scienceitНаука. Инновации. ТехнологииScience. Innovations. Technologies2308-4758North-Caucasus Federal Universityscienceit-465Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИTECHNICAL SCIENCESИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ МОЛЕКУЛЯРНО-ЛУЧЕВОЙ ЭПИТАКСИИ НА МОРФОЛОГИЮ И СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕТЕРОСТРУКТУР GE/SI И GESI/SISTUDY THE EFFECTS OF CONDITIONS OF MOLECULAR BEAM EPITAXY ON THE MORPHOLOGY AND SPECTRAL CHARACTERISTICS OF HETEROSTRUCTURES GE/SI AND GESI/SIЛапинВячеслав АнатольевичLapinVyacheslavviacheslavlapin@yandex.ruМалявинФедор ФедоровичMaljavinFyodormalyavinfedor@gmail.comСысоевИгорь АлександровичSysoevIgoreianpisia@yandex.ruСеверо-Кавказский федеральный университетРоссияNorth-Caucasian federal universityRussian Federation201406092022024358Copyright © Лапин В.А., Малявин Ф.Ф., Сысоев И.А., 20222022Лапин В.А., Малявин Ф.Ф., Сысоев И.А.Lapin V., Maljavin F., Sysoev I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://scienceit.elpub.ru/jour/article/view/465

В статье представлены новые методики снижения среднеквадратичной шероховатости структур GeSi. Методом атомно-силовой микроскопии изучены образцы пленок GeSi, полученные на установке МЛЭ. Замечено, что шероховатость пленки и размеры растущих островков снижаются с увеличением времени отжига пластины кремния при постоянной температуре 850 ºС. Исследована морфология структур с LT-Ge/Si, в которых температура подложки изменяется ступенчато с различным количеством шагов. Выявлено, что шероховатость пленки и размеры растущих островков снижаются с увеличением числа шагов изменения температуры N от 300 ºС до 600 ºС. Показано, что шероховатость пленки и размеры растущих островков зависят от характера изменения состава сплава GexSi1-x по толщине при постоянной интегральной доле Ge x = 0.5. Лучшие результаты морфологии были достигнуты при постепенном изменении концентрации Ge в растущей пленке в диапазоне времени процесса 10-90 мин. Установлена взаимосвязь спектра КРС образцов с характером изменения состава сплава. Показано, что для бесконтактного неразрушающего контроля эпитаксиальных структур на основе GexSi1-x перспективно использование метода спектроскопии комбинированного рассеяния.

The paper presents new methods to reduce the rms roughness structures GeSi. By atomic force microscopy studied film samples GeSi, obtained at the MBE. It is noticed that the roughness of the film and the size of growing islands decrease with increasing annealing time silicon wafer at a constant temperature of 850 ° C. The morphology structures LT-Ge / Si, in which the substrate temperature is changed in steps with different number of steps. Revealed that the roughness of the film and the size of growing islands decrease with increasing the number of steps changes in temperature from 300 ° C N to 600 ° C. It is shown that the roughness of the film and the size of the growing islands depend on the nature of changes in the composition of the alloy GexSi1-x thickness at a constant fraction of the integrated Ge x = 0.5. Best results were obtained when the morphology of the gradual change in the concentration of Ge in the film growing process in the time range of 10-90 min. The interrelation of the Raman spectrum of the samples with the character changes in the composition of the alloy. It is shown that for non-contact NDT epitaxial structures based on GexSi1-x promising to use Raman spectroscopy method.

молекулярно-лучевая эпитаксияатомно-силовая микроскопиякомбинационное рассеяние светагетероструктуры GexSi1-x/Siэпитаксиальный ростсверхструктурные домены“hut-кластеры”“dome-кластеры”эпитаксиальные структурыmolecular beam epitaxyatomic force microscopyRaman scatteringheterostructures GexSi1-x / Siepitaxial growththe superstructure domains"hut-clusters""dome-clusters"epitaxial structuresReferencesAlonso M. I., Winer K. Phys. Rev. B., 39. 10056. 1989.Alonso M. I., Winer K. Phys. Rev. B., 39. 10056. 1989.Lockwood D. J., Baribeau J. M. Phys. Rev. B., 45. 8565. 1992.Lockwood D. J., Baribeau J. M. Phys. Rev. B., 45. 8565. 1992.Franz M., Dombrowski K. F., Rucker H. , Dietrich B., Pressel K., Barz A., Kerat U., Dold P., Benz K. W. Phys. Rev. B., 59. 10614. 1999.Franz M., Dombrowski K. F., Rucker H. , Dietrich B., Pressel K., Barz A., Kerat U., Dold P., Benz K. W. Phys. Rev. B., 59. 10614. 1999.Rath S., Hsieh M. L., Etchegoin P., Stradling R. A. Semicond. Sci. Technol., 18. 566. 2003. 5. Зенгуил Э. Физика поверхности. М.: Мир. 1990.Rath S., Hsieh M. L., Etchegoin P., Stradling R. A. Semicond. Sci. Technol., 18. 566. 2003. 5. Зенгуил Э. Физика поверхности. М.: Мир. 1990.Voigtlander B. «In vivo» STM studies of the growth Germanium and Silicon on Silicon // Appl. Phys. 1996. № 63. С. 577-581.Voigtlander B. «In vivo» STM studies of the growth Germanium and Silicon on Silicon // Appl. Phys. 1996. № 63. С. 577-581.Voigtlander B. Nucleation and growth of Si/Si (111) observed by scanning tunneling microscopy during epitaxy // Physical Rewiew B. 1996. № 11. C. 7709-7712.Voigtlander B. Nucleation and growth of Si/Si (111) observed by scanning tunneling microscopy during epitaxy // Physical Rewiew B. 1996. № 11. C. 7709-7712.Shoji K. Heteroepitaxial growth and superstructure of Ge on Si(111)-(7×7) and Si(100)-(2x1) surfaces // Japanese Journal of Applied Physics. 1983. №.10. C. 1482-1488.Shoji K. Heteroepitaxial growth and superstructure of Ge on Si(111)-(7×7) and Si(100)-(2x1) surfaces // Japanese Journal of Applied Physics. 1983. №.10. C. 1482-1488.Voigtlander B. High temperature scanning tunneling microscopy during molecular beam epitaxy // Rev. Sci. Instrum. 1996. № 7. С. 2568-2572.Voigtlander B. High temperature scanning tunneling microscopy during molecular beam epitaxy // Rev. Sci. Instrum. 1996. № 7. С. 2568-2572.Chen H., Guo L. W., Cui Q., Hu Q., Huang Q., and Zhou J. M. // J. Appl. Phys. 79, 1167. 1996.Chen H., Guo L. W., Cui Q., Hu Q., Huang Q., and Zhou J. M. // J. Appl. Phys. 79, 1167. 1996.Godet J., Pizzagalli L., Brochard S., Beauchamp P. // Phys. Rev. B, 70, 054 109. 2004.Godet J., Pizzagalli L., Brochard S., Beauchamp P. // Phys. Rev. B, 70, 054 109. 2004.Bolkhovityanov Yu. B., Deryabin A. S., Gutakovskii A. K., Revenko M. A., Sokolov L. V. // Appl. Phys. Lett., 85, 6140. 2004.Bolkhovityanov Yu. B., Deryabin A. S., Gutakovskii A. K., Revenko M. A., Sokolov L. V. // Appl. Phys. Lett., 85, 6140. 2004.Luan H.-C., Lim D. R., Lee K. K., Chen K. M., Sandland J. G., Wada K. Kimerling, L. C. // Appl. Phys. Lett., 75, 2909. 1999.Luan H.-C., Lim D. R., Lee K. K., Chen K. M., Sandland J. G., Wada K. Kimerling, L. C. // Appl. Phys. Lett., 75, 2909. 1999.Liu J., Kim H. J., Hul ko O., Xie Y. H., Sahni S., Bandaru P., Yablonovitch E. // J. Appl. Phys., 96, 916. 2004.Liu J., Kim H. J., Hul ko O., Xie Y. H., Sahni S., Bandaru P., Yablonovitch E. // J. Appl. Phys., 96, 916. 2004.Halbwax M., Bouchier D., Yam V., D´ebarre D., Nguyen L. H., Zheng Y., Rosner P., Benamara M., Strunk H. P., Clers C. // Appl. Phys. Lett, 97, 064907-1. 2005.Halbwax M., Bouchier D., Yam V., D´ebarre D., Nguyen L. H., Zheng Y., Rosner P., Benamara M., Strunk H. P., Clers C. // Appl. Phys. Lett, 97, 064907-1. 2005.Chen H. , Guo L. W. , Cui Q. , Hu Q. , Huang Q. , Zhou J. M. // J. Appl. Phys.,79. 1167. 1996.Chen H. , Guo L. W. , Cui Q. , Hu Q. , Huang Q. , Zhou J. M. // J. Appl. Phys.,79. 1167. 1996.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.