Материал: Диагностика наноматериалов и наноструктур. Акулинин С.А., Проскурина И.С

Если условия роста не изменяются, то происходит затухание осцилляции.

Затухание осцилляции связано:

1)с изменением плотности ступеней в процессе эпитаксии; ширина террас приближается к значению, равному диффузионной длине адатомов на поверхности роста;

2)с нарушением синхронности процессов в различных частях той области поверхности, на которую падает электронный луч, т.е. той области, которая определяет интенсивность отраженного луча (рис. 5.3).

Рис. 5.3. Послоевой рост на ступенях

В каждый момент в области «пятна» электронного луча находится большое число террас с различными условиями отражения для каждой террасы. В результате интенсивность осцилляции уменьшается до некоторого среднего значения.

Интенсивность осцилляции можно восстановить путем прерывания роста и упорядочения поверхности (нагреванием при определенной температуре и давлении паров компонентов). Например при росте GаАs прерывают рост на одну - две секунды и происходит стабилизация поверхности в потоке Аs.

96

Влияния диффузионной длины адатомов на поверхности роста на характер осцилляции можно проследить по изменению характера осцилляции при изменении температуры роста. При увеличении температуры роста: увеличивается диффузионная длина адатома; быстрее устанавливается соответствие между диффузионной длиной адатома и шириной террас (плотностью ступеней).

Изменение интенсивности потоков исходных компонентов растущего слоя приводит к изменению скорости роста, что также влияет на характер осцилляции. Скорость роста оказывает сложное влияние на изменение характера осцилляции:

–скорость роста определяет время роста монослоя, т.е. определяет период осцилляции (чем больше скорость роста, тем меньше осцилляция);

–увеличение скорости роста приводит к увеличению шероховатости поверхности и, следовательно, к падению среднего уровня интенсивности осцилляции;

–изменение скорости роста и изменение потоков исходных компонентов приводит к изменению диффузионной длины адатомов на поверхности и, следовательно, к изменению характера затухания осцилляции.

Вцелом можно сказать, что осцилляция является опосредованной характеристикой скорости роста слоев.

97

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Методы диагностики, рассмотренные в данном пособии, составляют важную часть существующих методов контроля и диагностики. Данное пособие является дополнением к ранее изданному пособию [8]. При выборе материала мы стремились использовать хорошо иллюстрированные публикации, в которых наглядно представлены физические процессы, лежащие в основе методов диагностики, и содержится достаточно детальное описание приборов и установок, реализующих эти методы. Это касается в наибольшей степени методов Оже-спектроскопии и зондовых методов диагностики (СЗМ и АСМ). Такой подход соответствует целям и задачам подготовки специалистов по направлениям 210.100.62 «Электроника и микроэлектроника», профиль «Электронное машиностроение» и 28.03.02 «Наноинженерия», профиль «Инженерные нанотехнологии в приборостроении». В пособие не включены контрольные вопросы и задания по представленным материалам. Они содержатся в учебно-методических комплексах по изучаемым дисциплинам.

98

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Миронов В.Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии [Текст] / В.Л. Миронов. – Москва: Техносфера,

2004. – 250 с.

2.Бинниг, Г. Сканирующая туннельная микроскопия

–от рождения к юности – Нобелевские лекции по физике [Текст] / Г. Бинниг, Г. Рорер. – Москва: Научная книга, 1996.

–180 с.

3.Неволин В.К. Основы туннельно-зондовой нанотехнологии [Текст] / В. К. Неволин. – Москва: Техносфера,

2000. – 210 с.

4.Пул-мл Ч. Нанотехнологии [Текст] / Ч. Пул-мл, Ф. М. Оуенс. – Москва: Техносфера, 2006. – 240 с.

5.Пилипенко В.А. Физические измерения в микроэлектронике [Текст] / В.А. Пилипенко, В.Н. Пономарь, В.А., Горушко, А.А. Солонинко. – Минск: БГУ, 2003. – 171 с.

6.Николичев Д.Е. Химический анализ твердотельных гетеронаносистем методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии [Текст]: Учебное пособие / Д.Е. Николичев, А.В. Боряков, С.И. Суродин. – Н. Новгород: Изд-во Нижегородского госуниверситета, 2014. – 73 с.

7.Николичев Д.Е. Исследование состава самоорганизованных нанокластеров GexSi1-x/Si методом сканирующей Оже-спектрскопии [Текст] : дис. … канд. техн. наук: 01.04.10: защищена: 08.04.2009 / Николичев Дмитрий Евгеньевич. – Нижний Новгород, 2009. – 139 с.

8.Методы исследования полупроводниковых гетероструктур: учеб. пособие [Текст] / М.А. Номан, К.С. Хорьков, П.Ю. Шамин. – Владимир: Изд-во ВолГУ, 2014. – 80 с.

9.Федоров А.В. Специальные методы измерения физических величин: учебное пособие [Текст] / А.В. Федоров, А.В. Баранов, А.П. Литвин, С.А. Черевков. – СПб: НИУ ИТМО, 2014. – 127с.

10.Benedetti, A. FEGTEM analysis of the effects of Ge segregation and germane flux on the Ge profile across nm-scale

99

layers, grown by both MBE and CVD / A. Benedetti, D.J. Norris et al // Microscopy of Semiconducting Materials: Proc. Int. Conf., Cambridge, UK, 31 March – 3 April. 2003. – P. 151-154

11. Kirmse, H. (Si,Ge) islands on Si: A TEM study of growth –correlated structural and chemical properties / H. Kirmse, R. Schneider et al. // Microscopy of Semiconducting Materials: Proc. Int. Conf., Cambridge, UK, 31 March – 3 April. 2003. – P. 115-118.

12.Liao, X.Z. Alloying, elemental enrichment, and interdiffusion during the growth of Ge(Si)/Si(001) quantum dots / X.Z. Liao et al. // Phys. Rev. B. –2002. – Vol.65. – P. 153306.

13.Walter, T. Electron energy loss spectroscopic profiling of semiconductor heteroand nanostructures: theory, implementation, applications / T. Walter // Microscopy of Semiconducting Materials: Proc. Int. Conf., Cambridge, UK, 31 March – 3 April. 2003. – P. 27-32.

14.Bando, M.Y. Structure and compositional analysis of nanotubes and ceramics by a new 300 kV energy filtered FEGTEM / M.Y. Bando, D. Goldberg et al. // Microscopy of Semiconducting Materials: Proc. Int. Conf., Cambridge, UK, 31 March – 3 April. 2003. – P. 83-90.

15.Floyd, M. Nanometer-scale composition measurements of Ge/Si(100) islands / M. Floyd еt al. // Appl. Phys. Lett.. – 2003. – Vol. 82, N9. – P. 1473.

16.Yates, T.J.V. 3D analysis of semiconductor structures using STEM tomography/ T.J.V. Yates et al. // Microscopy of Semiconducting Materials: Proc. Int. Conf., Cambridge, UK, 31 March – 3 April. 2003. – P. 541-544.

17.Esche, M. NanoESCA: a novel energy filter for imaging X-ray photoemission spectroscopy / M.Esche et al. // J. Phys.: Condens. Matter. – 2005. – Vol. 17. – P. 1329.

100