наноструктуры. курсбж. Поверхность. Некоторые свойства объектов
 Скачать 0.57 Mb.
|
|
Глава 2. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ НАНОСТРУКТУР 2.1. Молекулярно-лучевая эпитаксия Момент, когда реализация новых идей, казалось, начинает ограничиваться предельными возможностями технологии, был успешно преодолен с появлением метода молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ), который представляет собой результат фантастического усовершенствования старого, широко применявшегося для получения металлических пленок способа – испарения вещества в вакууме. Использование чистых источников испаряемых материалов, сверхвысокий вакуум, точный контроль температуры подложки, различные методы диагностики растущей пленки в сочетании с компьютерной системой управления параметрами процесса – все это, вместе взятое, привело к созданию качественно новой технологии, способной решать задачи, ранее казавшиеся невыполнимыми. Процесс МЛЭ – это процесс испарения и конденсации вещества в сверхвысоком вакууме (Р< 10−9мм рт. ст.). Проводят его в специальной камере, схематическое изображение которой показано на рис. 3 [6]. Наличие вакуумного шлюза позволяет менять подложки, сохраняя высокий вакуум. Для уменьшения давления остаточных газов вся свободная площадь камеры ограждается экранами, охлаждаемыми жидким азотом. Эффузионные (эффузия – медленное истечение газа через малое отверстие) испарительные ячейки выполняются из тугоплавкого материала, например нитрида бора. После того как камера МЛЭ откачана, экран охлажден жидким азотом, а испарители выведены на требуемую температуру, нагревается подложка. Для арсенида галлия ее температура должна составлять около 600°С, для кремния – не ниже 850 °С. Процесс роста слоев начинается при открытии основной заслонки и заслонок соответствующих испарителей. Сверхвысокий вакуум и малая скорость поступления атомов на растущую поверхность (примерно 1014–1015 атомов в секунду) приводят к эпитаксиальному росту пленок посредством практически монослойного заполнения растущей поверхности, обеспечивая исключительно точное управление профилями химического состава и легирования. В процессе МЛЭ возможен непосредственный контроль как состава газовой фазы (масс-спектрометрия), так и параметров слоев: кристаллической структуры (методами дифракции быстрых или медленных электронов), химического состава (оже-спектроскопия), толщины (эллипсометрия), датчики которых могут быть помещены в высоковакуумную камеру установки.  Использование масок в ходе роста и “рисование” молекулярными пучками позволяют создавать на поверхности подложки трехмерные, монолитно интегрированные структуры. Обладая неоспоримыми преимуществами, метод МЛЭ имеет единственный, но весьма существенный недостаток – высокую стоимость, что вызвало поиск альтернативных методов. |