ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ МОЛЕКУЛЯРНО-ЛУЧЕВОЙ ЭПИТАКСИИ НА МОРФОЛОГИЮ И СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕТЕРОСТРУКТУР GE/SI И GESI/SI

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 Ge_xSi_1-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 Ge_xSi_1-x перспективно использование метода спектроскопии комбинированного рассеяния.

молекулярно-лучевая эпитаксия, атомно-силовая микроскопия, комбинационное рассеяние света, гетероструктуры Ge_xSi_1-x/Si, эпитаксиальный рост, сверхструктурные домены, “hut-кластеры”, “dome-кластеры”, эпитаксиальные структуры, molecular beam epitaxy, atomic force microscopy, Raman scattering, heterostructures GexSi1-x / Si, epitaxial growth, the superstructure domains, "hut-clusters", "dome-clusters", epitaxial structures

1. Alonso M. I., Winer K. Phys. Rev. B., 39. 10056. 1989.

2. Lockwood D. J., Baribeau J. M. Phys. Rev. B., 45. 8565. 1992.

3. 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.

4. Rath S., Hsieh M. L., Etchegoin P., Stradling R. A. Semicond. Sci. Technol., 18. 566. 2003. 5. Зенгуил Э. Физика поверхности. М.: Мир. 1990.

5. Voigtlander B. «In vivo» STM studies of the growth Germanium and Silicon on Silicon // Appl. Phys. 1996. № 63. С. 577-581.

6. Voigtlander B. Nucleation and growth of Si/Si (111) observed by scanning tunneling microscopy during epitaxy // Physical Rewiew B. 1996. № 11. C. 7709-7712.

7. 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.

8. Voigtlander B. High temperature scanning tunneling microscopy during molecular beam epitaxy // Rev. Sci. Instrum. 1996. № 7. С. 2568-2572.

9. Chen H., Guo L. W., Cui Q., Hu Q., Huang Q., and Zhou J. M. // J. Appl. Phys. 79, 1167. 1996.

10. Godet J., Pizzagalli L., Brochard S., Beauchamp P. // Phys. Rev. B, 70, 054 109. 2004.

11. Bolkhovityanov Yu. B., Deryabin A. S., Gutakovskii A. K., Revenko M. A., Sokolov L. V. // Appl. Phys. Lett., 85, 6140. 2004.

12. 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.

13. Liu J., Kim H. J., Hul ko O., Xie Y. H., Sahni S., Bandaru P., Yablonovitch E. // J. Appl. Phys., 96, 916. 2004.

14. 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.

15. Chen H. , Guo L. W. , Cui Q. , Hu Q. , Huang Q. , Zhou J. M. // J. Appl. Phys.,79. 1167. 1996.