Академия наук республики узбекистан

Рис. 2.4. Разделение атомов, электронов и ионов 
в измерительной головке.
Если предположить, что каждый электрон и 
ион попадает на электроды, плотности 
ионов и электронов определяются токами на 
электродах 
I
i
и 
I
c
и площадью
апертуры
коробки. Эта система мониторинга была 
установлена в центральном положении 
снизу подложки, (см рис.2.3)
. 
К корпусу системы мониторинга
приложен 
также 
ускоряющий 
потенциал 
для 
минимизации 
нарушений
эквипотенциальных поверхностей между подложкой и источником.
Плотность ионного
потока, падающего
на поверхность подложки 
зависит от интенсивности ионов, генерируемых в пучке электронов 
испарителя, от провисания электрического поля через апертуру для 
извлечения ионов из области источника, а также от фокусировки пучка 
ионов, извлеченного приложенным потенциалом 
U
sub
. Зона генерации ионов 
ограничивается сравнительно небольшим объемом над расплавленным 
Si
, где 
испаряющиеся атомы 
Si
могут столкнуться электронами из пушки. (рис.2.1). 
Согласно формуле
(
2.
1) генерация ионов пропорциональна 
Fe
и 
n
Si
. 
Генерирование ионов может быть описано
в простой модели, 
предполагающей однородность в объеме расплавленного 
Si
с базовой 
площадью
А
и высотой 
Н
. С учетом соотношения для тока эмиссии 
I
ESV
:
I
ESV
=
A
·
F
e
·
q 
 
 
 
 
(
2.
2)
Система мониторинга была подключена к системе MBE для измерения 
ионной и электронной плотности в центре подложки. Была
определена
скорость 
роста кремния 
R
в зависимости от токов эмиссии 
I
ESV
. Ток 
I
sub
измеряется через 
контакт
с подложкой
и дает среднюю плотность заряда потока частиц на всей 
72 

---

площади подложки, где
доминируют электроны из электронной пушки. Линейная 
зависимость плотности тока электронов от тока эмиссии 
I
ESV
, установленная
с 
помощью системы мониторинга позволяет отделить ионную часть от тока 
подложки 
I
sub
. Средняя плотность тока ионов 
I
ion
близка к линейной к генерации 
ионов, представленного произведением 
I
ESV
и 
R
, но значение, измеренное в 
средней 
i
ion
показывает более сложную зависимость от условий
роста. Отношение 
I
ion
/
i
ion
 
является мерой того,
как
ионный пучок фокусируется на центре подложки, 
или сфокусирован в точке
вне
центра. При стационарном ионном мониторе 
подробности фокусировки не могут выяснены,
и чтобы прояснить
этот момент 
для следующих задач ионный монитор был установлен подвижном линейном 
манипуляторе
. 
Линейно движущийся ионный зонд

Подсистемы МЛЭ, которые имеют значение для распределения ионов 
показаны на
рис.2.5. Пластина 
диаметром 100 мм, расположена
на 
оси камеры. Она
поддерживается 
держателем подложки
диаметром 150 
мм и сделан также из кремния. 
Чуть 
ниже 
этого 
держателя 
расположен кремниевое
кольцо
- 
отражатель, 
который
улучшает 
однородность температуры радиа
-
ционно
нагретой подложки. Эти три 
части установки
изолированы от нагревателя, оси
вращения, и тепловых
экранов, и к ним могут быть приложен
потенциал подложки между 0 и 
-
1000
В
.
Ниже (приблизительно 5 см) от плоскости подложки установлен на 
фланце подвижный зонд
для измерения ионного потока и расположен к 
направлению
движения перпендикулярно к плоскости подложки. Источники 
молекулярного пучка установлены в нижней части камеры на отдельных 
фланцев. Показанная электронная пушка для испарения Si окружена
теплозащитой, которая
устанавливается на потенциале земли. Апертура 
позволяет извлечение нейтральных и ионизированных пучков Si. Положение 
луча от оси смещено примерно на 70 мм.
На рис.2.6. ионный ток представлен как функция положения 
движущегося ионного зонда
вдоль
подложки
. 
Середина подложки отмечена
. 
Можно сразу рассмотреть три отличительные свойства.