Введение
Глава 1. Состояние проблемы 21
1.1. Молекулярно-лучевая эпитаксия кремния 21
1.1.1. Основы метода МЛЭ Si 21
1.1.2. Легирование слоев кремния в процессе МЛЭ 27
1.1.3. Обзор современных моделей легирования слоев кремния в методе МЛЭ 43
1.2. Выращивание легированных слоев кремния методом сублимационной МЛЭ 49
1.2.1. Основы метода. Рост нелегированных слоев 50
1.2.2. Испарение примеси из кремниевого источника 55
1.2.3. Легирование в методе сублимационной МЛЭ Si 61
1.3. Выращивание на кремниевых подложках гетероэпитаксиаль-ных структур, содержащих слои твердого раствора кремний-германий 66
1.4. Методы активации вхождения примеси в слои кремния при молекулярно-лучевой эпитаксии 71
1.4.1. Низкоэнергетическая ионная имплантация 71
1.4.2. Твердофазная эпитаксия (ТФЭ) 72
1.4.3. Легирование, усиленное приложением потенциала к подложке „... 73
1.5. Постановка задачи исследования 82
Глава 2. Методика эксперимента 87
2.1. Вакуумное оборудование для выращивания слоев Si и Sii.xGex методом сублимационной МЛЭ 87
2.1.1. Высоковакуумные установки для выращивания структур 87
2.1.2. Источники паров кремния и легирующей примеси 97
2.1.3. Нагреватели подложки 104
2.2. Выращивание легированных эпитаксиальных слоев кремния 107
2.3. Выращивание слоев твердого раствора Sii xGex на Si(100) методом сублимационной МЛЭ Si в среде германа 114
2.4. Методы исследования структуры, электрофизических параметров эпитаксиальных слоев и распределения примесей в них 117
2.4.1. Метод изготовления косого шлифа 119
2.4.2. Методики приготовления электронно-прозрачных образцов и исследования структуры слоев 123
2.4.3. Методы измерения электрических параметров слоев 130
2.4.4. Методы исследования распределения примесей в слоях SinSii.xGex 134
Глава 3. Выращивание нелегированных слоев Si с приложением потенциала к подложке 137
3.1. Выявление ионной составляющей в потоке атомов Si из сублимирующего источника 138
3.2. Влияние бомбардировки низкоэнергетическими ионами Si+ на травление слоя диоксида и последующий рост эпитаксиального слоя кремния 142
3.3 Захват атомов фоновых примесей слоем кремния при выращивании его с приложением и без приложения отрицательного потенциала к подложке 153
3.4 Распределение легирующих и фоновых примесей в эпитаксиальных слоях кремния, выращенных на пористом кремнии методом сублимационной МЛЭ без приложения и с приложением потенциала к подложке 164
Глава 4. Закономерности переноса примесей из сублимирующего источ ника и из расплава кремния в слой 175
4.1. Перенос традиционных легирующих примесей из сублимирующего кремниевого источника в слой 175
4.2. Перенос галлия из кремниевого источника в эпитаксиальный слой 179
4.3. Испарение легирующей примеси из расплава кремния 189
Глава 5. Вхождение традиционных легирующих примесей в слои кремния при выращивании их методом сублимационной МЛЭ с приложением потенциала к подложке 197
5.1. Влияние приложения потенциала к подложке на внедрение атомов галлия в эпитаксиальные слои Si 198
5.2. Профили распределения других примесей в слоях Si, выращенных с приложением потенциала к подложке 205
5.3. Структурное совершенство легированных галлием слоев кремния, выращенных с приложением потенциала 209
5.4. Сопоставление экспериментальных данных и современных моделей PED слоев Si 213
Глава 6. Закономерности вхождения эрбия в эпитаксиальные слои крем ния в процессе сублимационной МЛЭ 221
6.1. Перенос эрбия из сублимирующего кремниевого источника в растущий слой 222
6.2. Поверхностная сегрегация атомов эрбия при выращивании эпитаксиальных слоев кремния 227
6.3. Влияние солегирования слоев кремния кислородом на подавление поверхностной сегрегации эрбия 233
6.4. Структура эпитаксиальных слоев кремния, легированных эрбием 240
6.5. Влияние бомбардировки поверхности роста низкоэнергетиче скими ионами Si+ на захват атомов эрбия слоем кремния 242
Глава 7. Выращивание слоев твердого раствора кремний-германий методом сублимационной МЛЭ Si в среде германа с приложением потенциала к подложке 248
7.1. Встраивание Ge и традиционных легирующих примесей в слои твердого раствора кремний-германий при выращивании слоев с приложением потенциала к подложке 248
7.2. Встраивание атомов эрбия и сопутствующих примесей в растущий эпитаксиальный слой твердого раствора Sii.xGex 253
7.3. Формирование самоорганизующихся трехмерных островков GeSiHaSi(OOl) 259
Глава 8. Выращивание методом сублимационной МЛЭ кремниевых эпитаксиальных диодных структур 264
8.1. Диодные эпитаксиальные кремниевые структуры с легированным эрбием базовым слоем 265
8.2. Дельта-легированные слои, выращенные методом сублимационной МЛЭ с приложением потенциала к подложке 275
Заключение 284
писок литературы 292
