Материалы и методы нанотехнологий : учебное пособие
жүктеу/скачать 3.3 Mb. Pdf көрінісі
|
| Эпитаксия — ориентированный рост одного кристалла на по-
верхности другого (подложки), в частности, прорастание структуры по границам раздела твердое-твердое. Самопроизвольно ориенти- ровано срастаться могут не только изоморфные кристаллы, но и ве- щества с совершенно различной структурой и симметрией. Одним из универсальных условий эпитаксии является геометрическое по- добие узора срастающихся плоских сеток структуры, их совпадение или соответствие. Выращивание тонких полупроводниковых пленок 89 2.3. осаждение и напыление на подложку особенно важно для наноэлектроники, для которой рабочими эле- ментами схем должны служить монокристальные бездефектные тон- кие пленки с заданной кристаллографической ориентацией и с совер- шенной поверхностью. Можно наращивать пленки с чередующейся структурой, заданным распределением примеси, определенным ти- пом проводимости. Путем чередования процессов диффузии, травле- ния и эпитаксиального наращивания в одной мельчайшей кристал- лической пластине создаются интегральные схемы для электроники, оптики, мембранной и каталитической технологии. Эпитаксиальные пленки наносят напылением в вакууме, электро- литическим осаждением, кристаллизацией из растворов, расплавов, конденсацией из газовой фазы, методом транспортных реакций, ион- ной имплантации, методом взрыва и др. Границы срастания кристаллов представляют собой планарные дефекты или поверхности раздела, кинетически стабилизированные неравновесные дефекты, не приводящие к изменениям стехиометрии материала. В большинстве систем наблюдается непериодическое или разупорядоченное прорастание. Прорастание можно рассматривать как класс модулированных структур, у которых граница прораста- ния является периодическим возмущением. Имеется много систем, в которых периодическое прорастание имеет место на относитель- но больших расстояниях, приводя к гомологическим рядам структур с большими параметрами ячейки — это оксиды вольфрама, ванадия, многочисленные бронзы и другие вещества. Газофазная эпитаксия основана на использовании термиче- ски или фотохимически стимулируемых реакций, протекающих в па- рах химических соединений, в состав которых входят химически свя- занные атомы элементов, формирующих твердые продукты. Широко применяется методика осаждения пленок из металлорганических сое- динений (metal organic vapor phase epitaxy — MOVPE). Например, плен- ки GaAs можно получить из паров сложного летучего соединения Ga(C 2 H 5 ) 2 Cl·As (CH 3 ) 3 или из смеси паров Ga(CH 3 ) 3 и AsH 3 . Возможен рост пленок при конденсации паров соединения на ори- ентирующую подложку, охлажденную до температур, близких к тем- пературе жидкого азота (создаются неравновесные условия). Так при формировании ориентированных пленок теллурида кадмия на аморф- ной подложке наблюдается самоорганизация ансамбля частиц теллу- |