Академия наук республики узбекистан

Таблица 3.1. Распределение элементов по толщине среза нормали к плоскостям образцов структур .

Si	Ge	In	P	Total
99.9 99.9	0.01	0.00	0.00	100
98.9	0.11	0.00	0.00	100
95.68	4.32	0.00	0.00	100
93.22	6.78	0.00	0.00	100
86.40	6.78	0.31	0.46	100
64.66	43.45	0.35	0.54	100
2.68	92.64	2.01	2.67	100
0.84	91.72	3.04	3.40	100
0.46	96.72	1.62	1.20	100
0.25	70.14	14.70	17.91	100
0.36	6.32	46.13	47.19	100
0.11	0.23	48.61	51.05	100

Analysis Position
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12


Рис. 3.2. Содержание фосфора, индия, германия и кремния по толщине слоев структур

2. 
   
3. 
   Исследование структурного совершенства твердого раствора на подложках кремния
   

Для практического применения полупроводниковых кристаллов важно кристаллическое совершенство получаемых материалов. Поэтому изучение дефектов в гетеропереходах и в объеме эпитаксиального слоя является одним из важных этапов в технологии полупроводниковых приборов.

Структурные совершенства эпитаксиальных слоев , выращенных из индиевого раствора – расплава на подложках кремния оценены исследованием поверхности слоев и сколов полученных структур металлографическими методами [§ 2.5, 3.1].
Кристаллические совершенства и распределения компонентов по толщине слоев в твердом растворе исследованы методом рентгеновской дифракции. Исследования проводились на установке ДРОН – УМ1. Спектры рентгеновской дифракции получались путем непрерывной записи излучения медного анода, который имеет длины волн и . Анодный ток и напряжение имели, соответственно, значения и . Время экспозиции варьировалось в интервале 2 - 3 часов.
Результаты измерений представлены на рис. 3.3. На спектрах отчетливо проявляются пики, соответствующие компонентам твердого раствора : Si, SiGe, InP. Обнаружено, что форма и расположения дифракционных пиков на спектре зависят от условий роста твердых растворов.

Рис.3.3. Дифрактограмма структур .

Параметр кристаллической решетки, определенный по значению угла одного из максимумов, составляет a = 5.434 Ǻ, что соответствует параметру решетки кремниевой подложки. Другой максимум с параметром кристаллической решетки a = 5.518 Ǻ соответствует промежуточному слою . Третий максимум в дифракционном спектре с параметром решетки a = 5.680 Ǻ соответствует твердому раствору . Как видно, постоянные кристаллической решетки, оцененные по значениям углов дифракционных максимумов, лежат в интервале 5.434 – 5.865 Ǻ с погрешностью ± 0.005 Å.

По дифракционным максимумам также определены параметры решетки для двух составов твердого раствора . Эти значения соответственно равны a =5.673 Ǻ и a = 5.743 Ǻ.
Отсутствие в спектре других пиков, соответствующих промежуточным фазам свидетельствует о достаточном кристаллическом совершенстве полученных слоев твердого раствора .
Было также обнаружено, что кристаллическое совершенство выращенных слоев на нижних и верхних подложках сильно различается. Эпитаксиальные слои, выращенные на нижних подложках отличаются хорошей монокристалличностью и наименьшими напряжениями, о чем свидетельствует отсутствие в дифракционных спектрах пиков, соответствующих фазам, отличающимся от исходных. При этом в дифракционных спектрах верхних подложек обнаружены дополнительные пики, соответствующие межплоскостным расстояниям.
В заключении отметим, что подбором условий жидкофазной эпитаксии можно получить структурно – совершенные, варизонные эпитаксиальные слои твердых растворов на подложках Si с промежуточным буферным слоем .