Статья

Название статьи МОДЕЛЬ НАЧАЛЬНОЙ СТАДИИ ГОМОЭПИТАКСИАЛЬНОГО РОСТА GAAS МЕТОДОМ МЛЭ С УЧЁТОМ СООТНОШЕНИЯ ПОТОКОВ РОСТОВЫХ КОМПОНЕНТ
Автор С.В. Балакирев, Ю.Ф. Блинов, М.С. Солодовник
Рубрика РАЗДЕЛ II. НАНОМАТЕРИАЛЫ
Месяц, год 09, 2014
Индекс УДК 621.793.14
DOI
Аннотация Изложена кинетическая модель гомоэпитаксиального роста GaAs методом молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) на стадии зарождения и независимого роста островков, формирующих монослой (МС). Особенность модели заключается в учёте и количественной оценке влияния соотношения потоков мышьяка и галлия на характеристики двумерных островков GaAs. Показано, что при температуре 580 °C, скорости роста 0,05 МС/с и увеличении соотношения потоков V/III от 5 до 30 поверхностная плотность островков возрастает с 3∙1010 до 1,8∙1011 см-2. При этом средний размер островков уменьшается с 37 до 15 нм. Однако при меньших скоростях роста разница в размерах становится ещё более существенной. Показано, что увеличение соотношения потоков приводит к уменьшению разброса массива островков по размерам. Полученные результаты могут быть использованы при оптимизации технологических режимов эпитаксиального роста наногетероструктур AIIIBV.

Скачать в PDF

Ключевые слова Нанотехнологии; наноструктуры; наноматериалы; полупроводники; молекулярно-лучевая эпитаксия; арсенид галлия; соотношение потоков V/III; кинетическое моделирование.
Библиографический список 1. Ченг Л., Плоог К. Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры. – М.: Мир, 1989. – 582 c.
2. Агеев О.А., Коломийцев А.С., Михайличенко А.В., Смирнов В.А., Пташник В.В., Солодовник М.С., Федотов А.А., Замбург Е.Г., Климин В.С., Ильин О.И., Громов А.Л., Рукомойкин А.В. Получение наноразмерных структур на основе нанотехнологического комплекса НАНОФАБ НТК-9 // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2011. – № 1 (117). – С. 109-116.
3. Агеев О.А., Варзарев Ю.Н., Солодовник М.С., Рукомойкин А.В. Получение и исследование HEMT-структур на основе GaAs для СВЧ-полевых транзисторов на нанотехнологическом комплексе НАНОФАБ НТК-9 // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2011.
– № 4 (117). – С. 13-21.
4. Агеев О.А., Коноплев Б.Г., Рубашкина М.В., Рукомойкин А.В., Смирнов В.А., Солодовник
М.С. Исследование влияния геометрических параметров на модуль Юнга ориентированных нитевидных нанокристаллов GaAs методом атомно-силовой микроскопии // Российские нанотехнологии. – 2013. – № 1-2, Т. 8. – С. 20-25.
5. Агеев О.А., Смирнов В.А., Солодовник М.С., Авилов В.И. Исследование режимов локального анодного окисления эпитаксиальных структур арсенида галлия // Известия ЮФУ.
Технические науки. – 2011. – № 4 (117). – С. 8-13.
6. Дубровский В.Г., Цырлин Г.Э. Кинетика роста тонких пленок при зародышевом механизме формирования слоев // Физика и техника полупроводников. – 2005. – Т. 39, № 11. – C. 1312-1319.
7. Дубровский В.Г., Сибирев Н.В., Цырлин Г.Э., Устинов В.М. Теория формирования многослойных тонких пленок на поверхности твердого тела // Физика и техника
полупроводников. – 2006. – Т. 40, № 3. – C. 257-263.
8. Кукушкин С.А., Осипов А.В. Процессы конденсации тонких пленок // Успехи физических наук. – 1998. – Т. 168, № 10. – C. 1083-1116.
9. Joyce B.A., Vvedensky D.D., Bell G.R., Belk J.G., Itoh M., Jones T.S. Nucleation and growth mechanisms during MBE of III-V compounds // Mat. Sci. Eng. B. – 1999. – Vol. 67. – P. 7-16.
10. LaBella V. P., Bullock D. W., Ding Z., Emery C., Harter W. G., Thibado P. M. Monte Carlo derived diffusion parameters for Ga on the GaAs(001)-(2Ч4) surface: A molecular beam epitaxy–scanning tunneling microscopy study // J. Vac. Sci. Tech. A. – 2000. – Vol. 18, № 4. – P. 1526-1531.
11. Леденцов Н.Н., Устинов В.М., Щукин В.А., Копьев П.С., Алфёров Ж.И., Бимберг Д. Гетероструктуры с квантовыми точками: получение, свойства, лазеры // Физика и техника полупроводников. – 1998. – Т. 32, № 4. – C. 385-410.
12. Ohtake A., Ozeki M. In situ observation of surface processes in InAs/GaAs(001) heteroepitaxy: The role of As on the growth mode // Appl. Phys. Lett. – 2001. – Vol. 78. – P. 431.
13. Riel B.J., Hinzer K., Moisa S., Fraser J., Finnie P., Piercy P., Fafard S., Wasilewski Z.R. InAs/GaAs(100) self-assembled quantum dots: arsenic pressure and capping effects // J. Cryst. Growth. – 2002. – Vol. 236. – P. 145-154.
14. Morgan C.G., Kratzer P., Scheffler M. Arsenic Dimer Dynamics during MBE Growth: Theoretical Evidence for a Novel Chemisorption State of As2 Molecules on GaAs Surfaces // Phys. Rev. Lett. – 1999. – Vol. 82, 24. – P. 4886-4889.
15. Shchukin V., Scholl E., Kratzer P. Thermodynamics and Kinetics of Quantum Dot Growth // Semiconductor Nanostructures / ed. Bimberg D. – Berlin: Springer Berlin Heidelberg, 2008.
16. Daweritz L., Ploog K. Contribution of reflection high-energy electron diffraction to nanometre tailoring of surfaces and interfaces by molecular beam epitaxy // Semicond. Sci. Tech. – 1994. – Vol. 9, № 2. – P. 123-136.
17. Frenkel J. Theorie der Adsorption und verwandter Ersheinungen // Zeitschrift fьr Physik. – 1924. – Vol. 26, № 1. – P. 117-138.
18. Лойко Н. Введение в молекулярно-лучевую эпитаксию. – М.: ФИРАН, 1999. – 28 c.
19. Дубровский В.Г. Теоретические основы технологии полупроводниковых приборов. – СПб., 2006. – 347 c.
20. Джейкок М., Парфит Д. Химия поверхности раздела фаз. – М.: Мир, 1984. – 269 с.
21. Хирс Д., Паунд Г. Испарение и конденсация. – М.: Металлургия, 1966. – 288 с.
22. Kashchiev D. Nucleation: Basic Theory with Applications. – Oxford: Butterworth Heinemann, 2000. – 529 p.
23. Куни Ф.М., Гринин А.П. Время установления стационарного режима гомогенной нуклеации // Коллоидный журнал. – 1984. – Т. 46. – C. 23.
24. Kuni F. M. The Kinetics of Condensation under the Dynamical Conditions: preprint No. 84-148.E. – Kiev: Institute of Theoretical Physics, 1984.
25. Дубровский В.Г., Мусихин Ю.Г., Цырлин Г.Э., Егоров В.А., Поляков Н.К., Самсоненко Ю.Б., Тонких А.А., Крыжановская Н.В., Берт Н.А., Устинов В.М. Зависимость структурных и оптических свойств ансамблей квантовых точек в системе InAs/GaAs от температуры поверхности и скорости роста // Физика и техника полупроводников. – 2004. – Т. 38, № 3. – C. 342-348.
26. Справочник по специальным функциям / Под ред. Абрамовиц М.А., Стиган И. – М.: Наука, 1979.

Comments are closed.