Академия наук республики узбекистан

Рис.2.1. Ионизация в электронно
-
лучевом испарителе кремния 
Вероятность того, что атом кремния 
будет ионизирован электронным 
ударом определяется произведением 
плотности потока пучка электронов 
F
e
и сечение ионизации 
a
. Эта 
вероятность 
умножается 
на 
70 

---

плотность атомов кремния 
n
Si
дает значение ионизации на единицу времени и 
объема 
g
ion
(см. урав.
(1) и рис. 2.2)
.
g
ion
=F
e
·a·r
Si
 
. 
(1)
 
Рис. 2.2. Схема ионизации атомов кремния с 
плотностью 
n
Si
 и сечением 
a
 при 
взаимодействии потоком электронов 
F
e 
 
Конструкция 
и 
условия 
эксплуатации 
электронной 
пушки 
(электронная 
фокусировка 
луча, 
ускоряющее 
напряжение, 
состояние 
кремниевого тигля)
влияние испарения и генерация ионов, но основным 
параметром является ток эмиссии 
I
esv
влияющий на плотность потока пучка 
электронов 
F
e
 
также как температура и размер расплава, а также плотности 
атомов кремния 
n
Si
. Электронная
пушка
также излучает
различные виды 
радиации и большое число отраженных и вторичных электронов. Эти 
электроны, попавшие в магнитное поле над расплавом, может повлиять на 
подвижность ионов и 
срок службы
испарителя
. 
Для защиты элементов 
ростовой камеры
от ис
-
парения и излучения 
электронной пушки и 
тигля установлен
зазем
-
ленный экран с аперту
-
рой
(см.
рис.
2.3
)
. 
Рис.2.3. Положение ионно 
измерительной головки
 
 
Потенциал подложки
 
Плотность ионного потока, падающего на поверхность зависит
от трех 
механизмов: во
-
первых,
от числа генерируемых ионов в электронной пушке
(генерация), во
-
вторых,
от вероятности иона покинуть
зону ионизации через
апертуру экрана электронной пушки, прежде чем рекомбинировать или 
удариться об защитный экран
(экстракция), и в
-
третьих,
от вероятности 
поражение ионом
центра подложки (фокусировка)
. 
Экстракция, 
71 

---

фокусировка, и энергия ионов могут быть существенно изменены
путем 
подачи отрицательного напряжения 
U
sub
 
к подложке, (см. рис.
2.3
). Ионно
-
лучевая фокусировка и относительное положение подложки и электронной 
пушки может
вызвать неравномерного распределения
плотности по 
подложке. Поток ионов, смешанный с электронами от электронной пушки 
вызывает ток 
I
Sub
, который может быть измерен через контакта с подложкой 
во время роста. Для проведения
точных измерений токов электронные и 
ионные потоки
должны быть разделены.
Измерения ионного потока
 
Была разработана система мониторинга для отдельного
измерения 
плотности ионного
и электронного токов
и была установлена в
камере МЛЭ
. 
Ионы и электроны разделены друг от друга с помощью электродов с 
противоположным потенциалом 
±
U
pl
в экранированной коробке
(см.
рис.
2.4
)
.