. Zunger //

44. Phys. Rev. В. 1989. - V.40, P.3197-3231.

45. Lee, Ho Seong. CuAu-I-type ordered structures in InxAlixAs epilayers grown on (001) InP substrates / Lee, Ho Seong; Lee, Jeong Yong //Applied Physics Letters. 2003. -V. 82. -1.18.-P. 2999 - 3001.

46. B. Koiller. Small-crystal approach to ordered semiconductor compounds / B. Koiller, A.M. Davidovich // Phys. Rev. Lett! 1990. - V.41, P.3670.

47. B.D. Pattreson. Spontaneous Ordering in AlGaAs / B.D. Pattreson (univ. Zurich) et al. // PSI annual report 1997. www.physik.unizh.ch/rcports/rcportl999.html

48. E. Muller and B. Patterson (PSI). 11 PSI annual report 2000. www.phys ik. unizh.ch/reports/report2000.html

49. H. Dumont. Enhancement of atomic ordering in In0.53Ga047As/lnP: a comparison between trimethylarsenic and arsine / H. Dumont, L. Auvray, J. Dazord, Y. Monteil, O. Marty and M. Pitaval // Thin Solid Films. 2004. - V. 458.-I. 1-2.-P. 154-160.

50. M.A. Shahid. Atomic ordering in Ga0.47ln0 53AS and GaxInixAsyPiy alloy semiconductors / M.A. Shahid, S. Mahajan, D.E. Laughlin, and H.M. Cox // Phys. Rev. Lett. 1987. - V.58. - P. 2567.

51. H.R. Jen. Ordered structures in GaAsosSbo.s alloys grown by organometallic vapor phase epitaxy/ H.R. Jen, M.J. Cheng, and G.B. Stringfellow // Appl. Phys. Lett. 1986,-V.48, P. 1603.

52. Su-Huai Wei Band gaps and spin-orbit splitting of ordered and disordered AlGaAs and GaAsSb alloys / Su-Huai Wei and Alex Zunger //Phys.Rev. B V 39, N 5 15 February 1989-1

53. First-principle calculations of electronic and positronic properties of AlGaAs2 S. Laref, S. Mec-abih, B. Abbar, B. Bouhafs, A. Laref / Physica B 396 (2007) 169-176

54. T.P.Pearsall. GalnAsP alloy semiconductors. New York, Wiley, 1982.

55. N.Nakajima, A.Yamaguchi, K.Akita, T.Kotani. "Phase diagram of the In-Ga-As-P quaternary system and LPE growth conditions for lattice matching on InP substrates". J.Electrochem.Soc., 1978, v.125, p.123.

56. S.Mukai. "Photoluminescent and electrical properties of InGaPAs mixed crystals liquid-phase-epitaxially grown on (100) GaAs". J.Appl.Phys., 1983, v.54, №5, p.2635.

57. A.Knauer, G.Erbert, S.Gramlich, A.Oster, E.Richter, U.Zeimer, M.Weyers. "Metalorganic vapor phase epitaxial growth of GalnAsP/GaAs". J.Electron. Mater., 1995, v.24, №11, p.1655.

58. Vavilova, Kapitonov, Livshits, Lyutetskij, Murashova, Pikhtin, Skrynnikov, Tarasov // Semiconductors, Vol. 34, No. 3, pp. 319-322 (2000).

59. R.Kudela, M.Morvic. "Immiscibility in In,.xGaxP.yAsy lattice matched to GaAs". Phys.stat.sol.(a), 1986, v.95, p.Kl.

60. S.Mahajan, B.V.Dutt, H.Temkin, R.J.Cava, W.A.Bonner. "Spinodal decomposition in InGaAsP epitaxial layers": J.Cryst.Growth, 1984, v.68, p.589.

61. A.G.Norman, G.R.Booker. "Transmission electron microscope and transmission electron diffraction observations of alloy clustering in liquid-phase epitaxial (001) GalnAsP layers". J.Appl.Phys., 1985, v.57, №10, p.4715.

62. Ustinovshikov Y I J. Mater. Sci. 27 3993 (1992)

63. Установщиков Ю. И., Корецкий В. П. Докл. РАН 354 39 (1997)

64. Woodilla J Е (Jr), Averbach В L Acta Metall. 16 255 (1968)

65. Chevalier J-P A A, StobbsWMActa Metall. 24 535 (1976)

66. Higgins J, Nicholson R B, Wilkes P Acta Metall. 22 201 (1974)

67. Хачатурян А.Г. Теория фазовых превращений и структура твердых растворов (М.: Наука, 1974)

68. Келли А., Николсон Р. Дисперсионное твердение,—М.: Металлургия, 1966.

69. Cahn J. W.//Trans. AIME. 1968. V. 242. P. 166.

70. Кристиан Дж. Теория превращения в металлах и сплавах. Ч. I.—М.: Мир, 1978.

71. Слезов В.В., Сагалович В.В. Диффузионный распад твердых растворов//УФН. — 1987. — Т . 151. —Вып. 1. — С . 67-104

72. Скрипов В.П., Скрипов А.В. Спинодальный распад// УФН. 1979. -Т. 128. - Вып. 2. - 193-231

73. J.W. Cahn, Acta Met. 10, 179, 1962

74. Handbook of Semiconductors Technology. Processing of Semiconductors / Edited by K.A. Jackson and W. Schroter. Volume 2 // Wiley-VCH Verlag, 2000.

75. Келдыш Л.В. // Физика твердого тела. 1962. т.4, - С. 2265.

76. Бом. Д. Квантовая теория / Д. Бом. М.: Наука, 1965.

77. Х.Кейси Лазеры на гетероструктурах / Х.Кейси, М. Паниш. М.: Мир, 1981.

78. John Е. Ayers Heteroepitaxy of semiconductors : theoiy, growth, and characterization. (Taylor & Francis Group, LLC, 2007).

79. Я.С. Уманский. Рентгенография металлов / Я.С. Уманский // Металургиздат. М.: 1960.

80. Уманский Я.С. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия / Я.С. Уманский, Ю.А. Скаков, А.Н. Иванов, Л.Н. Расторгуев // М.: Металургиздат. 1982. 632с.

81. Павлов П.В. Физика твердого тела. / П.В. Павлов, А.Ф. Хохлов // Издательство Нижегородского государственного университета, Нижний Новгород, 1993, 491с.

82. Русаков А.А. Рентгенография металлов. / А.А. Русаков // М.: Атомиздат. -1977.480с.

83. Руководство по эксплуатации и ремонту рентгеновского дифрактометра ARL X'TRA Thermo Fisher.

84. П.В. Середин. Цифровое представление информации при рентгенографической регистрации рентгенограмм / П.В. Середин // Конденсированные среды и межфазные границы. Т.5. №1. 2003г.

85. С. Bocchi, С. Ferrari, P. Franzosi, et al., J. Cryst. Growth 132 (1993) 427.

86. Landolt-Bomstein, Semiconductors, Vol. 17, subvol. A Springer, Berlin (1987).

87. K. Ishida, J. Matsui, T. Kamejima, and I. Sakuma, Phys. Status Solidi A 31 (1975) 255.

88. Kpocc А. Введение в практическую инфракрасную спектроскопию /А. Кросс. // пер. с англ.-М.: 1961.

89. М. Борн. Динамическая теория кристаллических решеток / М. Борн, X. Кунь.//ИЛ, 1958

90. H.W. Verleur. Infrared Lattice Vibration in GaAsyPiy Alloys / H.W. Verleur, A.S. Barker//Phys. Rev. 1966. -V. 149, P.715.

91. Ю.И. Уханов. Оптические свойства полупроводников / Ю.И. Уханов // М.: Наука, 1977

92. W.G. Spitzer. Infrared Properties of Hexagonal Silicon Carbide / W.G. Spitzer, D. Kleinman, D. Walsh. // Phys. Rev. 1959. - V.l 13, P.l

93. H.W. Verleur. // JOSA. 1968. - V. 58, P.1356.

94. B.C. Виноградов. Влияние упругих напряжений на ИК спектры решеточных колебаний в эпитаксиальных пленках ZnSe на подложке (001) GaAs / B.C. Виноградов, Л.К. Водопьянов и др. // 1999. - Т.41, вып.11.

95. Л.К. Водопьянов. Длинноволновые оптические фононы в сверхрешетке ZnTe/Zn0.8Cd0.2Te / Л.К. Водопьянов, С.П. Козырев, Ю.Г. Садофьев. // -2003. -Т.45, вып. 10.

96. Л.К. Водопьянов. Длинноволновая ИК спектроскопия сверхрешеток ZnTe/CdTe с квантовыми точками / Л.К. Водопьянов, С.П. Козырев, Г. Карчевски. //-2003. Т.45, вып.9.

97. С.П. Козырев. // Физика твердого тела. 1994. - Т.36, вып. 10, С. 3008.

98. Л.К. Водопьянов. Решеточная ИК-спектроскопия эпитаксиальных слоев Zn|.xCdxSe, выращенных на подложке GaAs методом молекулярнолучевой эпитаксии / JI.K. Водопьянов, С.П. Козырев, Ю.Г. Садофьев. // Физика твердого тела. 1999. -Т.41, Вып.6, С.982.

99. Фальковский Л А "Исследования полупроводников с дефектами методом комбинационного (рамановского) рассеяния света" УФН 174 259-283(2004)

100. М.М. Сущинский. Применение комбинационного рассеяния света к исследованию состава и строения вещества / М.М. Сущинский, П.А. Бажулин// УФН 63 вып 2 301-321

101. A.S.T.M. Diffraction Data Cards 1972

102. В. Пирсон. Кристаллохимия и физика металлов и сплавов. Части 1-2. // М.: Мир, 1977г, перевод.

103. П.В. Середин Структурные и оптические свойства эпитаксиальных твердых растворов при спинодальном распаде в гетероструктурах AlxGai xAs/GaAs(100) и GaxIn,.xP/GaAs(100) / П.В. Середин // Известия Высших учебных заведений. Физика. Т. 12/3, 2009

104. П.В. Середин Спинодальный распад в эпитаксиальных твердых растворахгетероструктур AlxGai.xAs/ GaAs(lOO) и GaxInixP/GaAs(100) / П.В. Середин // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 11, №3, 2009, с.46-52

105. Э.П. Домашевская. ИК-спектры отражения и морфология поверхности эпитаксиальных гетероструктур AlxGai.xAs/GaAs(100) с фазой упорядочения AlGaAso / Э.П. Домашевская, П.В. Середин и др. // Физика и техника полупроводников 2006. Вып.4.

106. Е.Р. Domashevskaya. XRD, AFM and IR investigation of ordered AlGaAs2 phase in epitaxial AlxGa,.xAs/GaAs (100) Heterostructures / E.P. Domashevskaya, P.V. Seredin et al II Surface and Interface Analysis. -2006. V. 38, 1.4 , P. 828 -832.

107. А. Пуле. Колебательные спектры и симметрия кристаллов./ А. Пуле, Ж.-П. Матье. Пер. с франц. под ред. Г.Н. Жижина .// М.: Мир, 1973

108. Характеристики новых полупроводниковых материалов // http://www/wffe.rii/SVA/NSMSemicond/AlGaAs/basic.html

109. I.Isiak К. P., Milnes A. G. // J. Appl. Phys. 46, 5224 (1975),

110. Sze S. M. (1981), Physics of Semiconductor Deviccs, New York: John Wiley and Sons.

111. Naresh Chand, Tim Henderson, John Klem, W. Ted Masselink, Russ Fischer, Yia-Chung Chang, Hadis Morkoc. Comprehensive analysis of Si-doped AlxGabxAs (x = 0 to 1): Theoiy and experiment // Phys. Rev. 1984. V. В 30. P. 4481-4492.

112. Mizuta M., Tachikawa M., Kukinioto, Minomura S. Direct evidence for the DX center being a substitutional donor in AlGaAs alloy system// Jpn. J. Appl. Phys. 1985. V. 24, NL 143-146.

113. Борисов В.И., Сабликов В.А., Борисова И.В., Чмиль А.И. / Перезарядка центров с глубокими уровнями и отрицательная остаточная фотопроводимость в селективно легированных гетероструктурах AlGaAs / GaAs/ФТП, том 33, выпуск 1 (1999)

114. Subhasis Ghosh, Vikram Kumar / Inverted order of acccptor and donor levels of the Si-related DX center in AlxGa!.xAs//Phys. Rev. В 55, 4042-4045 (1997)

115. H. Mejri. The DX center in Si planar - doped AlxGal-xAs (x=0.32)/ H. Mejri, A. Selmi, H. Maaref, and J. C. Bourgoin // J. Appl. Phys. 69, 4060 (1991)

116. D. N. Talwar and M. Vandevyver // Phys. Rev. В 40, 9779 (1989)

117. Wasilewski Z R, Dion M M, Lockwood D J, Poole P, Streater R W and Spring Thorpe A J. II J. Appl. Phys. 1997; 81, 1683-94.

118. Fleischer, S.; Beling, C. D.; Fung, S.; Nieveen, W. R.; Squire, J. E.; Zheng, J. Q.; Missous, M. II J. Appl. Phys. 1997; 81,1.

119. Ghadi D.J., Chang K.J. Energetics of DX-center formation in GaAs and AlxGal-xAs alloys // Phys. Rev. 1989. V.39. P. 10063-10074.

120. W. A. Harrison, Electronic Structure and the Properties of Solids H. Freeman, San Francisco, 1980

121. D. Wolverson and D. M. Bird, C. Bradford, K. A. Prior, and В. C. Cavenett // Phys. Rev. В, V. 64, 113203 (2001)

122. DX Centers: Donors in AIGaAs and Related Compounds: Donors in AlGaAs and Related Compounds (Defect and Diffusion Forum) by Elias Munoz Merino 01 Apr 1994 Trans Tech Publications Ltd

123. W. Hayes and R. Loudon. Scattering of Light by Crystals. (John Wiley & Sons, New York, 1978).

124. M. Bulbul, G.D. Fan-an and S.R.P. Smith. Eur. Phys. J. B, 24, 3, 6 (2001).

125. B. Jusserand and J. Sapriel. Phys. Rev. В., 24, 7194 (1981).

126. Moonsuk Seon. Thesis. Texas Tcch University (1999).

127. A.J. Moll. E.E. Haller, J. W. Agedll. and W. Walukiewicz. Appl Phys. Lett. 65,1145 (1994).

128. J. Wagner, R. С Newman, B. R. Davidson, S. P. Westwater, T. J. BuUough, Т. B. Joyce, C. D. Latham, R. Jones, and S. Oberg. Phys. Rev. Lett. 78:74 (1997).

129. V. Swaminathan, J. L. Zilko, W. T. Tsang and W. R. Wagner. J. Appl. Phys. 53,5163 (1982).

130. Hong Wang, Geok Ing Ng, Haiqun Zheng, and Penghua Zhang. J. Appl. Phys., 86, 11 (1999).

131. S. Fleischer, C. D. Beling, and S. Fung. Journal of Applied Physics, 81, 1, 190-198 (1997).

132. A. Gaber, H. Zillgen, P. Ehrhart, P. Partyka and R. S. Averback. Appl. Phys., 82, 5348 (1997).

133. П.В. Середин Субструктура и люминесценция низкотемпературных гетероструктур AlGaAs/GaAs(100)/ П.В. Середин, А.В. Глотов, Э.П.

134. Домашевскя, И.Н. Арсентьев, Д.А. Винокуров, А.Л. Станкевич, И.С. Тарасов// Физика и техника полупроводников, том 44, выпуск 2, 2010

135. Su-Huai Wei and Alex Zunger /Optical properties of zinc-blende semiconductor alloys: Effects of epitaxial strain and atomic ordering//Phys. Rev. В 49, 14337-14351 (1994)

136. P. Ernst, C. Geng, F. Scholz, H. Schweizer, Yong Zhang et al. /Bandgap reduction and valenceband splitting of ordered GaInP2// Appl. Phys. Lett. 67, 2347 (1995)

137. P. Ernst, C. Geng, F. Scholz, H. Schweizer /Ordering in GaInP2 studied by optical spectroscopy //Physica status solidi (b) Volume 193, Issue 1, pages 213— 229, 1 January (1996)

138. P. Bellon. Chemical ordering in GaxInl-xP semiconductor alloy grown by metalorganic vapor phase epitaxy / P. Bellon, J. P. Chevalier, G. P. Martin, E. DupontNivet, C. Thiebaut et al.//Appl. Phys. Lett. 52, 567 (1988)

139. Н. Foil, J. Carstensen, S. Langa, M. Christophersen, and I. M. Tiginyanu, Phys. Stat. Sol. (a), 197, 1, 61, (2003).

140. P.V. Seredin Role of the buffer porous layer and dysprosium doping in GaInP:Dy/por-GaAs/GaAs(100) heterostructures / P.V. Seredin, E.P. Domashevskaya et. al. //Phys. Status Solidi С 6, No. 7, 1694- 1696 (2009)

141. П.В. Середин Влияние буферного пористого слоя и легирования диспрозием на внутренние напряжения в гетероструктурах GaInP:Dy/por-GaAs/GaAs(100) / П.В. Середин, Э.П. Домашевская и др. // ФТП, 2009, том 43, выпуск 8

142. Petroff P.M., Medeiros-Ribera G. MRS Bull., 21, 50, (1996).

143. J. F. Chen, С. H. Chiang, P. C. Hsieh, and J. S. Wang J. Appl. Phys., 101, 033702 (2007).

144. J. M. Ballingall, P. A. Martin, J. Mazurowski, P. Ho, P. C. Chao, P. M. Smith, and К. H. G. Duh. Thin Solid Films, 231, 95, (1993).

145. S. Heun, J. J. Paggel, L. Sorba, S. Rubini, A. Bonanni, R. Lantier, M. Lazzarino, B. Bonanni, and A. Franciosi, J.-M. Bonard, J.-D. Ganie're, Y. Zhuang and G. Bauer. J. Appl. Phys., 83, 5, 1 (1998).

146. Chavarkar, P.; Mathis, S.; Zhao, L.; Keller, S.; Speck, J.; Mishra, U. Journal of Electronic Materials, 29, 7, (2000).

147. Adachi S. Physical properties of III-V semiconductor compounds (Wiley, 1992)

148. S.H. Wei and A. Zungcr. Appl. Phys. Lett. 56, 662, (1990).

149. T. Kufui anh H. Saito. Jpn. J. Appl. Phys. 23, L521, (1984).

150. H. Nagai. J. Appl. Phys., 45, 9, (1974).

151. A. Madhukar et al, Appl. Phys. Lett. 64, 2727 (1994).

152. F. Hatami et al, Appl. Phys. Lett. 67, 656 (1995).

153. D. A. Vinokurov et al, Semiconductors 35, 235 (2001).

154. U. Pusep et al. Pisma v GTEF. 52, 9, (1991)

155. T.P.Pearsall. GalnAsP alloy semiconductors. New York, Wiley, 1982.

156. T.Yamamoto, K.Sakai, S.Akiba, Y.Suematsu. "In.xGaxAsvPiy/InP DH lasers fabricated on InP(lOO) substrates". IEEE J.Quantum Electron., 1978, v. 14, p.95.

157. R.J.Nelson. "Near-equilibrium LPE growth of low threshold current density InGaAsP 0=1.35|ш1) DH lasers". Appl.Phys.Lett., 1979, v.35, №9, p.654.

158. N.A.Bert, A.T.Gorelenok, A.G.Dzigasov, S.G.Konnikov, T.B.Popova, V.K.Tiblov. "Epitaxial growth of InGaAsP solid solutions lattice-matched to InP". J.Cryst.Growth, 1981, v.52, p.716.

159. O.Ueda, S.Isozumi, S.Komiya. "Composition-modulated structures in InGaAsP and InGaP liquid phase epitaxial layers grown on (001) GaAs substrates". J.J.Appl.Phys., 1984, v.23, №4, p.L241.

160. J.S.Roberts, G.B.Scott, J.P.Gowers. "Structural and photoluminescent properties of GaJn^JP (x~0.5) grown on GaAs by molecular beam epitaxy". J.Appl.Phys., 1981, v.52, p.4018.

161. J.P.Gowers. "ТЕМ image contrast from clustering in Ga-In containing III-V alloys". Appl.Phys.A., 1983, v.31, p.23.

162. P.Hcnoc, A.Izrael, M.Quillec, H.L.Launois. "Composition modulation in liquid phase epitaxial InxGai-xAsyP.y layers lattice matched to InP substrates". Appl.Phys.Lett., 1982, v.40, №11, p.963.

163. F.Glas, M.M.J.Treacy, M.Quillec, H.Launois. "Interface spinodal decomposition in LPE InxGaNxAsyPiy lattice matched to InP". Journal de physique, 1982, colloque C5, T 43, p.C5.

164. И.П.Ипатова, В.Г.Малышкин, А.Ю.Маслов, В.А.Щукин. "Образование периодических структур с модулированным составом при когерентном разделении фаз в четверных твердых растворах полупроводников АШВУ". ФТП, 1993, том 27, вып.2, с.285.

165. В. J1. Альпстович, Ю. Б. Болховитянов, С. И. Чикичев, А. Г. Паулиш, А. С. Терехов, А. С. Ярошевич, ФТП, 35, 1102 (2001).

166. С. Lamberti, Surface Science Reports, 53, (2004).

167. P. Ernst, C. Geng, G. Hahn, F. Scholz, H. Schweizer, F. Phillipp and A. Mascarcnhas // J. Appl. Phys. 79, 2633 (1996).