Формирование состава в подрешётке пятой группы твёрдых растворов GaPxAs(1-x)(001) и InAsxSb(1- x)(001) при молекулярно-лучевой эпитаксии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Емельянов Евгений Александрович

• Емельянов Евгений Александрович
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Емельянов Евгений Александрович

Глава 1. МЛЭ твёрдых растворов замещения в подрешётке V группы соединений ЛШБУ

1.1. Экспериментальные исследования процесса МЛЭ твёрдых растворов ЛРхЛз1-х

1.1.1. Зависимость состава твёрдых растворов ЛшРхЛ$1-х от величины молекулярных потоков элементов V группы

1.1.2. Зависимость состава твёрдых растворов ЛшРхЛ$1-х от температуры подложки

1.1.3. Зависимость состава твёрдых растворов ЛшРхЛ$ 1-х от скорости роста

1.1.4. Зависимость состава твёрдых растворов ЛшРхЛ$1-х от кристаллографической ориентации подложки

1.2. Экспериментальные исследования процесса МЛЭ твёрдых растворов ЛIIIЛsxSbl-x

1.2.1. Зависимость состава твёрдых растворов ЛшЛ$х8Ь 1-х от величины и соотношения молекулярных потоков элементов III и V групп

1.2.2. Зависимость состава твёрдых растворов Лп^х£Ь 1-х от температуры роста

1.2.3. Зависимость состава твёрдых растворовЛIIIЛsxSbl-x от скорости роста

1.2.4. Зависимость состава твёрдых растворов ЛшЛ$х8Ь 1-х от отклонения подложки

1.3. Теоретические исследования роста твёрдых растворов Л^ замещения в подрешётке пятой группы

1.3.1. Теоретические исследования роста твёрдых растворов ЛшРхЛ$1-х

1.3.2. Теоретические исследования роста твёрдых растворовЛIIIЛsxSbl-x

1.4. Исследование процессов, протекающих на поверхности кристалла при МЛЭ, методом ДБЭО

1.5. Структура поверхности соединений Л^В^ОО^

1.5.1. Зависимость свойств поверхности ЛIIIBV(001) от её структуры

Выводы по Главе

Глава 2. Методы получения и исследование твёрдых растворов

АшВУ

замещения в

подрешётке пятой группы при МЛЭ

2.1. Установка МЛЭ

2.2. Вентильные источники As и P с зоной крекинга

2.3. Методы in situ исследований и контроля поверхности

2.3.1. Дифракция быстрых электронов на отражение

2.3.2. Калибровка плотности потоков элементов III группы

2.3.3. Калибровка плотности потоков молекул Vгруппы

2.3.4. Методика определения плотности потоков элементов III и Vгрупп с помощью манометрического преобразователя Баярда-Альперта

2.3.5. Методика измерения температуры подложки

2.4. Метод ex situ исследований состава твёрдых растворов соединений AIUBV

2.4.1. Рентгеноструктурный анализ

Выводы по Главе

Глава 3. Исследование зависимости состава твёрдых растворов

AIIIBV

замещения в

подрешётке V группы от условий роста

3.1. Выращивание твёрдых растворов GaPxAsi-x

3.1.1. Зависимость состава GaPxAsi-x от молекулярной формы мышьяка

3.1.2. Зависимость состава GaPxAsi-x от скорости роста

3.1.3. Зависимость состава GaPxAsi-x от угла отклонения подложки

3.2. Исследование процесса замещения сурьмы мышьяком на поверхности GaSb(001)

3.3. Выращивание твёрдых растворов InAsxSbi-x и GaAsxSbi-x

3.3.1. Зависимость состава InAsxSbi-x и GaAsxSbi-x от молекулярной формы мышьяка

3.3.2. Зависимость состава InAsxSb i-x от скорости роста

3.3.3. Зависимость состава InAsxSbi-x от отклонения подложки

Выводы по Главе

Глава 4. Модели формирования состава в анионной подрешётке твёрдых растворов

замещения по пятой группе соединений ЛIIIБV

4.1. Модель формирования состава твёрдого раствора GaPxЛsl-x

4.1.1. Описание стационарных моделей формирования состава твёрдого раствора GaPxЛsl-x

4.1.2. Описание нестационарной модели (Мод4)

4.1.3. Численная реализация моделей роста GaPxЛsl-x

4.1.4. Результаты вычислений

4.1.5. Оценка достоверности моделей

4.1.6. Сравнение моделей

4.2. Модели роста InЛsxSbl-x на вицинальной поверхности (001)

4.2.1. Описание моделей

4.2.2. Численная реализация моделей

4.2.3. Анализ моделей

4.3. Анализ экспериментальных данных, представленных в литературе, с помощью разработанных моделей

4.3.1. GaPxЛsl-x

4.3.2. GaЛsxSbl-x

4.4. Приборные и тестовые структуры

Выводы по Главе

Основные результаты и выводы по диссертации

Список сокращений

Публикации по теме диссертации

Благодарности

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

Твёрдые растворы АШВ]/ с замещением в подрешётке V группы являются перспективными материалами для создания приборных гетероструктур широкого круга научного и приборного применения. Большой интерес в настоящее время вызывают твёрдые растворы замещения в подрешётке V группы АшРхА$1-х [1,2] и АшА$х8Ь1-х [3,4], которые используются для создания современных лазеров, фотоприёмников и приборов СВЧ техники. Качество работы таких приборов напрямую зависит от точности получаемого состава в подрешётке V группы при выращивании слоёв твёрдых растворов.

Молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ) выступает одним из ключевых методов получения гетероструктур на основе твёрдых растворов соединений AIIIBV, предназначенных для приборного применения. Но задача получения твёрдых растворов с заданным составом в подрешётке V группы в процессе МЛЭ осложняется зависимостью анионного состава растущей плёнки твёрдого раствора от температуры подложки Т) и величины и соотношения молекулярных потоков элементов III и V групп. Отдельно следует выделить зависимость состава твёрдого раствора от молекулярной формы элементов V группы в потоке [5], а также от вицинальности поверхности подложки [6] и скорости роста (Vg) [7,8]. Свойства и качество эпитаксиальных слоёв и гетеропереходов определяются теми же параметрами. Следовательно, для создания технологии выращивания гетероструктур на основе твёрдых растворов замещения в подрешётке К группы методом МЛЭ, требуется одновременное решение двух взаимосвязанных задач. Где первая задача это определение условий роста, обеспечивающих требуемые структурные, электрофизические и оптические характеристики как отдельных слоёв твёрдых растворов, так и гетероструктур, сформированных на их основе. Ко второй задаче относится определение потоков молекул элементов V группы, необходимых для получения требуемого состава твёрдых растворов в выбранных условиях роста.

Решение второй задачи возможно посредством выращивания тестовых образцов, последующего анализа состава полученных плёнок твёрдого раствора и корректировки значений молекулярных потоков V группы при необходимости. Такой путь требует больших затрат времени и материалов. Предварительная оценка состава твёрдого раствора в зависимости от параметров роста позволяет минимизировать число тестовых экспериментов. Разработка соответствующей методики возможна посредством использования модельных подходов, описывающих зависимость анионного состава твёрдого раствора от условий роста. Следует также отметить, что до сих пор сосуществуют различающиеся представления о механизмах массопереноса при МЛЭ с участием молекул и хемосорбированных димеров элементов пятой группы. Сравнительный анализ экспериментальных данных и моделей, построенных с

использованием тех или иных предположений о механизмах роста, выступает в качестве инструмента теоретического исследования процессов роста эпитаксиальных плёнок.

При построении моделей роста соединений ЛIIIБV используются два подхода: кинетический [9-16], и термодинамический [17-21]. Термодинамический подход базируется на рассмотрении равновесной системы и опирается на уравнения действующих масс с учётом сохранения массы взаимодействующих компонентов. Однако, поскольку процесс МЛЭ носит неравновесный характер, более обоснованным выглядит применение кинетического подхода. Он даёт возможность анализировать формирование эпитаксиальных слоёв на уровне элементарных поверхностных событий, а сопоставление с экспериментальными данными позволяет оценить адекватность существующих представлений о механизме МЛЭ.

Кинетические модели роста твёрдых растворов ЛшРхЛ$1-х и ЛIIIЛsxSbl-x, представленные в литературе, различаются по степени детализации механизмов роста, строения поверхности, по перечню и локализации процессов массопереноса на ней. Тем не менее, предлагаемые кинетические модели достаточно хорошо описывают поведение состава твёрдого раствора в рамках экспериментальных данных, на базе которых были построены модели. К сожалению, сделать безусловное заключение о достоверности подходов и применимости этих моделей за пределами взятых в рассмотрение условий роста затруднительно по ряду причин. В частности, это объясняется фрагментарностью данных, отсутствием единой формы их представления, различающимися методами определения значений параметров роста и недоступностью детальной информации об особенностях конструкции и методик использования технологического и аналитического оборудования. В большинстве случаев модели учитывают лишь ограниченный набор входных параметров (как правило величину и соотношение ////V). Исключая такие параметры как молекулярная форма V группы в потоке, так и угол отклонения подложки от сингулярной грани (а), что не позволяет описать всю совокупность имеющихся экспериментальных данных. Для анализа оценки адекватности модельных подходов желательно использовать экспериментальные данные, полученные в широком диапазоне условий роста, с применением единых методологических подходов к обеспечению процесса МЛЭ. Наряду с практической значимостью такой анализ позволил бы уточнить достоверность и повысить уровень детализации некоторых теоретических представлений о процессе МЛЭ, т.е., моделирование помимо прикладного имеет также научное значение как инструмент теоретического исследования процесса МЛЭ.

Исходя из вышесказанного, разработка модели, описывающей формирование состава твёрдого раствора замещения в подрешётке V группы соединений ЛIIIБV в процессе МЛЭ, представляет собой актуальную задачу, имеющую научное и прикладное значение.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Формирование состава в подрешётке пятой группы твёрдых растворов GaPxAs(1-x)(001) и InAsxSb(1- x)(001) при молекулярно-лучевой эпитаксии»

Цель и задачи работы

Целью работы являлось развитие представлений о процессах роста твёрдых растворов замещения в подрешётке V группы соединений

aiiibv

при МЛЭ путём построения кинетической модели роста твёрдых растворов GaPxAsi-x(001) и InAsxSbi-x(001).

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

1. Анализ данных по МЛЭ твёрдых растворов замещения в подрешётке V группы соединений AIUBV, с целью выявления закономерностей связи состава твёрдых растворов с условиями их выращивания и их теоретического описания на момент написания работы.

2. Изучение механизмов взаимодействия молекул Asv, As2 и Sb4 с поверхностью GaSb(001).

3. Изучение зависимости состава в подрешётке V группы твёрдых растворов GaPAsi-x и InAsxSbi-x от параметров роста: температуры роста, плотности молекулярных потоков и их отношения, а также величины угла отклонения подложки от грани (001).

4. Выявление новых и уточнения уже известных закономерностей, связывающих анионный состав твёрдых растворов GaPAsi-x и InAsxSbi-x с исследованными условиями роста.

5. Разработка и численная реализация кинетической модели формирования анионного состава твёрдых растворов GaPxAsi-x(001) и InAsxSbi-x(001) на основе существующих представлений о процессе МЛЭ соединений AinBV, с учётом вновь выявленных закономерностей.

Научная новизна работы состоит в расширении известных ранее представлений о процессах формирования состава твёрдых растворов GaPxAsi-x и InAsxSbi-x при МЛЭ на грани (001).

1. Впервые исследованы процессы замещения сурьмы мышьяком, протекающее на сингулярной и вицинальной поверхности GaSb(001) в потоках молекул As2 и As4. Предложены и теоретически обоснованы механизмы замещения сурьмы мышьяком при выдержке в потоке молекул As2 и As4 антимонидной поверхности. Экспериментально показано, что для молекул As2, эффективность процесса замещения слабо коррелирует с углом отклонения подложки, что обусловлено преобладанием механизма прямого замещения. Показано, что в случае молекул As4, эффективность процесса замещения возрастает с увеличением угла отклонения подложки, что вызвано увеличением количества краёв террас, на поверхности которых происходит замещение по вакансионному механизму.

2. Впервые с использованием единого методологического подхода в широких диапазонах условий роста получены экспериментальные данные о зависимости состава твёрдых растворов GaPxAsi-x и InAsxSbi-x от температуры роста, плотности потоков молекул V и атомов III групп и их отношений, скорости роста, и величины угла отклонения подложки от сингулярной грани (001). Обнаружено что:

- изменение скорости роста вызывает изменение состава в подрешётке пятой группы. В условиях постоянного отношения V/III наибольшая изменчивость состава твёрдого раствора в подрешётке V группы наблюдается при скоростях роста менее 1 МС/с — для обоих типов растворов GaPxAsi-x и InAsxSbi-x.

- увеличение угла отклонения подложки от сингулярной грани (001) приводит к возрастанию доли фосфора в твёрдых растворах GaPxAsi - x и возрастанию доли мышьяка в твёрдых растворах InAsxSbi-x.

3. Построена кинетическая модель формирования состава твёрдых растворов GaPxAsi-x(001) и InAsxSbi-x(001). В модели учтены процессы хемосорбции молекул пятой группы и десорбции хемосорбированных димеров вне областей роста на поверхности террас и их краях. На базе вычислительного эксперимента установлены основные явления и закономерности в формировании состава твёрдого раствора в подрешётке пятой группы:

- скорость роста, выступает самостоятельным параметром формирования состава в подрешётке пятой группы, за счёт лимитирования протекания процессов адсорбции/десорбции элементов пятой группы на поверхности террас между областями роста. При постоянном отношении V/III, Vg будет приводить к изменению состава твёрдого раствора при Vg <1 МС/с. Если не поддерживать отношение V/III постоянным, то Vg будет приводить к изменению состава твёрдого на всём диапазоне изменяя значения потока III группы.

- зависимость состава твёрдого раствора в подрешётке V группы от угла отклонения подложки заключается в следующем: угол определяет плотность заселённости адатомами III группы краёв террас. От этой плотности зависит частота следования областей роста вдоль ступеней, а значит — и динамика процессов адсорбции и десорбции элементов V группы на границах между областями роста.

- состав твёрдого раствора InAsxSbi-x(001) зависит от поверхностной структуры (ПС). Так замещение димеров сурьмы на димеры мышьяка при хемосорбции молекул As2 эффективно реализуется только в случае сверхструктуры поверхности со сверхмонослойным покрытием димерами сурьмы ПС(1х3). При сверхструктуре

поверхности со степенью покрытия димерами элементов пятой группы меньше или равном единице (ПС (8х2)) преобладает механизм замещения по вакансиям.

Практическая и теоретическая значимость работы:

Для получения стабильных потоков молекул V группы модернизированы созданные в ИФП СО РАН двузонные вентильные источники As и Р. Разработана нестационарная кинетическая модель процесса роста твёрдых растворов GaPxAsl-x (001) и 1пА8х8Ь1-х (001). Предложенная кинетическая модель даёт возможность как прогнозировать состав твёрдого раствора в подрешётке V группы с учётом конкретных условий роста, так и решать обратную задачу: определять исходя из заданных условий роста и требуемого состава твёрдого раствора. Модель может быть адаптирована к решению подобных задач в случае других твёрдых растворов AIIIPxAsl-x(001) и АшА$х8Ь1-х (001). Полученные в работе результаты важны для создания технологии роста перспективных полупроводниковых гетероструктур на основе твёрдых растворов замещения в подрешётке пятой группы.

Методология и методы исследования:

Объектом исследования являлись эпитаксиальные слои твёрдых растворов GaPxAsl-x, InAsxSbl-x, А1РАч1-х, InPxAsl-x, GaAsxSbl-x выращенные методом МЛЭ на сингулярных подложках GaAs(001) и подложках GaAs(001), отклонённых от грани (001) на 1° - 7° в направлении [110].

Для решения поставленных в работе задач использовались современные экспериментальные методы. Структурное состояние поверхности выращиваемых плёнок (морфология и ПС) изучалось методом дифракции быстрых электронов на отражение (ДБЭО). Скорость роста выращиваемых плёнок определялась из анализа осцилляций интенсивности зеркального рефлекса. Плотность потоков молекул V групп определялась по показаниям ионизационного преобразователя типа Байярда - Альперта. Состав выращенных твёрдых растворов определялся методом рентгеноструктурного анализа (РСА).

Кинетические модели, описывающие формирование состава твёрдых растворов замещения в подрешётке V группы, строились в рамках приближения двумерно-слоевого механизма роста.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. При взаимодействии потока молекул Лs2 и Лs4 с поверхностью GaSb (001) происходит изменение её состава за счёт обменных процессов в анионном слое. Встраивание молекул Лs4 происходит в результате хемосорбции молекул на вакансиях. В случае молекул Лs2 встраивание происходит преимущественно в результате хемосорбции с замещением димеров сурьмы.

2. Скорость роста является независимым параметром процесса формирования состава GaPxAsl-x(001) и /nЛsxSbl-x(001) в подрешётке V группы.

3. На процесс формирования состава твёрдого раствора /nЛsxSbl-x(001) при МЛЭ с использованием потока молекул Лs2 оказывает влияние поверхностная сверхструктура. В условиях существования сверхструктуры (1х3) основным механизмом изменения состава поверхности вне областей роста является прямое замещение димеров сурьмы димерами мышьяка, а в условиях существования сверхструктуры (8х2) — механизм замещения по вакансиям.

4. Зависимость состава твёрдых растворов GaPxAsl-x(001) и /nЛsxSbl-x(001) от величины угла отклонения подложки обусловлена изменением длительности формирования анионного состава поверхности на краях террас за счёт адсорбционных/десорбционных процессов.

5. При рассмотрении процесса формирования состава твёрдых растворов GaPxAsl-х (001) и ЫЛ,^Ь1-х(001) необходимо учитывать нестационарность процессов массопереноса на поверхности террас и их краях.

Личный вклад соискателя

Соискатель принимал непосредственное участие на всех этапах проведения работы. Им был проведён анализ отечественных и зарубежных литературных данных по теме диссертационной работы. Выполнена основная часть расчётных и экспериментальных работ: подготовка и проведение экспериментов; интерпретация картин ДБЭО; интерпретация данных рентгеноструктурного анализа; обработка совокупности всех полученных данных; построение и расчёт численной модели формирования твёрдого раствора замещения в подрешётке V группы проводились также при его непосредственном участии. Совместно с коллегами принимал участие в подготовке и публикации полученных результатов.

Степень достоверности и апробация результатов

Достоверность научных результатов базируется на применении современных и общепризнанных экспериментальных методов: МЛЭ, ДБЭО, РСА. Полученные в работе результаты и выводы не противоречат ранее известным данным, опубликованы в профильных

научных отечественных и зарубежных изданиях, и апробированы на международных и российских конференциях:

Международная конференция «Актуальные проблемы физика поверхности и наноструктур» (2010 - Ярославль), EDM (2010, 2011, 2013, 2014, 2019 - Эрлагол, Алтай), 3-я Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы радиофизики» АПР-2010 (2010 - Томск), Фотоника (2011, 2015, 2019, 2021 - Новосибирск), Российская конференция по физике полупроводников «Полупроводники» (2011, 2022 - Нижний Новгород; 2015 - Москва, Ершово; 2017 - Екатеринбург; 2019 - Новосибирск), Asia Priority in Advanced Materials «APAM-12» (2012 - Новосибирск), 7st China-Russia Joint Workshop on Advanced Semiconductors Materials and Devices (2012 - Hangzhou, China), ФТТ-2013 «Актуальные проблемы физики твёрдого тела» (2013 - Минск, Беларусь), XVIII Международный симпозиум «Нанофизика и Наноэлектроника» (2014, 2016, 2017 - Нижний Новгород), E-MRS 2014 fall meeting (2014 - Warsaw, Poland), 2nd International School and Conference on Optoelectronics, Photonics, Engineering and Nanostructures (2015 - Санкт - Петербург), «XX Всероссийская молодёжная конференция по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектроники» (2018 - Санкт-Петербург).

Публикации по теме диссертации

По теме диссертации опубликована 31 работа, из них 24 - в трудах международных и российских конференций, и 7 работ в реферируемых журналах из перечня ВАК Министерства образования и науки РФ.

Объём и структура работы

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка цитируемой литературы. Общий объём работы 166 страниц машинописного текста, 58 рисунков, 24 таблицы. Список литературы содержит 166 наименований.

Глава 1. МЛЭ твёрдых растворов замещения в подрешётке V группы

соединений AniBV

На начальном этапе развития метода МЛЭ, большинство работ по многокомпонентным твёрдым растворам с тремя и более компонентами были сосредоточены на твёрдых растворах замещения в подрешётке элементов Iii группы. Это позволило создать широкий спектр различных типов гетероструктур, важных с точки зрения развития полупроводникового приборостроения. Твёрдые растворы замещения в подрешётке III группы были естественным, технологически обоснованным выбором из-за возможности прямого контроля катионного состава слоёв при нормальных условиях МЛЭ [22]. Состав твёрдого раствора в подрешётке III группы в «нормальных» условиях МЛЭ однозначно задаётся соотношением потоков атомов элементов III группы, т.к. их коэффициенты встраивания (Siii) стремятся к единице. Коэффициент встраивания отражает, какая часть атомов, поступивших на поверхность (в молекулярной или атомарной форме), за фиксированный временной интервал встраивается в кристаллическую решётку эпитаксиального слоя. Для элементов F группы коэффициенты (Sv) всегда ниже единицы и зависят от условий роста, вследствие чего сложно выращивать слои твёрдых растворов с заранее определённым анионным составом. Тем не менее, возможность управления анионным составом существенным образом расширяет спектр применения твёрдых растворов соединений AIIIBV в области создании приборных гетероструктур и объектов для физических исследований.

В главе приведён обзор литературных источников, посвящённых проблемам МЛЭ плёнок твёрдых растворов AinBV замещения в подрешётке элементов V группы. Приведены основные экспериментальные закономерности связи состава твёрдых растворов с условиями их выращивания. Рассмотрены подходы и приближения, используемые при теоретическом описании зависимости состава твёрдого раствора от условий роста, а также механизмов его формирования. Выполнена постановка основных задач диссертационной работы.

1.1. Экспериментальные исследования процесса МЛЭ твёрдых

растворов AIIIPxAsi-x

1.1.1. Зависимость состава твёрдых растворов AIIIPxAsi-x от величины молекулярных потоков элементов V группы

В [23] исследовалась зависимость состава твёрдых растворов GaPxAsi-x от отношений потоков V группы. В работе использовались потоки As2 и P2. Слои выращивались в диапазоне Ts 600 - 620°С. Состав твёрдого раствора определялся методом электронно-зондового микроанализа. Путём сопоставления соотношения значений потоков молекул As2 и P2 с долей фосфора в эпитаксиальных плёнках было определено, что эффективность встраивания молекул As2 в 4.2 раза выше, чем P2. Впервые было показано, что коэффициенты встраивания атомов фосфора из молекул P2 (Sp2) существенно меньше коэффициента встраивания атомов мышьяка из молекул As2 (SAs2).

В [24, 25] было показано, что при фиксированной температуре роста, составом твёрдого раствора GaPxAsi-x в подрешётке V группы можно управлять путём изменения величины потока одного элемента V группы, при фиксированном значении второго. Позднее в работе [26] данный метод был использован при росте метаморфного солнечного элемента.

В работе [27] изучалось изменение состава твёрдых растворов InPAsi-x от изменения величины потоков молекул P2, As2, As4. Ts составила 520°C для As2 и 500°C для As4, Vg составляла 0.93 мкм/ч. Для определения состава твёрдого раствора использовался метод РСА. На основе проведённых измерений, представленных на Рисунке 1, авторы делают вывод о более низкой эффективности встраивания As4, чем As2. Из Рисунка 1 также видно, что при линейном изменении доли молекул мышьяка в потоках пятой группы доля мышьяка в плёнке меняется нелинейно.

Рисунок 1. Доля мышьяка в зависимости от отношения потоков V группы для серии А (Т = 520°С, Лэ2) и серии В (Т = 500°С, Лэ4). Линии - расчётные значения, полученные из термодинамической модели[27].

Позднее в работе [28] методом рентгеноструктурного анализа было показано, что состав твёрдых растворов 1пРхЛэ1-х выращенных с использованием Лэ2 и Лэ4 различается на 4.5 %. Следует отметить, что в работах [27, 28] не учитывалось изменение эквивалентных давлений (BEP) при переходе от потока молекул Лэ2 к Лэ4, что сделано в работах [29, 30]. Изменения эквивалентного давления при переходе от Лэ2 к Лэ4 необходимо учитывать из-за того, что равенство эквивалентных давлений (BEP) в потоках Лэ2 и Лэ4 не соответствует равенству этих потоков в атомарном выражении. Также следует учитывать, что при Тз порядка 520^ начинает возрастать десорбция Р c поверхности роста, что может приводить к росту доли Лэ в растущей плёнке 1пРхЛэ1-х [31].

Выводы по параграфу:

При линейном изменении соотношения потоков молекул мышьяка и фосфора, при прочих равных условиях роста, наблюдается нелинейное изменение доли мышьяка в плёнке 1пРхЛэ1-х. Эффективность встраивания молекул Лэ2 выше, чем молекул Р2, а Лэ4 ниже, чем Лэ2. При определении состава твёрдого раствора замещения в подрешётке V группы необходимо учитывать не только потоки пятой группы (их величину и соотношение), но и молекулярное состояние элементов Vгруппы в потоке, а также Тз, при которой осуществляется рост. Следует учитывать, что при равенстве эквивалентных давлений (BEP) Рлэ2 = Рлэ4, не следует их равенство в атомарном выражении. Имеющиеся в литературе данные о зависимости Злэ2, Зл*4 и Зр2 от условий роста при МЛЭ твёрдых растворов ЛшРхЛ$1-х носят фрагментарный характер и не

позволяют прогнозировать состав в подрешётке V группы в широком диапазоне ростовых условий.

1.1.2. Зависимость состава твёрдых растворов AIIIPxAsi-x от температуры подложки

В работах [13, 14] исследовался состав твёрдых растворов InPxAsi-x от Ts и молекулярной формы мышьяка. Потоки молекул As2, As4 и P2 были фиксированы, потоки молекул As2 и As4 были эквивалентны в атомарном выражении. Значения Ts лежали в диапазоне 420 - 535°C, Vg составляла 0.53 мкм/ч. Методом рентгеноструктурного анализа было установлено, что доля мышьяка во всех сериях с InPxAsi-x, выращенных с использованием As4 имеет слабую тенденцию к снижению при росте Ts. В то время как доля мышьяка в структурах, выращенных с использованием As2, имеет слабую тенденцию к росту при росте Ts. Такую слабую зависимость доли мышьяка от Ts авторы объясняют тем, что рост в их эксперименте происходил в обогащённых по фосфору условиях. Авторы делают вывод, что при выбранных условиях проведения эксперимента нет большой разницы в какой молекулярной форме использовать мышьяк для выращивания квантовой ямы. Но отмечают, что, в общем и целом, лучшим оптическим качеством обладала структура, выращенная при 520°C с применением потока молекул As4.

В работе [32] авторы исследовали зависимость состава твёрдого раствора GaPxAsi-x от Ts и отношения потоков P4 и As4. Образцы выращивались в диапазоне Ts 540°C - 580°C, отношение P4¡As4 варьировалось от 2 до 11. Авторами было показано, что с повышением Ts доля P в твёрдом растворе снижалась. Роль Ts обусловлена активацией процессов массопереноса на поверхности роста. Отмечается, что изменение температуры на 1°C приводит к изменению доли х твёрдого раствора GaPxAsi-x на 0.003. Обсуждая зависимость отношения Sp/Sas от Ts в работе [33], авторы отмечают, что их оценки Sp/Sas коррелируют с данными полученными в [23]. Следует отметить, что зависимость доли фосфора в твёрдом растворе GaPxAsi-x от Ts, полученная авторами, подтверждения в работах других авторов не получила [22, 34-36].

В работе [34] исследовались времена жизни и коэффициенты прилипания молекул As4 и P4 при росте твёрдых растворов GaPxAsi-x и InPxAsi-x на подложке GaAs(001). Было показано, что при избытке потоков As4 и P4 во время роста, по отношению к потоку Ga(In), Sas4 в 50 раз больше Sp4 из-за большего времени жизни молекул As4 на поверхности роста, по сравнению со временем жизни молекул P4. На основании полученных данных авторы делают вывод о пренебрежимо слабом влиянии Ts на долю фосфора, что согласуется с исследованием [37], в котором

предполагается отсутствие зависимости состава твёрдых растворов от Ts, хотя допускается возможность существования слабой температурной зависимости в силу отличия энергии активации десорбции молекул As4 с поверхности GaAs (0.48 эВ (46.31 кДж/моль)) и молекул P4 с поверхности GaP (0.32 эВ (30.87 кДж/моль)).

В работах [22, 35, 36] было показано увеличение доли фосфора в твёрдых растворах GaPxAsi-x с увеличением Ts с использованием потоков молекул As2 и P2 при постоянной Vg. В работе [38], используя предположение, о том, что десорбция из хемосорбированного состояния является процессом первого порядка [11, 39], были определены энергии активации десорбции димеров As с поверхности GaAs(001) и P с поверхности GaP(001). Для GaAs(001) энергия активации десорбции составила 2.52 эВ (243.2 кДж/моль), а для GaP(001) - 1.86 эВ (179.5 кДж/моль). Следует отметить, что в [38] не учитывалось изменение ПС, при котором скорость десорбции может изменяться [40, 41].

В работе [42] исследовались фундаментальные химические и кинетические процессы, лежащие в основе реакции замещения мышьяка фосфором в анионной подрешётке на поверхности GaAs(001). Для выявления этих процессов, поверхность GaAs(001) выдерживалась в молекулярном потоке P2, что приводило к формированию слоя GaPxAsi -x за счёт реакций замещения на поверхности. Исследования проводились в температурном диапазоне Ts от 420 до 520°C. Было показано, что скорость замещения зависит от поверхностной реконструкции GaAs, Ts поверхности и время выдержки. Обнаружено, что As обогащённая поверхностная реконструкция тормозит P - As замещение. Степень анионного замещения возрастает (возрастает доля фосфора) с температурой. При более высоких температурах, порядка 520°C, и более длительном времени выдержки, As - обогащённые и As - обеднённые поверхности ведут себя одинаково из-за термодесорбции As. Что позволяет заключить, что замещение протекает по вакансионному механизму. Найдены энергии активации замещения для As - обогащённой и As -обеднённой поверхности, которые составили 0.62 ± 0.10 эВ (59.83 ± 9.65 кДж/моль) и 0.13 ± 0.04 эВ (12.54 ± 3.86 кДж/моль) соответственно. Следует отметить, что авторы работы не обсуждают места протекания реакции замещения мышьяка фосфором.

Выводы по параграфу:

В литературе отсутствует единая позиция по влиянию температуры роста на поведение доли As/P в твёрдом растворе. Требуются дополнительные исследования, которые позволят уточнить уже опубликованные закономерности.

1.1.3. Зависимость состава твёрдых растворов ЛшРхЛэ1.х от скорости роста

В работе [31] исследовалось изменение состава твёрдого раствора ОаРхЛэ1-х в зависимости от отношений потоков Злэ^иса и ^Мса, Т и скорости роста V). На Рисунке 2 приведены полученные экспериментальные зависимости доли Лэ в зависимости от Vg.

Рисунок 2. Доля Лэ как функция Т для различных Vg, при Зл^иса = 1 и №3са = 45 [31].

Авторы объяснили уменьшение доли Лэ тем, что десорбция из хемосорбированного состояния увеличивается с ростом Т^. Зависимость состава плёнки от Vg объясняется различающейся по интенсивности десорбцией мышьяка и фосфора, на которые влияет Тэ. При Vg = 0.4 мкм/ч температура начала десорбции Лэ составляет около 460°С Данный эффект приводит к уменьшению доли Лэ в растущей плёнке твёрдого раствора. При этом десорбция Р остаётся незначительной при данной температуре и составляет менее 1% при Vg = 0.4 мкм/ч. Насыщение снижения доли Лэ достигает при Т порядка 500^ и обусловлено возросшей десорбцией Р из хемосорбированного состояния с поверхности роста. При этом в работе показана взаимосвязь интенсивности десорбции мышьяка и фосфора из хемосорбированного состояния с интенсивностью встраивания мышьяка и фосфора, задаваемой Vg. Оба эти процесса ответственны за формирование итогового состава. При этом в интерпретации авторов скорость роста и плотность потока галлия являются величинами, характеризующими массоперенос. Плотность потока галлия отражает количество вещества, поступающего на поверхность, а скорость роста — это количество вещества, встраивающегося в кристалл. В данном рассмотрении эти две величины эквивалентны.

Выводы по параграфу:

В литературе найдена только одна работа [31], в которой авторы обсуждают скорость роста как самостоятельный фактор влияющий на состав ОаРхЛэ^х. Но фактически авторы рассматривают зависимость состава ОаРхА>Ч1-х не от скорости роста, а от плотности потока галлия, т.е величины характеризующей массоперенос. Предположения, высказанные авторами работы [31], носят обобщённый характер, но представляются важными и требуют дальнейшего развития.

1.1.4. Зависимость состава твёрдых растворов ЛшРхЛ81-х от кристаллографической ориентации подложки

В работах [36, 43] исследовалась зависимость состава твёрдого раствора GaPxAsi-x от различных кристаллографических ориентаций GaAs(001), (311)А, (411)А и (511)А. Потоки элементов Vгруппы состояли из молекул As4 и P2, Vg = 1 мкм/час, Ts = 535, 570, 605 и 640°С. Рост осуществлялся одновременно на всех ориентациях. Было найдено, что с изменением ориентации происходит и изменение состава твёрдого раствора GaPxAsi-x. Так при Ts = 535°C: х(411)А = 0.18; х(100) = 0.08; х(511)А = 0.11; х(311)А = 0.15. Доля x также возрастала с повышением Ts до 600°C (см. Рисунок 3).

Рисунок 3. Доля Р в плёнках твёрдого раствора GaPxЛsl-x в зависимости от ориентации подложки и температуры [36].

На основе полученных данных авторы делают вывод, что зависит от

кристаллографической ориентации подложки, указывая на важную роль атомных ступеней в процесссах адсорбции Р и десорбции Лs во время роста. Авторы также отмечают, что самая

высокая плотность атомных ступеней характерна для ориентации (311)Л, тогда как самая большая доля Р получена на подложках c ориентацией (411)Л для всего диапазона температур. Это может указывать на разницу в реконструкции растущей поверхности ОаРхЛэ^х для разных ориентаций подложки, что требует дальнейшего исследования. Также в данной работе было показано, что в области высоких температур роста наблюдается снижение эффективности встраивания фосфора.

В работе [44] исследовалась зависимость состава твёрдых растворов GaPxAsl-x, выращенных на подложках GaAs, при температуре Тз = 535°С и фиксированных потоках V и III групп от ориентации подложки ((100), (п11)А и (п11)В) и молекулярной формы As2 и А^. Было показано, что при росте плёнок GaPxAsl-x с использованием молекулярных потоков As2 и Р2, доля As слабо зависит от ориентации подложки, и среднее значение составляет ~ 0.93. Тогда как при использовании молекулярных потоков As4 и Р2, средняя доля As для (100) и (п11)В почти равны (~ 0.88), а для (411)А доля As была минимальной и составляла 0.75. Данные по составу выращенных плёнок твёрдых растворов GaPxAsl-x в зависимости от ориентации подложки приведены на Рисунке 4.

1.0

0.9

1=

о <=

3

0.8

0.7 1.0

0.9

1 В surface ! 1 1 1 1 1 1 A surface

•••- -

. (311И411) (611) (-00) 1

1 ■ (0) Ast molecular beam .....! Vv (411) 1 j 1 .

1

8

2

0.8

0.7

...... В surface ; 1 1 1 A surface

-

(311) (411) (511) (100) ■ 1 1 1 (511) (411)(311)

■ 1 1 ' (b) Asz molecular beam ■ 1.1.1 I.I.

-30

[011]

-20

-10

10

20

Off Angle (degree)

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Емельянов Евгений Александрович, 2026 год

Источник Ах Р

Масса загрузки, кг 0.32 0.06

Максимальная температура зоны крекинга, К 1273 1273

Присоединительный размер Ду 63 Ду 63

Диапазон регулирования плотности потока молекул V группы, молекул/см2^с 3.61012 - 1.81016 см"2^"1 3.61012 - 1.81016 см"2^"1

Точность поддержания потока, % + 2.5 + 2.5

Управление вентилем ручное по нониусу / автоматическое Да/Да Да/Да

Управление температурой зоны крекинга В режиме поддержания постоянной мощности В режиме поддержания постоянной мощности

2.3. Методы in situ исследований и контроля поверхности

2.3.1. Дифракция быстрых электронов на отражение

В методе ДБЭО угол между падающем электронным пучком и поверхностью исследуемого образца составляет менее 5о. При таких углах пучки высокоэнергетических (10 -50 кэВ) электронов взаимодействуют с самым верхним слоем кристалла (0.1 - 10 нм). Это позволяет получать информацию о структуре поверхности из анализа дифракционной картины. Особенности реализации метода ДБЭО позволили использовать его в качестве методики in situ мониторинга параметров ростовой поверхности в процессе МЛЭ. Физические основы дифракции электронов и метода ДБЭО приводятся в ряде монографий [134, 135]. Аппаратура метода ДБЭО состоит из источника когерентных электронов (электронной пушки) и люминесцентного экрана-детектора. Исследуемый объект располагается между ними.

Процесс формирования изображения на люминесцентном экране в методе ДБЭО определяется законами сохранения энергии и импульса для падающих и рассеянных электронов с добавлением вектора обратной решётки - ghki. Если ко - волновой вектор падающей электронной волны, а кл -волновой вектор рассеянной волны, то из закона сохранения энергии следует, что

к 2=кл2 (8)

из закона сохранения импульса получаем:

к = ко + ёш (9)

ghkl=ha *+кЪ *+/е * (10)

где a*, b*, c* - базисные векторы трансляции обратной решётки, h, к, l -целые числа.

Дифракция в объёме кристалла (трёхмерная периодичность) приводит к набору дифрагированных пучков, положение в пространстве которых совпадает с узлами обратной решётки. Расстояние между соседними узлами в обратной решётке обратно пропорционально расстоянию между соответствующими плоскостями для прямой решётки. У ячейки плоской поверхностной решётки пространственный период в направлении z бесконечен. Следовательно, узлы обратной решётки вдоль нормали к поверхности расположены бесконечно плотно, поэтому говорят о стержнях в обратном пространстве. В случае дифракции от плоской решётки сохраняется только компонента волнового вектора, параллельная поверхности. Базисные векторы трансляции обратной двумерной решётки даются выражениями:

а*=2тг(Ьхп)/А, Ь*=2тг(пха)/А, ^=аСЬхп (п)

где п -единичный вектор нормальный к поверхности.

Графическим представлением уравнений (8) - (10) в обратном пространстве является сфера Эвальда. Для построения сферы Эвальда откладывают вектор ко так, чтобы его конец находился в начале координат обратной решётки и из его начала описывают сферу радиусом ко. Для точек пересечения сферы с узлами обратной решётки будут выполнены условия (8) - (10). В направлениях от центра сферы к этим точкам будут возникать дифрагированные пучки (см. Рисунок 13).

Рисунок 13. Построение сферы Эвальда при ДБЭО от поверхности кристалла [134].

Измерение скорости роста плёнки методом ДБЭО при МЛЭ, основывается на возникновении осцилляций интенсивности зеркального рефлекса (ЗР) отражённого электронного пучка на дифракционной картине, при двумерно - слоевом росте (механизм Франка-ван дер Мерве). Причиной возникновения ДБЭО осцилляций является зарождение, последующий рост и срастание двухмерных островков на поверхности растущего кристалла. Изменение интенсивности ЗР во время роста схематически показано на Рисунке 14. Максимальная интенсивность ЗР наблюдается случае гладкой поверхности (степень заполнения островками в = 0). Минимальное значение интенсивности ЗР наблюдается при в = 0.5. Период осцилляций ЗР соответствует времени роста одного монослоя вещества. При высоких Ts зарождения двухмерных островков не происходит. Все адатомы встраиваются в ступени вицинальной плоскости. В этом случае изменения плотности островков на поверхности в процессе роста не происходит, и осцилляции не наблюдаются.

оо

Измененне интенсивности ЗР

• I I < I

• 1111

"V \/ \ ЛЛЛ ЛАД

Рисунок 14. Изменение интенсивности зеркального рефлекса в процессе двумерно-слоевого роста поверхности.

Если рост происходит в нормальных условиях (V//// > 1, Тз < 640°С для ОаАх), то весь поток /// группы поступающий на поверхность встраивается в растущую плёнку. Избыток V группы при этом десорбируется с поверхности и не участвует в процессе роста. В этом случае скорость роста однозначно связана с плотностью потока атомов /// группы, поступающего на подложку. Условия существования чётких медленно затухающих осцилляций для ОаАх: наличие атомарно чистой слабо отклонённой поверхности (до 1°); отношение потоков Ах/0а>1, обеспечивающее стехиометрический рост: интервал Тх от 395°С до 640°С. При необходимости, подбирая условия роста, этот диапазон можно расширить, как в область высоких, так и в область низких температур.

2.3.2. Калибровка плотности потоков элементов /// группы

Калибровка плотности потоков атомов галлия проводилась по ДБЭО осцилляциям, при росте ОаАх при Тх = 550 С в мышьяк обогащённых условиях на слабо отклонённых (±30') подложках 0аАх(001).

Для определения плотности потоков атомов индия применялась та же методика. ДБЭО-осцилляции регистрировались в начальный момент роста /пАх. В качестве калибровочных

подложек использовались толстые (>0.5 мкм) эпитаксиальные слои InAs, выращенные на подложках GaAs(001). Для предотвращения реиспарения In с поверхности температура роста не превышала 430^450°С.

2.3.3. Калибровка плотности потоков молекул V группы

Определение плотности потока Sb4 происходило методике приведённой в работе [136]. На выглаженную поверхность GaSb осаждалось 4^10 монослоев галлия при закрытой заслонке источника Sb4. Затем заслонка источника Ga закрывалась и открывалась заслонка Sb4. В начальный момент времени в условиях недостатка сурьмы наблюдались ДБЭО осцилляции, вызываемые потоком Sb4. При этом Ga, осаждённый на поверхность, являлся ограниченным источником большой мощности и не лимитировал Vg вплоть до своего истощения. Эксперимент проводился при температуре роста ниже 400°С, что обеспечивало коэффициент встраивания Sb из молекул Sb4 на поверхности обогащённой Ga близок к единице [5]. Плотность потока молекул Sb4 рассчитывалась по периоду ДБЭО-осцилляций. Заращивание поверхности перед каждым экспериментом в условиях обогащения Sb позволяло избежать деградации поверхности при росте в Ga-стабилизированных условиях. Плотности потоков элементов ниже чувствительности методики (ДБЭО-осцилляций) определялись из Аррениусовской зависимости, построенной по экспериментальным точкам.

Плотность потоков молекул мышьяка As2 и As4 определялась с помощью ионизационного манометрического преобразователя типа Байярда — Альперта, который помещался во время измерения на позицию подложки [45]. Для калибровки показаний преобразователя при измерении абсолютной величины потока мышьяка использовалась фазовая диаграмма поверхности GaAs(001) [137]. Процедура калибровки осуществлялась по методике, описанной в работе [138].

2.3.4. Методика определения плотности потоков элементов III и V групп с помощью манометрического преобразователя Баярда-Альперта

Для определения плотности потоков вещества в методе МЛЭ широко применяются манометрические преобразователи Баярда-Альперта. Принцип действия таких преобразователей основан на ионизации молекул вещества Xпотоком электронов. Величина ионного тока Ix прямо пропорциональна средней концентрации Пх молекул вещества X в зоне ионизации преобразователя и полному сечению ионизации Ох этих молекул:

4 = С • пх ах (12)

где C - измерительная константа преобразователя, учитывающая его геометрические характеристики и электрический режим работы. Средняя концентрация молекул в потоке связана с плотностью потока и средней скоростью движения молекул выражением:

Jx

п — —

Пх V (13)

X

Средняя скорость молекул находится из приближения идеального газа при термодинамическом равновесии и равна:

к =

V

8 • k • T

т • m

(14)

x

Подставив в уравнение (12) уравнения (13) и (14), найдём Jx.

j 8 • k • T

x C-о T"m (15)

X

Для расчёта плотности потока вещества X по выражению (15), необходимо знать значение измерительной константы C.

Манометрические преобразователи Баярда-Альперта калибруются по N2. Это означает, что давление молекул азота в зоне ионизации преобразователя и соответствующий данному давлению ионный ток связаны соотношением:

Р _ ^2

— \т

N2 f (16)

Jn2

где fm - коэффициент типовой чувствительности преобразователя по N2 (для комнатной температуры). Для вакуумметра Баярда-Альперта JBA 12AS фирмы RIBER с датчиком JBA 11 коэффициент fN2 равен 10-4 А / Торр.

Поскольку в приближении идеального газа давление молекул азота можно представить, как Pn2 = nN2 х k xTrt, то ионный ток преобразователя будет равен:

=HN2 - k - TRT - (17)

Используя (12), находим что:

^ k • TRT • /щ

C~ (18)

N2

О

Подставив (18) в выражение (15), получим:

Г Jx ' aN2

J-

k • TRT • JN2

8 • к • T

n • mx

/ = ±

Учитывая, что х р - коэффициент чувствительности лампы по веществу X, получим

[139]:

_ P 18 • к • T

J л* -

Х к • TRT -ЛЛ П mx (20)

JN0

_ v 2

где ~ г - коэффициент ионизационной чувствительности для вещества X, а

Jx Vn2

Px - BEP (beam equivalent pressure) - измеряемое вакуумметром давление потока молекул или атомов.

Коэффициент относительной ионизационной чувствительности для вещества X может быть выражен эмпирической формулой [140]:

0,6-Z. 14

где Zx - общее число электронов в молекуле вещества X. Согласно выражению (21), коэффициенты относительной ионизационной чувствительности для молекул As4 и As2 составляют 6.1 и 3.2, соответственно.

Экспериментальные значения коэффициентов относительной ионизационной чувствительности ^As4 и nAs2 для молекул As4 и As2, полученные в [12, 45], составляют 6.8 и 4.0 соответственно. Поэтому точность расчётов по формуле (21) можно признать удовлетворительной.

Применение ионизационного вакуумметра позволяет определять плотность молекулярных потоков V группы с точностью ±6%.

Совместное использование метода ДБЭО осцилляций с измерениями плотности молекулярных потоков манометрическим преобразователем Баярда-Альперта позволяет повысить точность определения плотности потоков V группы. При измерении плотности потоков V группы по ДБЭО осцилляциям надо знать коэффициент встраивания V группы в условиях измерения, что весьма проблематично. При измерении V группы манометрическим преобразователем надо знать коэффициенты чувствительности преобразователя по N2 и коэффициенты чувствительности по измеряемым веществам.

Л -^Г^ + 0-4 (21)

Если взять отношение потоков двух веществ Jx и Jy, найденных из выражения (20), то получим формулу, которая может быть использована для вычисления отношения потоков элементов III и V групп [12]:

Л Рх Лу

Л

ТхМу

1/2

Ру Лх { ТуМх у

(22)

уу

При известном потоке одного компонента поток второго определяется из формулы (22), если достоверно известны коэффициенты относительной чувствительности Лх и Лу. Другие величины, входящие в формулу (22), известны с высокой точностью.

2.3.5. Методика измерения температуры подложки

Одним из основных параметров, характеризующих процесс МЛЭ, является температура роста - Ts. Точное измерение и воспроизведение этого параметра является необходимым условием проведения процесса МЛЭ. Как следствие, методикам прецизионного определения температуры уделяется повышенное внимание.

Для сопоставления показаний управляющей термопары (не имеющей прямого теплового контакта с подложкой) с реальными значениями температуры образца, проводилась калибровка управляющей термопары по температурам сверхструктурных переходов на поверхности GaAs(001) [137, 138, 141]. Рассмотрим методику, используемую для калибровки управляющей термопары для температур выше 350°С по переходам ПС на поверхности GaAs(001) в отсутствии потока мышьяка. При скорости нагрева подложки в области перехода между ПС около 1 град./мин переход между ПС с(4х4) ^ (2x3) происходит при Ts=354оС, (2x3) ^ (2x4) при Ts=395оС, (2x4) ^ (3x6) при Ts=500оС, (3x6) ^ (4x2) при Ts=549оС [140].

В нашем случае калибровки управляющей термопары по переходам между ПС на поверхности GaAs(001) без потока мышьяка проводились перед каждым ростовым экспериментом. Последовательность действий при калибровке Ts была следующей. После роста буферного слоя Ts понижалась в потоке As2 до температуры ~ 300°С, при этом на дифракционной картине наблюдалась As - обогащённая поверхностная структура ^4x4). После чего поток молекул As2 перекрывался и начинался нагрев подложки. Скорость нагрева составляла 510 град/мин в областях существования ПС и 1 град/мин для областей перехода одной ПС в другую. Состояние поверхности контролировалось методом ДБЭО. При появлении новой ПС записывалось значение Ts. Эксперимент проводился до получения ПС (4x2) Ga -реконструкция. Полученные значения показаний термопары для переходов между ПС линейно аппроксимировались.

Данная методика имеет ряд преимуществ: на температуру переходов между ПС не влияет способ нагрева подложки (радиационный или кондуктивный), отсутствует необходимость наносить на поверхность подложки посторонние материалы, имеется возможность проводить калибровку на каждой подложке перед ростом, использование для наблюдения переходов стандартного оборудования ДБЭО. К недостаткам такой методики относится влияние на температуры переходов остаточного давления As и скорости нагрева подложки [137], что приводит к погрешности при калибровке термопары. Ошибка увеличивается при аппроксимации в низкотемпературную область. Точность определения температуры с помощью данной методики составляет ±5°С.

Для калибровки термопары в области температур ниже 300оС может быть использована температура сублимации слоя аморфного мышьяка с поверхности подложек GaAs [138]. При этом температура десорбции этого слоя с поверхности подложек не зависит от скорости нагрева и составляет 250±2оС.

При росте узкозонных твёрдых растворов замещения в подрешётке V группы, в частности InAsxSbi-x, закрепление подложки на специальном держателе с помощью индия позволяет по данным работы [142] обойти проблему изменения температуры подложки во время выращивании узкозонного материала на широкозонной подложке. Калибровка термопары при выращивании эпитаксиальных слоёв GaSb на GaAs(001) дополнялась температурой перехода на поверхности GaSb(001) между ПС (2*5) и (1х3) в условиях отсутствия падающих потоков, которая составляет по данным работы [143] 380°С.

2.4. Метод ex situ исследований состава твёрдых растворов

соединений AIIIBV

2.4.1. Рентгеноструктурный анализ

Одним из эффективных методов исследования структурных свойств полупроводниковых эпитаксиальных гетероструктур является метод рентгеноструктурного анализа (РСА). РСА является дифракционным структурным методом, в его основе лежит взаимодействие рентгеновского излучения с кристаллическим веществом, в результате которого возникает дифракция рентгеновских лучей. Дифракционная картина зависит от длины волны используемого излучения и кристаллического строения объекта [144]. Для исследования кристаллической структуры применяют излучение с длиной волны ~ 1 А.

1

2

ч

Хс1 БШб

о-

О-

Рисунок 15. Схема дифракции рентгеновского излучения на плоскостях кристаллической решётки.

При падении пучка рентгеновских лучей на параллельные, периодически повторяющиеся атомные плоскости (см. Рисунок 15) дифракция имеет место при выполнении условия Брэгга:

ё - межплоскостное расстояние, X - длина волны падающего излучения, в - угол Брэгга, п - целое число.

Вращая кристалл вблизи положения отражения (угла Брэгга), получают зависимость интенсивности отражённого пучка от угла падения рентгеновского луча (кривую качания). Анализируя кривые качания, можно по расстоянию между пиками плёнки и подложки определить параметры кристаллической решётки плёнки. В случае тройного твёрдого раствора это позволяет, используя закон Вегарда, определить его состав. Схема подобной установки приведена на Рисунке 16.

2d эт О = пХ

(23)

Рисунок 16. Схема двухосевого рентгеновского дифрактометра [145].

Для исследования структурных свойств выращенных эпитаксиальных плёнок твёрдых растворов замещения в подрешётке V группы использовались рентгеновские кривые качания полученные с помощью двухкристального дифрактометра высокого разрешения (НКХКВ) с использованием кристалла - монохроматора Ge(004) с длинной волны 1.54 А и выходной щелью коллиматора с размером 0.1 мм в плоскости дифракции по методике [146]. Точность определения состава твёрдого раствора с помощью данной методики составляет ±0.05%.

Выводы по Главе 2

1. Разработан и изготовлен вентильный источник фосфора, соответствующий требованиям МЛЭ.

2. Обоснованы и описаны методы калибровки температуры роста и потоков как атомов III, так и молекул V групп.

3. Описан ex-situ метод РСА использованный в работе для получения информации о составе, кристаллическом совершенстве и однородности по составу выращенных твёрдых растворов AIUPxAsi-x, AIUAsxSbi-x.

Глава 3. Исследование зависимости состава твёрдых растворов ЛШВГ замещения в подрешётке V группы от условий роста

В данной главе представлены результаты исследования процесса замещения сурьмы мышьяком на поверхности GaЗЪ(001) методом ДБЭО. Исследовано взаимодействие сингулярной и вицинальной поверхностей GaЗЪ(001) с использованием молекул Л^2, Лs4 и ЗЪ4 [А2, Б1-Б3].

Представлены данные экспериментальных исследований зависимости состава слоёв твёрдых растворов ОаРАч1-х, Л1РАч1-х, 1пРхЛ>Ч1-х от: Г^; отклонения подложки от сингулярной грани (001) в направлении [110] на угол а от 0° до 7°; плотности потоков молекул Л^2, Лs4, Р2; Vg [А3 - А5, Б1 - Б8, В24].

Представлены данные экспериментальных исследований зависимости состава слоёв твёрдых растворов InЛsxSЪl-x, GaЛsxSЪl-x от: Тх; плотности потоков молекул Лх2, Ля4, ЗЪ4; Vg; отклонения подложки от сингулярной грани (001) в направлении [110] на угол а от 0° до 7° [А6, А7, Б9 - Б23].

Методика контроля условий роста изложена в Главе 2.

3.1. Выращивание твёрдых растворов GaPxЛsl-x

Слои твёрдых растворов GaPxЛsl-x выращивались на подложках GaЛs(001). В качестве потоков элементов V группы использовались Лs2 и Р2. Тз определялась из показаний термопары нагревателя подложки, а плотность потоков (Т) - с помощью ионизационного вакуумметра.

Получены данные в диапазоне: Тз от 400 до 600°С; отношения JAs2lJGa от 0.5 до 10; отношения Jp2lJGa от 1 до 16; Vg от 0.25 до 2.5 мкм в час.

При данных условиях эпитаксии, коэффициент встраивания галлия равен единице, поэтому Vg однозначно определялась величиной JGa.

Состав выращенных слоёв определялся методом РСА.

В Таблице 2 представлена зависимость измеренных значений доли фосфора x в твёрдом растворе GaPxAsl-x (001) от JGa, JAs2, Jp2 и Тз.

Таблица 2. Доля Р в твёрдом растворе ОаРхЛ.1-х (001) от /оа, /л.^, /р2, Т$

1аз2ДР2 /л.2 /Р2 /Оа Т8 х эксп.

х1014, атомсм~2с_1 х1014, томсм^с"1 х1014, томсм^с"1 °С

0.19 7.18 38.5 6.26 400 0.35

0.26 6.94 26.8 6.51 500 0.38

0.27 10.2 37.1 6.26 400 0.24

0.37 11.3 30.8 6.26 410 0.18

0.38 10.6 27.8 6.26 550 0.32

0.38 10.5 27.3 6.26 400 0.20

0.39 10.6 27.4 6.26 500 0.25

0.40 6.22 15.6 6.26 500 0.33

0.42 10.3 24.6 6.26 400 0.18

0.42 13.2 31.1 6.26 500 0.22

0.44 9.84 22.5 6.26 600 0.41

0.46 9.97 21.8 6.26 500 0.22

0.46 10.9 23.6 6.26 450 0.18

0.47 12.4 26.5 6.26 500 0.22

0.49 12.1 24.7 6.26 550 0.28

0.49 10.8 22.0 15.6 500 0.35

0.50 9.56 19.3 6.26 500 0.24

0.52 9.72 18.7 3.16 500 0.20

0.52 10.3 19.7 1.56 510 0.23

0.54 10.0 18.5 8.76 500 0.25

0.56 10.1 18.1 12.7 500 0.30

0.57 7.98 13.9 6.26 400 0.18

0.58 8.21 14.2 6.26 500 0.23

0.58 8.53 14.8 6.26 500 0.21

0.61 8.18 13.3 6.15 450 0.17

0.64 8.51 13.3 6.26 550 0.26

0.65 8.57 13.2 6.26 580 0.30

0.71 11.0 15.4 6.63 600 0.33

0.77 12.4 16.1 6.50 500 0.14

0.79 11.4 14.4 6.50 550 0.20

0.89 8.47 9.50 6.26 500 0.15

0.91 8.66 9.56 6.26 465 0.14

0.92 9.36 10.2 6.26 425 0.12

Из Таблицы 2 видно, что при одинаковых значениях Зла21/Р2 доля фосфора в твёрдом растворе может значительно отличаться в зависимости от выбранных значений /оа (Vg) и Т. Что наглядно показывает актуальность точности контроля параметров роста помимо отношения

JAs2lJp2 и иллюстрирует причину трудностей, возникающих при сравнительном анализе экспериментальных данных из различных литературных источников.

3.1.1. Зависимость состава GaPxЛs 1-]С от молекулярной формы мышьяка

Проведено экспериментальное исследование зависимости состава твёрдого раствора GaPxЛsl-x от молекулярной формы Лs. Плёнки GaPxAsl-x выращивались как с использованием потока молекул Лs2, так и Лs4. Потоки молекул Лs2 и Лs4 были равны в атомарном выражении и составляли 1.751015 атомсм-2с-1 (т.е. JAs2 = JAs4 = 1.751015 атомсм-2с-1). Плотность молекул Р2 была фиксированной и составляла 2.241015 атомсм-2с-1. После окончания работ с Лs2, происходило снижение температуры зоны крекинга источника мышьяка до 400°С без изменения положения вентиля. После стабилизации температуры в источнике мышьяка устанавливался поток молекул Лs4, эквивалентный в атомарном выражении плотности потока молекул Лs2. Толщина выращенных плёнок составляла 300 нм. Т плёнок GaPxAsl-x составляла 500°С и Vg эквивалентна плотности потока атомов галлия JGa = 6.261014 см-2 с- 1 (~1 МС/с). Состав выращенных плёнок определялся из анализа рентгеновских кривых качания. Выращенные пленки были полностью релаксированы.

В Таблице 3 приведены значения доли фосфора x в зависимости от молекулярной формы мышьяка (Лs2lЛs4), а также значения отношений 3л*213р2 и 3л*413р2, которые рассчитывались с помощью выражений:

^ С1 -!) •

2 • ^ ^

^ С1 -1 •

^Р, ■ Аз,

(25)

Таблица 3. Доля Р в твёрдом растворе ОаРхЛ.1-х в зависимости от молекулярной формы Л..

Твёрдый раствор Молекулярная форма Л. Доля х Зл.2/Зр2

ОаРхЛ.1-х Л..2 0.13 8.57 -

ЛЯ4 0.25 - 3.84

Из представленных данных следует, что от молекулярной формы мышьяка, поступающего на ростовую поверхность, зависит состав твёрдых растворов ОаРхЛ.1-х. Установлено, что изменение молекулярной формы элемента V группы в потоке приводит к изменению Sv и зависит от Т.. и плотности потока V группы. Эффективность встраивания молекул Л.2 и Л.4 выше по сравнению с молекулами Р2. Причём эффективность встраивания из молекул Л.2 выше, чем Л.4. Результаты исследований представлены в работах [А3, В1, В2]

3.1.2. Зависимость состава ОаРхЛ.1-х от скорости роста

С целью изучения влияния скорости роста на состав твёрдого раствора 0аРхЛ.1-х(001) были выращены образцы плёнок твёрдого раствора ОаРхЛ..1-х при Тз = 500°С. Выбранные условия роста однозначно задавали коэффициент встраивания галлия равном единице, поэтому Vg однозначно определялась величиной /оа. Vg варьировалась от 0.25 до 2.5 МС/с, использовались молекулярные потоки Л.2 и Р2 в отношении /а.2//р2 ~ 0.5. Толщина плёнок составляла 1 мкм. На Рисунке 17 представлены полученные в данном эксперименте значения 2-(1л.2+/Р2)//оа от Vg (линия 1) и экспериментальные значения доли фосфора х от Vg (линия 2). Видно, что х как функция от Vg имеет немонотонный характер. Уменьшение значения х с ростом Vg меняется на увеличение при Vg ~ 0.5 МС/с. Но, с изменением /оа в данном эксперименте меняется не только скорость роста, но и отношение ///ш: 2-(1л.2+/Р2)//оа монотонно уменьшается с ростом Vg. Разделить влияние отношения //III и Vg, как самостоятельного фактора, только на основании анализа этих экспериментальных зависимостей затруднительно. Решение этой задачи обсуждается в главе, посвящённой модельному описанию процесса роста твёрдого раствора.

25 20 15 10

о, о 1)

- О- у

- —_________ о-- --о

0,0

0,5

1,0

Vg, Mc/c

1,5

2,0

-

▲ 2)

А. ""А-— _____А | 1 . 1

0,35

0,30

0,25

0,20

0,0

0,5

1,0

Vg, Mc/c

1,5

2,0

Рисунок 17. Зависимость состава слоёв GaPxAsi-x от Vg при Ts = 500°С и отношении Jas2/Jp2 const.

Следует отметить, что полученный результат частично совпадает с данными работы [31]. В этой работе было показано, что с увеличением Vg происходит снижение доли фосфора. Был рассмотрен диапазон Vg от 0.2 до 0.8 мкм/час (~ 0.2 - 0.8 МС/с). При этом авторы [31] поддерживали постоянным не только отношение JAs4/Jp2, но и Jv/JGa. Данные работы [31]также будут обсуждены в разделе, посвящённом модельному описанию роста твёрдого раствора.

3.1.3. Зависимость состава GaPxЛs1-х от угла отклонения подложки

В [А5, В24] были получены экспериментальные данные по поведению зависимости состава твёрдых растворов GaPxAsl-x от изменения угла отклонения подложки GaЛs от сингулярной грани (100) в направлении [110] (а) на 0, 1, 2, 3, 5 и 7°. Все плёнки твёрдых растворов GaPxЛsl-x выращивались с применением потоков молекул Лs2 и Р2 при Vg = 1 МС/с, = 500°С, а толщина плёнок составила 1 мкм. Все шесть образцов с разными отклонениями были размещены на одном держателе рядом друг с другом с помощью индия и выращивались в одном процессе. Выращенные образцы были исследованы методом высокоразрешающей рентгеновской дифрактометрии. На Рисунке 18 представлена зависимость состава слоёв твёрдого раствора GaPxЛsl-x от а. Доля фосфора х в составе твёрдого раствора линейно возрастает от 0.24 при 0°, до 0.27 при 7°.

0,32 0,30

S*

•2 °-28

0,24

0,22 L-l-'-1-'-1-'-1-•-1-•-1-i-1-•-1-

0 1 2 3 4 5 6 7

Miscut degree, (angle degrees)

Рисунок 18. Зависимость состава слоёв GaPxAsi-x от а при Ts = 500°С. ▲ - экспериментальные данные, — - линейная аппроксимация экспериментальных данных.

Полученные результаты были объяснены в рамках разработанной модели формирования состава твёрдых растворов замещения в подрешётке пятой группы соединений AIUBV (см. Глава 4).

Увеличение угла разориентации подложки приводит к увеличению в направлении отклонения плотности террас. Это вызывает уменьшение скорости обновления краёв террас, что приводит к возрастанию времени выдержки поверхности вновь сформированного края террасы в потоках молекул As2 и P2. В течении этого времени (до прихода очередного фронта роста) происходит изменение состава анионного слоя поверхности, сформированного на фронте роста, за счёт адсорбционно-десорбционных процессов. В результате этих процессов состав анионного слоя изменяется в сторону увеличения доли фосфора.

3.2. Исследование процесса замещения сурьмы мышьяком на

поверхности Ga£6(001)

Эксперименты проводились на поверхности эпитаксиальных слоёв Оа8Ъ толщиной 500 нм, выращенных на подложке GaAs(001) с отклонением от сингулярной грани менее 8', и на подложке GaAs, отклонённой от (001) на 5° в направлении [-110]. Подложки закреплялись на держателе рядом друг с другом с помощью индия, что позволяло проводить измерения в одинаковых условиях на обеих поверхностях. При ДБЭО измерениях держатель с образцами располагался относительно электронного пучка так, что незначительное смещение пучка в горизонтальном направлении позволяло проводить измерения с одного либо с другого образца.

Исследования взаимодействия потоков молекул Лs2 и Лs4 с поверхностями антимонида галлия проводились при = 400°С. Эта температура близка к оптимальной температуре роста сверхрешёток GaSb/InЛs для ИК фотоприёмников [54].

Температура зоны крекинга источника мышьяка при генерации потока Лs4 была равна 400°С, а при генерацииЛs2 - 950°С. Потоки молекул димеров и тетрамеров мышьяка в атомарном выражении были равны и составляли = JAs4 = 9.6 • 1014 см"2с-1). Плотность потока молекул Sb4 в атомарном выражении составляла 9.2 • 1014 см-2•с-1. После проведения эксперимента с одним типом молекул Лs, для обеспечения одинаковых начальных условий по морфологии и структуре поверхности, выращивался слой GaSb толщиной порядка 100 нм при = 480°С после чего эксперимент повторялся с другим типом молекул Лs.

В ходе эксперимента регистрировалась интенсивность зеркального рефлекса (ИЗР) картины ДБЭО. По изменению ИЗР и других особенностей картины ДБЭО можно судить о процессах, происходящих на поверхности GaSb при её взаимодействии с потоком молекул мышьяка (см. параграф 1.4). При замещении приповерхностных атомов Sb атомами Лs образуются связи Ga-Лs. Замещённые атомы Sb десорбируются с поверхности [147]. Увеличение времени выдержки приводит к уменьшению количества связей Ga-Sb и увеличению количества связей Ga-Лs, т.е. к увеличению толщины слоя GaЛsxSbl-х и росту доли мышьяка в нём. При достижении критической толщины слоя происходит распад образовавшейся плёнки GaЛsxSbl- х на островки и деградация морфологии поверхности. Этот момент надёжно фиксируется по изменению ИЗР картины ДБЭО.

На Рисунке 19 представленные зависимости отражают изменение структурного и морфологического состояния поверхности в процессе её взаимодействия с молекулярными потоками.

29

29

ЭЬ4 (+)

Ав2(-)

0,4 с

эь4 (-) АЗ2(-)

-2 -1 0

2 3

17

О

10

Время, с

20

Рисунок 19. Зависимости от времени интенсивности ЗР при выдержке поверхности Ga£Ъ(001), отклонённой на 8', в потоке молекул As2 (кривая 1) и в потоке молекул As2 и 8Ъ4 (кривая 2). (+) - поток молекул включён, (-) - поток молекул выключен. Азимут наблюдения [- 110].

При получении зависимости 1 поверхность Оа8Ъ выдерживалась без потоков молекул мышьяка и сурьмы, после чего на неё подавался поток молекул As2. Во втором случае поверхность Оа8Ъ после роста выдерживалась в потоке $Ъ4, а затем к потоку сурьмы добавлялся поток молекул А^2.

Выдержка поверхности без потока 8Ъ4 ведёт к десорбции некоторого количества сурьмы, что вызывает появление вакансионных дефектов поверхностной структуры. В работе [96] было показано, что в случае GaAs(001) процесс деградации сверхструктуры идёт по механизму зарождения и разрастания неупорядоченных областей, обеднённых димерами мышьяка. Аналогичная картина, вероятно, наблюдается и в рассматриваемом случае. Когда на поверхность GaSЪ, выдержанную без потока сурьмы, падает поток молекул As2, то димеры мышьяка в первую очередь занимают вакантные места сурьмы (хемосорбция димеров мышьяка на атомах галлия). При этом по мере заполнения вакансий создаются условия для восстановления сверхструктуры (3х1). Эта сверхструктура будет содержать не только атомы сурьмы (оставшиеся от исходной сверхструктуры), но и атомы мышьяка. Восстановление порядка сопровождается ростом ИЗР.

Одновременно с заполнением вакансий идёт процесс хемосорбции димеров мышьяка на сурьме, который протекает неупорядоченно. Случайное распределение хемосорбированных димеров мышьяка создаёт беспорядок, который вносит отрицательный вклад в ИЗР. В итоге ИЗР падает, так же наблюдается снижение интенсивности дробных рефлексов. Постепенно происходит насыщение поверхности димерами мышьяка, сопровождающееся дальнейшим снижением интенсивности дробных рефлексов. Когда концентрация димеров мышьяка, хемосорбированных на сурьме, достигает некоторого критического уровня, то активизируется

процесс замещения атомов сурьмы атомами мышьяка (0.4 с от момента открытия источника мышьяк, см. вставку на Рисунке 19. Замещённая сурьма десорбируется в виде димеров [148].

В процессе замещения сурьмы мышьяком происходит рост механических напряжений в приповерхностном слое. К моменту появления пологого участка на зависимостях ИЗР (см. линии 1 и 2 на Рисунке 19) дробные рефлексы почти полностью пропадают, а на основных рефлексах появляется модуляция интенсивности, которая со временем трансформируется в уширенные точечные рефлексы. Появление уширенных точечных рефлексов свидетельствует о формировании на поверхности относительно небольших трёхмерных образований. Образование 3Б рельефа обусловлено проникновением атомов мышьяка в нижележащие слои, с формированием областей ОаЛэхЯЬ^х. По мере увеличения размера таких областей происходит их релаксация с образованием островков. Вероятными местами проникновения мышьяка являются края террас, где имеет место состыковка верхних слоёв мышьяка нижней террасы с нижними слоями сурьмы верхней террасы.

Время, с

Рисунок 20. Зависимости от времени производной интенсивности ЗР при выдержке поверхности Ga£Ъ(001) отклонённой на 8', в потоке молекул Лs2 (кривая 1) и в потоке молекул Лs2 и 8Ъ4 (кривая 2).

В случае, когда поток димеров мышьяка поступает на поверхность Оа8Ъ, находящуюся в потоке молекул 8Ъ4 (кривая 2, Рисунок 19), интенсивность ЗР быстро падает. Из-за потока 8Ъ4 количество вакансий на поверхности значительно снижено и, как следствие, поведение зеркального рефлекса на этом участке кривой связанно в основном с хемосорбцией димеров мышьяка на сурьме. Как отмечалось выше, хемосорбция ведёт к росту беспорядка на поверхности, и как следствие, к снижению ИЗР. Следует отметить, что длительность накопления критической концентрации димеров мышьяка, хемосорбированных на сурьме, такая же, что и в

случае 1 (см. вставку на Рисунке 19). Из сравнения зависимостей 1 и 2 на Рисунке 19, а также их производных по времени (см. Рисунок 20) следует, что процесс замещения в случае 2 затянут, по сравнению со случаем 1. Наблюдается смещение точки перегиба на кривой 2 на 1 с по сравнению с кривой 1 (см. Рисунок 20). Такое различие в поведении ИЗР может быть объяснено тем, что на поверхности, выдержанной без потока сурьмы, имеются области, содержащие вакансии сурьмы, которые быстро занимаются мышьяком при подаче потока молекул As2. Эти области начинают разрастаться параллельно с формированием и ростом новых островков замещения. Поэтому в случае 1 имеет место ускорение процесса замещения. Исходя из факта, что добавление молекул сурьмы в поток молекул As2 не оказывает значительного влияния на характер поведения зависимости ИЗР от времени на участке, отражающем процесс массового замещения сурьмы мышьяком (от 0.4 с до 3.5 с от момента подачи мышьяка на поверхность), можно сделать предположение о том, что замещение носит не вакансионный, а прямой характер.

о 10 20

Время, с

Рисунок 21. Зависимости от времени интенсивности ЗР при выдержке поверхности Ga£Ъ(001) отклонённой на 5° в направлении [- 110] в потоке молекул As2 (кривая 1) и в потоке молекул As2 и 8Ъ4 (кривая 2). Азимут наблюдения [- 110].

На Рисунке 21 показана эволюция ИЗР картины ДБЭО во времени при выдержке поверхности GaSЪ(001), отклонённой на 5°, в потоке молекул As2 (линия 1) и в потоке молекул As2 + SЪ4 (линия 2). Наблюдаются отличия в поведении интенсивности ЗР по сравнению с аналогичными зависимостями, полученными на слабо отклонённой поверхности (см. Рисунок 19). Так, отсутствует острый пик на кривой 1 на начальной стадии. Кроме того, на пологих участках зависимостей 1 и 2 присутствуют максимумы. Отсутствие пика, вероятно, обусловлено затянутым во времени процессом упорядочения структуры в областях с занятыми мышьяком вакансиями. Следует отметить тот факт, что длительность накопления критической концентрации димеров мышьяка близка к аналогичному параметру в случае слабо отклонённой

поверхности. Так же имеет место ускорение процесса замещения сурьмы мышьяком в случае 1 (см. Рисунок 22). Как и для слабо отклонённой поверхности, величина временного сдвига так же составляет 1 с, т.е. отклонение поверхности оказывает слабое влияние на процесс хемосорбции димеров мышьяка на сурьме и на начальные стадии процесса замещения сурьмы. Максимумы ИЗР на пологом участке зависимостей могут быть связаны с реконструкционной перестройкой поверхности занятой мышьяком. Присутствие потока сурьмы затягивает этот процесс.

Рисунок 22. Зависимости от времени производной интенсивности ЗР при выдержке поверхности GaSb(001), отклонённой на 5° в направлении [- 110], в потоке молекул As2 (кривая 1) и в потоке молекул As2 и Sb4 (кривая 2). Азимут наблюдения [- 110].

На Рисунке 23 представлены зависимости ИЗР от времени при выдержке поверхности GaSb(001), отклонённой на 8' и 5° в потоке молекул As4 (кривые 1) и в потоке молекул As4 и Sb4 (кривые 2). Азимут наблюдения [- 110]. Из сравнения Рисунков 19, 21 и 23 видно, что при использовании потока молекул As4 зависимости ИЗР от времени значительно отличается от аналогичных зависимостей, полученных в случае использования потока молекул As2.

-6

о

5

Время, с

10

а Ь

Т-1-1---1---1---1---1--1-1-1---1-1-1---1--—г

J_I_I_I_I_._I_I_I_I_I__I_I_I_._I_I_I_I_I_I_I

О 20 40 60 80 100 0 10 20 30 40 50 Время, с Время, с

Рисунок 23. Зависимости от времени интенсивности ЗР при выдержке сингулярной поверхности Ga£Ъ(001) - а) и отклонённой на 5° в направлении [- 110] - б) в потоке молекул Ля4 (кривая 1) и в потоке молекул As4 и 8Ъ4 (кривая 2). Азимут наблюдения [- 110].

Формы кривых 1 на Рисунке 23 качественно похожи, отличие заключается в скоростях протекающих процессов. В случае сильно отклонённой поверхности процессы существенно ускоряются. Когда на слабо отклонённую поверхность, выдержанную без потока сурьмы, подаётся поток молекул As4, то ИЗР начинает расти. В случае отклонённой поверхности скорость возрастания ИЗР значительно выше. Рост интенсивности связан с заполнением вакансий сурьмы мышьяком и процессом упорядочения реконструкционной структуры. Важно отметить, что в обоих случаях скорость возрастания интенсивности существенно ниже, чем при использовании потока молекул А^2. Вероятно, это связано с меньшей эффективностью адсорбции тетрамеров на вакансиях, по сравнению с димерами.

Накопление хемосорбирующегося на сурьме мышьяка в количестве, необходимом для начала процесса замещения, занимает меньше времени на отклонённой поверхности (6 с против 24 с, см. Рисунок 23). При этом скорость этого процесса по сравнению с использованием потока молекул As2 существенно ниже на обеих поверхностях. По мере роста концентрации мышьяка, хемосорбированного на атомах сурьмы, начинается процесс замещения. Замещение происходит на границах областей, занятых мышьяком, хемосорбированным на атомах галлия. Как отмечалось выше, такие области формируются в результате взаимодействия потока молекул мышьяка с поверхностью, выдержанной без потока сурьмы. Процесс замещения происходит на вакансиях сурьмы, образующихся на краях террас вблизи границ островков. В отличие от случая использования потока молекул А^2, новые зародыши островков замещения в потоке молекул As4 не образуются в силу малой активности тетрамеров. Из анализа результатов, представленных на Рисунке 23, следует, что процесс замещения быстрее протекает на отклонённой поверхности, чем

на неотклонённой. Характерные времена составляют 9 и 52 с, соответственно. Такое различие обусловлено большей плотностью ступеней на сильно отклонённой поверхности.

Если поток молекул As4 подать на поверхность, находящуюся в потоке $Ъ4, то каких-либо изменений ИЗР не наблюдается. Это связано с тем, что в потоке сурьмы островки вакансий практически не образуются, а активности молекул As4 не хватает для формирования зародышей островков замещения.

Анализ полученных экспериментальных данных позволил сделать заключение о различных механизмах взаимодействия молекул As2 и As4, с антимонидной поверхностью. При взаимодействии потока молекул As2 и As4 с поверхностью GaSЪ(001) изменяется её состав за счёт обменных процессов в анионном слое. Молекулы As4 встраиваются в результате хемосорбции на вакансиях. Молекулы As2 встраиваются преимущественно в результате хемосорбции с замещением димеров сурьмы.

При вакансионном механизме замещения скорость этого процесса определяется, при прочих равных условиях, концентрацией вакансий, которая при температуре проведения эксперимента невысока. Вследствие чего, время необходимое для достижения критической толщины слоя GaAsxSЪl-x при выдержке поверхности GaSЪ(001) в потоке As4 существенно возрастает.

Полученные результаты в части взаимодействия потоков As2 с сингулярной поверхностью GaSЪ(001) согласуется с данными работы [149].

В [В13] исследовано взаимодействие потоков молекул As4 и 8Ъ4 с сингулярной и вицинальной (5.4°) поверхностью InAs(001) ДБЭО методом. Установлено, что процесс взаимодействия потоков молекул 8Ъ4 и As4 с поверхностью 1^^(001) зависит от а. Молекулы 8Ъ4 взаимодействуют как с сингулярной, так и с вицинальной поверхностями 1^^(001) с ПС (2*4) преимущественно по вакансионному механизму. При взаимодействии потока молекул 8Ъ4 как с сингулярной, так и с вицинальной поверхностями 1^^(001) образуется 8Ъ - стабилизированная ПС (1*3). Показано, что при выдержке поверхности с ПС (1*3) в потоке As4, мышьяк замещает сурьму с образованием As - стабилизированной ПС (2*4). На сингулярной поверхности процесс замещения сурьмы мышьяком протекает на порядок медленнее, чем на вицинальной. Замещение, как на сингулярной, так и на вицинальной поверхности инициируется на краю террас. Результаты опубликованы в работах [А2, А6, А7, Б9-Б14].

3.3. Выращивание твёрдых растворов InAsxSЪl-x и GaAsxSЪl-

Твёрдые растворы InAsxSЪl-x и GaAsxSЪl-x выращивались на подложках GaAs(001) с использованием источника мышьяка вентильного типа с зоной крекинга для получения потоков As2 и As4. Потоки 1п, Ga и SЪ4 формировались тигельными источниками с заслонками.

Наиболее подробно изучена зависимость состава твёрдого раствора InAsxSЪl-x(001) от условий роста. Данные получены в диапазоне ростовых условий: Ts от 300 до 400°С; Vg от 0.25 до 2 мкм/час; отношения ^Ы^п от 0.35 до 3; отношения ^4и^ от 1.2 до 3; отношение ^м/^п ~ 0.7. При данных условиях эпитаксии, коэффициент встраивания индия равен единице, поэтому Vg однозначно определялась величиной ^п.

Образцы GaAsxSЪl-x выращивались со скоростью роста составляла 1 МС/с при Ts = 400°С с использованием как потоков As2, так и As4.

Состав выращенных плёнок определялся РСА методом. Данные по составу плёнок InAsxSЪl-x представлены в Таблице 4. Данные по составу плёнок GaAsxSЪl-x приведены в соответствующих параграфах. Значения ^2, Ли, ^Ъ4 представленные в Таблице 4 отображают плотность потока молекул.

Таблица 4. Доля As в твёрдом растворе InAsxSЪl-x(001) от ^2, ^4, .Ъ4, Г

JAs2/JsЪ4 ^2 .5Ъ4 .1п Ts X

х1014, атом-см-2-с-1 х1014, атом-см-2-с-1 х1014, атом-см-2-с-1 °С эксп.

1.82 1.91 1.38 5.45 340 0.557

2.22 5.56 2.5 5.45 320 0.604

2.21 5.18 2.34 5.45 330 0.678

2.27 12.3 5.41 5.45 350 0.779

2.24 5.6 2.49 5.45 310 0.615

2.36 5.53 2.34 5.45 350 0.693

2.33 5.67 2.43 5.45 375 0.796

сч 3.36 8.4 2.5 5.45 330 0.724

а а 2.28 5.67 2.49 5.45 380 0.723

-е 2.28 5.67 2.49 5.45 380 0.714

я 2.28 5.67 2.49 5.45 380 0.741

& <и Ч о 2.28 5.67 2.49 5.45 380 0.751

0.74 0.99 1.33 4.84 380 0.326

0.58 0.48 0.83 2.85 380 0.332

0.77 0.29 0.37 1.55 380 0.443

0.74 1.79 2.43 10.7 380 0.278

2.21 5.56 2.52 5.45 316 0.604

2.21 5.56 2.52 5.45 316 0.623

2.21 5.56 2.52 5.45 316 0.602

2.21 5.56 2.52 5.45 316 0.634

JAs4/JsЪ4 .54 .5Ъ4 .1п Ts X

1.59 3.98 2.5 5.45 325 0.02

0.95 2.38 2.5 5.45 300 0.006

0.92 2.31 2.52 5.45 330 0

1.09 2.78 2.55 5.45 350 0.052

03 а 0.92 2.31 2.52 5.45 375 0.045

0.92 2.31 2.5 5.45- 380 0.067

о -е 0.92 2.31 2.5 5.45 380 0.076

я 0.92 2.31 2.5 5.45 380 0.095

& 0.92 2.31 2.5 5.45 380 0.117

ч о 3 0.98 2.45 2.49 5.45 310 0.012

0.98 2.45 2.49 5.45 310 0.016

0.98 2.45 2.49 5.45 310 0.014

0.98 2.45 2.49 5.45 310 0.021

1.56 3.28 2.1 5 385 0.108

1.4 2.97 2.1 5 390 0.111

3.3.1. Зависимость состава InAsxSb1-x и GaAsxSb1-x от молекулярной формы мышьяка

Изучение зависимости состава твёрдых растворов InAsxSb 1-х от Ts и молекулярной формы мышьяка, происходило в диапазоне Ts от 310 до 375°С, с использованием потока молекул As2 / As4 и Sb4. Каждый из образцов включал в себя два слоя. Формирование первого слоя происходил с использованием потока молекул As2. Второй слой твёрдого раствора формировался с использованием потока молекул As4, эквивалентного в атомарном выражении потоку As2.

Плотность потока атомов In была равна 5.451014 см-2•с-1, что соответствует Vg = 1 МС/c на поверхности InAs (100). Поток V группы в атомарном выражении составлял для Sb ~ 81014 см- 2 с- 1, для As2 и As4 ~ 1.01015 см-2•с-1. Толщина эпитаксиальных слоёв составляла 500 нм при использовании потока As2 и 350 нм - при использовании потока As4.

Данные зависимости состава твёрдого раствора InAsXSbi-x от Ts приведены на Рисунке 24.

Рисунок 24. Доля As в твёрдом растворе ЫЛзуЗЪих в зависимости от Т5. Состав плёнок, выращенных с использованием потока молекул As2, отмечен звёздами, состав плёнок, выращенных с использованием потока молекул As4, отмечен ромбами. Сплошная линия -аппроксимация.

Из рисунка видно, что в процессе МЛЭ 1пА&х8Ъ 1-х эффективность встраивания молекул As2, при прочих равных условиях, существенно выше, чем молекул As4.

Были получены данные по ширине пика на половине высоты рентгеновской кривой качания в зависимости от температуры роста плёнки InAsxSЪl-x, которые представлены в

Таблице 5, Ы и h2 толщины первой и второй плёнки, соответственно, Я - степень релаксации плёнки в %.

Таблица 5. Данные рентгеноструктурного анализа

Г °С hl nm (AS2) h2 nm W hl W h2 Я Ы(%) Я h2(%)

st 1468 310 500 350 2486 1690 96.65 99.75

st 1469 330 500 350 2313 1678 95 100

st 1470 350 500 350 2237 1629 95 97

st 1471 375 500 350 2486 1690 91 100

Из данных полученных РСА методом следует, что выращенные плёнки InAsxSЪl-x почти полностью релаксированы. Степень релаксации - Я практически не зависит от Г в рамках типа используемого молекулярного потока мышьяка (As2 или As4) для всех полученных образцов. То же верно дляW.

Экспериментально исследована зависимость состава твёрдых растворов GaAsxSЪl-x от молекулярной формы мышьяка. Плёнки твёрдых растворов GaAsxSЪl-x формировались с использованием потока молекул As2 и As4. Потоки молекул As2 и As4 были равны в атомарном отношении и составляли ~ 21015 см-2 с-1 (т.е. ^2 = ^4 ~ 21015 см-2 с-1). Плотность потока молекул SЪ4 при выращивании обоих образцов была одинаковой и составляла 1.71014 см-2 с-1. Поток молекул As4 получали путём снижения температуры зоны крекинга вентильного источника мышьяка до 400°С. После стабилизации температурных режимов в источнике мышьяка устанавливался поток молекул As4, эквивалентный в атомарном выражении плотности потока молекул As2. Г плёнок GaAsxSЪl-x составляла 400°С и Vg = 1 МС/с, что соответствует JGa = 6.261014 см-2с-1. Толщина выращенных плёнок составляла 300 нм. Состав выращенных плёнок определялся методом РСА.

В Таблице 6 приведены значения доли x твёрдого раствора GaAsxSЪl-x в зависимости от молекулярной формы мышьяка или As4), а также значения отношений SAs2/Ssъ4 и SAs4/Ssъ4, соответственно. Значение коэффициента вставания мышьяка рассчитывалось по формулам (23) и (24):

Таблица 6. Доля As в твёрдом растворе GaAsxSЪl-x в зависимости от молекулярной формы As

Твёрдый раствор Молекулярная форма As Доля х SAs2/Ssb4 SAs4/Ssb4

GaAsxSbi-x As2 0.88 0.66 -

As4 0.14 - 0.16

Из представленных данных следует, что состав твёрдых растворов GaAsxSЪl-x зависит от молекулярной формы мышьяка поступающего в зону роста. Экспериментально определены отношения коэффициентов встраивания из потока молекул пятой группы при МЛЭ (Т 400°С) GaSЪxAsl-x: SAs2/Ssъ4 составила 0.66, для SAs4/Ssъ4 составило 0.16. Эффективность встраивания из молекул As2 выше, чем As4. При этом эффективность встраивания молекул SЪ4 выше по сравнению с молекулами As2 и As4. Результаты исследований представлены в работах ^3, B1 -B3].

Установлено, что при МЛЭ InAsxSЪl-x и GaAsxSЪl-x эффективность встраивания молекул As2 при прочих равных условиях существенно выше, чем молекул As4. Показано, что при скачкообразном увеличении доли SЪ в плёнке InAsxSЪl-x в слое с меньшим значением x происходит уменьшение плотности прорастающих дислокаций. Это явление может быть использовано при создании дислокационных фильтров, которые обеспечат выращивание высокосовершенных слоёв твёрдых растворов InAsxSЪl-x на различных полупроводниковых подложках AIIIBV.

3.3.2. Зависимость состава InAsxSb1-x от скорости роста

Для экспериментального исследования зависимости состава твёрдых растворов InAsxSb 1-х от Vg, плёнки твёрдых растворов выращивались на подложках GaAs(001), которые закреплялись на танталовом держателе с помощью индия. В работе использовались потоки молекул As2, Sb4 и атомов In. Поток As2 формировался источником вентильного типа с зоной крекинга. Потоки In и Sb4 формировались тигельными источниками с заслонками. Плотность потоков определялась с помощью ионизационного манометрического преобразователя типа Байярда-Альперта, который помещался во время измерения на позицию подложки. Толщина выращенных плёнок InAsxSbi-x составляла 500 нм. Исследования выращенных структур проводились методом РСА.

Серия из четырёх образцов и различных Vg: 0.25 МС/с; 0.5 МС/с; 1 МС/с; 2 МС/с выращивались при Ts = 380°С. Vg задавалась Jn. Ростовые эксперименты проводились при J(Sb+As)/JIn ~ const (см. Таблицу 7).

Таблица 7. Параметры роста образцов твёрдых растворов InAsxSb1-x

Образец Vg (МС/с) Prn (Torr) Jin -2 - 1 см2с 1 JAs -2 - 1 см2с 1 Jsb -2 - 1 см2с 1

St 1619 2 2.0810-6 1.071015 3.6-1014 9.761014

St 1618 1 1.04 10-6 4.841014 1.981014 5.361014

St 1617 0.5 5.53 10-7 2.861014 0.961014 2.841014

St 1616 0.25 3 10-7 1.551014 0.57T014 1.481014

В Таблице 8 приведены данные, полученные методом РСА: x - молярная доля мышьяка в этих слоях, W - ширина на полувысоте (угл.сек.) (ПШПВ) соответствующих пиков рентгеновских кривых качания, R - степень релаксации (%) слоя.

Таблица 8. Данные рентгеноструктурного анализа образцов твёрдых растворов inAsxSbi-x выращенных J(Sb+As/Jjn ~ const

Структура Ts (oC) h (нм) Vg (МС/с) J(Sb+As)/Jin Jsb/JAs x W (угл.сек) R (%)

St 1616 2 1.25 2.71 0.278 3482 98.9

St 1617 380 500 1 1.51 2.71 0.326 5026 98.7

St 1618 0.5 1.32 2.96 0.396 3745 97.5

St 1619 0.25 1.32 2.6 0.443 5415 98.9

Точность поддержания отношения Jsb/JAs составила ±7%, а отношения J(Sb+As)/JIn ±10.5%. Отклонение отношения Jst/JAs от образца к образцу, связана с флоктуацией потоков элементов V группы во время роста. Доля мышьяка х в твёрдом растворе уменьшилась в 1.6 раза при увеличении скорости роста от 0.25 до 2 МС/с. На основании полученных данных сделано заключение, о зависимости состава твёрдого раствора InAsхSbl-х от Vg, и о том, что Vg выступает самостоятельным параметром роста, определяющим его состав твёрдого раствора. Плёнки твёрдых растворов InAsхSbl-х выращенных во время проведения данного исследования были почти полностью релаксированными (Я существенно не меняется от изменения Vg), при этом W имеет подобной зависимости.

В [6, 7] также исследовалась зависимость на состав твёрдых растворов AIIIAsSb от Vg. Но основным отличаем выступает то, что при приведении экспериментов фиксировалось только значение отношения Jsb/JAs, а соотношение J(Sb+As)/Jш не поддерживалось постоянным. При таком подходе не учитывается зависимость состава адсорбционных слоёв на поверхности роста от соотношения J(Sb+As)/JIII. Следовательно, исходя из результатов работ [6, 7], нельзя заключить, что Vg представляет собой самостоятельный параметр при формировании состава твёрдых растворов. На Рисунке 25 приведена зависимость доли мышьяка х в твёрдом растворе InAsхSbl-х от Vg.

Рисунок 25. Зависимость состава слоёв InAsxSbi-x от Vg при TS = 380°С, отношение J(Sb+As)/Joa ~ const.

В литературе [7], имеются данные о возрастании доли As в GaAsxSbi-x при увеличении Vg, в то время как в [А7] происходит снижение доли As. Такая зависимость объясняется выбранными авторами [7] отношениями Jsb/JGa и JaJJGu, без фиксации отношений Jsb/JAs и J(Sb+As)/JGa.

Результаты по зависимости состава твёрдых растворов InAsxSbi-x от Vg как самостоятельного параметра процесса МЛЭ изложены в [B21, B22] и [А7].

3.3.3. Зависимость состава InAsxSbi.x от отклонения подложки

В полупроводниковых кристаллах со структурой цинковой обманки, к которым относятся твёрдые растворы ЫЛзуЗЪих наблюдается анизотропия направлений [-110] и [110]. Анизотропия возникает вследствие различия ориентаций орбиталей атомов элементов Аш и Бу. Это важно учитывать при росте слоёв 1пА5у£Ъ 1-х на несогласованных по постоянной решётки подложках, так как скорость движения пронизывающих дислокаций в направлениях [-110] и [110] различаются [150-152]. Различная скорость движения пронизывающих дислокаций вызывает несимметричню релаксацию напряжений, что приводит к двум последствиям: 1) анизотропии электронного транспорта в метаморфных слоях (что негативно влияет на характеристики приборов) [153, 154]; 2) развитию определённой морфологии ростовой поверхности [153, 155]. Для эффективного подавления несимметричной релаксации напряжений используют подложки, отклонённые от сингулярной грани [155-157].

Углом отклонения подложки от сингулярной грани задаётся плотность террас на поверхности. В [А1] было показано, что кинетика встраивания молекул As и 8Ъ в кристалл зависит от плотности террас. Следовательно, при разработке технологии выращивания

гетероструктур со слоями твёрдых растворов ЫАз^Ь^х на вицинальных подложках GaAs(001), необходимо учитывать возможность существования зависимости состава в подрешётке V пятой группы от степени угла отклонения подложки от сингулярной грани. В работах [6, 158] была проиллюстрирована подобная зависимость на примере твёрдых растворов GaAsхSbl-х и ЫуОа1 - уАз.

Для экспериментального исследования зависимости состава твёрдых растворов InAsхSbl-х от угла отклонения подложки GaAs(100) на а от 0 до 5°, было выращено четыре образца, которые располагались на танталовом спутнике, и крепились к нему с помощью индия [А6]. Во время эпитаксиального роста данный метод крепления позволяет создать одинаковые условия роста одновременно для всех четырёх образцов.

Рисунок 26. Структура слоёв в исследуемых образцов.

Рисунок 26 демонстрирует схему выращенных образцов. На буферном слое из нелегированного гомоэпитаксиального GaAs толщиной 0.5 мкм, выращивалась плёнка твёрдого раствора InAsхSbl-х. Каждый образец содержал два слоя: первый слой выращивался с использованием потока молекул Аз2 (после роста первого слоя, температура зоны крекинга источника мышьяка снижалась с 950 °С до 400 °С для генерации потока Аз4, эквивалентного в атомарном выражении потоку Аз2); второй слой твёрдого раствора выращивался с использованием потока молекул Аз4. Толщина слоёв составляла 500 нм для твёрдых растворов выращенных с использованием потока Аз2 и 300 нм для твёрдых растворов выращенных с использованием потока Аз4. Образцы выращивались при Тз = 310 и 380°С. В результате

сформировали две группы образцов (по четыре образца в каждой: 0, 1, 2 и 5°) -низкотемпературная (310°С LT-группа) и высокотемпературная (380°С НТ-группа).

Эквивалентное давление в потоках составляло: для Sb4 - 4.1 10-6 Торр, что соответствует потоку в атомарном выражении Jsb4 = 1.1 • 1015 см-2•с-1, для As2 и As4 - 4.0-10-6 и 6.1- 10-6 Торр, что соответствует потоку в атомарном выражении Jas2 = Jas4 = 1.27-1015 см-2-с-1. Эквивалентное давление потока In составляло 1.210-6 Торр, что соответствует Jin = 5.41014 см- 2 с-1.

ЬВыращенные образцы LT и HT групп были исследованы методом РСА, данные представлены в Таблице 9. hi и h2 - толщины слоёв InAsxSbi-x, выращенных с использованием потока молекул As2 и As4 соответственно в нм, xi и Х2 доля мышьяка в слоях выращенных с использованием потока молекул As2 и As4, Wi и W2 - полная ширина на половине высоты (ПШПВ) (угл. сек) соответствующих пиков рентгеновских кривых качания, Ri и R2 степень релаксации (%) слоёв выращенных с использованием потока молекул As2 и As4.

Таблица 9. Данные РСА от LT и HT образцов InAsxSbi-x

Ts (oC) hi (нм) (AS2) h2 (нм) (AS4) угол разориентации (град.) xi x2 Wi (угл. сек.) W2 (угл. сек.) Ri (%) R2 (%)

0 0.604 0.012 2161 1643 95.4 98.9

310 500 300 1 0.623 0.016 2085 1631 94.9 98.9

HT 2 0.602 0.014 2128 1494 94.9 98.7

5 0.634 0.021 2062 1429 95.6 98.7

0 0.723 0.067 1840 1824 95.4 98.6

380 ВТ 500 300 1 0.714 0.076 1852 1733 95.2 98.7

2 0.741 0.095 1819 2034 94.8 98.4

5 0.751 0.117 2018 2427 95.4 98.9

Анализ представленных данных показывает, что параметры W и Я практически не изменяются при увеличении угла отклонения для образцов ИТ-группы — независимо от молекулярной формы мышьяка. Для ЬТ группы Wl выше, чем W2. Увеличение угла отклонения от 0 до 5° приводит к возрастанию доли мышьяка как в ЬТ, так НТ группе независимо от молекулярной формы мышьяка. В случае твёрдых растворов 1пА5х8Ъ1-х, выращенных с использованием потока молекул А^2, в обеих группах приводит к незначительному росту в 1.05 раза доли мышьяка с увеличением угла отклонения подложки от сингулярной грани (100) от 0 до 5°. Для слоёв 1пА5х8Ъ1-х, выращенных с использованием потока молекул As4, для обеих групп наблюдается возрастание доли мышьяка в 1.75 раза при увеличении угла отклонения от 0 до 5°.

Зависимость состава слоёв твёрдого раствора InAsxSbl-x, выращенных при Т 310°С и 380°С, от угла отклонения подложки для ЬТ и НТ групп приведены на Рисунке 27 и Рисунке 28 соответственно.

0.76

0.72