ИЗМЕРЕНИЕ МЕТОДОМ ДИФРАКЦИИ БЫСТРЫХ ЭЛЕК ГРОНОВ ПАРАМЕТРОВ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СТРУКТУР Ge/Si ПРИ МОЛЕКУЛЯРНО- ЛУЧЕВОЙ ЭПИТАКСИИ
|
РЕФЕРАТ 3
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
1. Молекулярно-лучевая эпитаксия 7
1.1 Механизмы эпитаксиального роста 15
1.2 Методы исследования эпитаксиальных наноструктур 17
1.2.1 Масс - спектрометрия состава камеры эпитаксии 18
1.2.2 Атомная силовая микроскопия наноструктур 20
1.2.3 Дифракция отраженных быстрых электронов 23
1.2.4 Контроль скорости напыления эпитаксиальных пленок 26
1.2.5 Контроль температуры подложки 27
1.3 Рост твердых растворов SiGe на Si(100) 30
1.3.1 Физические особенности гетероэпитаксиального роста слоев SiGe на подложке Si 30
1.3.4 Выращивание методом МЛЭ твердых растворов SiGe на подложке Si(100) 31
1.4 Современные исследования роста Ge на поверхности слоя GexSi1-x 35
1.4.1 Структура поверхности Si (100) 35
1.4.2 Кинетические процессы, возникающие при осаждении Ge на Si 36
1.4.3 Поверхностная сегрегация и объемная диффузия 37
1.4.4 Переход роста Ge на Si (100) из 2D в 3D 39
1.4.5 Начальные стадии роста гетерокомпозиций Ge/GeSi/Si, Ge/GeSi/Ge и GeSi/Si 40
1.4.6 Исследования роста Ge на поверхности слоя GexSi1-x 42
1.4.7 Начальные стадии роста пленок GexSi1-x на Si 44
1.5 Полевые транзисторы 50
1.5.1 Типы и устройство полевых транзисторов 50
1.5.2 Принцип работы МДП-транзистора 51
2 Обзор работ по созданию приборов на основе Ge/Si 53
3 Экспериментальная работа на установке МЛЭ «Катунь 100» 67
3.1 Предэпитаксиальная очистка поверхности 67
3.2 Калибровка температуры нагревателя 68
3.3 Измерение скоростей напыления Ge с помощью кварцевого измерителя толщины 70
3.4 Измерение скоростей напыления Si по полученным осцилляциям интенсивности отраженного
пучка электронов от подложки Si(111) 71
3.5 Измерение скоростей напыления Ge по переходу структуры 7x7 к поверхностной структуре 5х5
методом ДБЭ 72
3.6 Этапы роста Странского-Крастанова, наблюдаемые при анализе интенсивности in situ ДБЭ для
Si (111) 74
3.7 Анализ деформации решетки Ge на Si (100) методом ДБЭ 76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 80
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 82
ПРИЛОЖЕНИЕ А Ошибка! Закладка не определе
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
1. Молекулярно-лучевая эпитаксия 7
1.1 Механизмы эпитаксиального роста 15
1.2 Методы исследования эпитаксиальных наноструктур 17
1.2.1 Масс - спектрометрия состава камеры эпитаксии 18
1.2.2 Атомная силовая микроскопия наноструктур 20
1.2.3 Дифракция отраженных быстрых электронов 23
1.2.4 Контроль скорости напыления эпитаксиальных пленок 26
1.2.5 Контроль температуры подложки 27
1.3 Рост твердых растворов SiGe на Si(100) 30
1.3.1 Физические особенности гетероэпитаксиального роста слоев SiGe на подложке Si 30
1.3.4 Выращивание методом МЛЭ твердых растворов SiGe на подложке Si(100) 31
1.4 Современные исследования роста Ge на поверхности слоя GexSi1-x 35
1.4.1 Структура поверхности Si (100) 35
1.4.2 Кинетические процессы, возникающие при осаждении Ge на Si 36
1.4.3 Поверхностная сегрегация и объемная диффузия 37
1.4.4 Переход роста Ge на Si (100) из 2D в 3D 39
1.4.5 Начальные стадии роста гетерокомпозиций Ge/GeSi/Si, Ge/GeSi/Ge и GeSi/Si 40
1.4.6 Исследования роста Ge на поверхности слоя GexSi1-x 42
1.4.7 Начальные стадии роста пленок GexSi1-x на Si 44
1.5 Полевые транзисторы 50
1.5.1 Типы и устройство полевых транзисторов 50
1.5.2 Принцип работы МДП-транзистора 51
2 Обзор работ по созданию приборов на основе Ge/Si 53
3 Экспериментальная работа на установке МЛЭ «Катунь 100» 67
3.1 Предэпитаксиальная очистка поверхности 67
3.2 Калибровка температуры нагревателя 68
3.3 Измерение скоростей напыления Ge с помощью кварцевого измерителя толщины 70
3.4 Измерение скоростей напыления Si по полученным осцилляциям интенсивности отраженного
пучка электронов от подложки Si(111) 71
3.5 Измерение скоростей напыления Ge по переходу структуры 7x7 к поверхностной структуре 5х5
методом ДБЭ 72
3.6 Этапы роста Странского-Крастанова, наблюдаемые при анализе интенсивности in situ ДБЭ для
Si (111) 74
3.7 Анализ деформации решетки Ge на Si (100) методом ДБЭ 76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 80
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 82
ПРИЛОЖЕНИЕ А Ошибка! Закладка не определе
С физикой тонких пленок связаны достижения и перспективы дальнейшего развития микроэлектроники, оптики, приборостроения и других отраслей новой техники. Успехи микроминиатюризации электронной аппаратуры стали возможны благодаря использованию управляемого эпитаксиального выращивания тонких слоев полупроводников, металлов и диэлектриков в вакууме из различных сред. Несмотря на многочисленные и разносторонние исследования, процессы эпитаксиальной кристаллизации не получили полного объяснения. Обусловлено это, в первую очередь, сложностью проблем связанных с процессами кристаллизации в различных системах и средах.
В последние годы наблюдается возрастание интереса к поверхности твердого тела. Экспериментальные достижения в этой области связаны с развитием техники сверх высокого вакуума, диагностической аппаратуры, такой как сканирующая туннельная микроскопия и разработкой новых спектроскопических методов исследования поверхности. Эти исследования обеспечили более глубокое проникновение в структуру и свойства поверхностных слоев твердого тела. Однако представления о структуре поверхности и влиянии ее на эпитаксиальный рост недостаточно развиты.
Создание полупроводниковых структур с новыми физическими свойствами является основной задачей нанотехнологии, имеющей целью расширение пределов применимости полупроводниковых материалов. Ключевым направлением является уменьшение создаваемых структур до размеров, при которых эффекты пространственного квантования существенно изменяют их электронные свойства.
Особое внимание уделяется структурам на основе кремния, составляющим элементную базу большинства современных электронных устройств. Обнаружение новых физических свойств в этих случаях позволяет создавать новые приборы [16].
На основе гетероструктур были созданы и теперь уже являются коммерчески доступными такие новые приборы как быстродействующие гетеробиполярные транзисторы (НВТ) и полевые транзисторы на основе селективно легированных структур (MODFET) с улучшенными шумовыми характеристиками, резонансно-туннельные диоды повышенной мощности и лучшими усиливающими характеристиками, а также гетеролазеры с низкими пороговыми токами и большими значениями коэффициента усиления и высокой температурной стабильностью [17].
Интеграция германия Ge в существующую технологию на основе кремния является ключевым подходом к расширению новых функциональных возможностей закона Мура. В этом контексте Ge предоставляет потенциал для объединения обработки данных на основе фотонов с технологией Si Комплиментарных металл-оксид-полупроводник транзисторов (CMOS). В основном это связано с тем, что эпитаксиальные пленки Ge позволяют монолитно интегрировать оптоэлектронные устройства в технологию на основе кремния. Ge, используемая в качестве буферной системы, является кандидатом на III-V интегрирование по Si. Кроме того, вся оптоэлектроника IV группы может быть достигнута с использованием сильного поглощения света в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн, а также псевдопрямого поведения запрещенной зоны Ge для лазерных систем или фотоприемников. Однако псевдопрямое поведение запрещенной зоны наблюдается только в напряженно-деформированных пленках Ge, что делает необходимым точный контроль параметров роста и деформационной инженерии. Кроме того,широко изучены тонкопленочные приложения, рост квантовых точек Ge и их электрические и оптические свойства (встроенные в матрицу Si).
Ge растет на Si в так называемом режиме роста Странского-Крастанова, где формирование смачивающего слоя сопровождается последующим островкованием. Это связано с рассогласованием решетки 4,2% между Si и Ge, что приводит к накоплению деформации с увеличение толщины слоя. При определенной критической толщине пленка минимизирует свою полную свободную энергию, сначала за счет упругости, а затем за счет пластической релаксации. Упругая релаксация протекает через остров образованием, тогда как пластической релаксации достигается путем введения дислокаций несоответствия (дн). Отражение дифракция быстрых электронов (ДБЭ) обеспечивает доступ в места проведения соответствующего процесса релаксации .
Объектом исследования является процесс синтеза наногетеростуктур Ge/Si, предметом - дифракционные картины, описывающие процессы роста гетероструктур в системе Ge/Si.
Целью данной работы является измерение методом ДБЭ параметров эпитаксиальных структур Ge/Si при МЛЭ.
Постановка проведения исследований должна носить комплексный характер и включать:
о Обзор современной литературы по теме магистерской работы
о Изучить теорию синтеза наногетероструктур Ge/Si и квантовых точек гер
мания на кремнии
о Ознакомление с органами управления и работой высоковакуумной установ
ки «Катунь 100», а также изучение методов контроля синтеза наногетероструктур Ge/Si
о Отработка режимов режимов роста Ge/Si на установке «Катунь - 100»
о Измерения методом ДБЭ параметров Ge/Si
о Определение механизма роста островковой пленки Ge на атомарно-чистой
поверхности Si (111) и Si (100)
Для проведения исследований были привлечены следующие методики: молекулярно-лучевая эпитаксия, масс-спектрометрия, дифракция быстрых электронов.
В результате выполнения поставленных в работе задач было сформулировано два научных положения, выносимых на защиту.
1. В процессе молекулярно-лучевой эпитаксии при синтезе тонких пленок Ge на Si (111) при температуре от 250 0С до 400 0С, и скорости осаждения Ge VGe= 0,038 A/c, имеет линейная зависимость критической толщины (йкр ) перехода 2D - 3D от температуры (Т) : йкр = -0,001T + 3,874
2. В процессе молекулярно-лучевой эпитаксии при синтезе тонких пленок Ge на Si (100) при температуре от 250 0С до 400 0С, и скорости осаждения Ge VGe= 0,038 A/c, имеет линейная зависимость критической толщины (йкр ) перехода 2D - 3D от температуры (Т) : йкр = -0,021T + 10,37
Достоверность первого научного положения доказывается теоретическим расчетом критических толщин слоев в работе А. Гримма [36]. Определенные критические толщины слоя для перехода двумерного роста в трехмерный при разных температурах согласуются с расчетами с использованием простого термодинамического подхода.
Достоверность второго научного положения доказывают использованием разработанной методикой осцилляций интенсивности зеркального пучка ДБЭ и качественным совпадением значений, взятых с подложки Si(111), для которой есть теоретический расчет.
Научная новизна защищаемых положений заключается в том, что определены зависимости критических толщин перехода 2D - 3D (медленный спад), что позволяет использовать эти результаты для теоретических расчетов.
Практическая значимость результатов работы: что определены режимы роста Ge на Si (111) и Si (100) при разных температурах и скоростях роста полученные результаты позволяют рассчитывать параметры по синтезу эпитаксиальных пленок для создания на их основе конкретных приборов электроники и оптоэлектроники.
Магистерская диссертация состоит из трех глав. Первая глава посвящена тенденции развития технологии получения наноструктур Ge на Si. Обзор параметров технологических режимов синтеза наноструктур Ge/Si с квантовыми точками Ge и твердых растворов SiGe, а именно: влияние температуры синтеза на размеры и плотность островков Ge, влияние скорости напыления Ge на размеры и плотность островков Ge, физические особенности гетероэпитаксиального роста SiGe, влияние температуры на эпитаксиальный рост SiGe, влияние процентного содержания SiGe на толщину двухмерного роста. Во второй главе дан обзор работ по созданию приборов на основе Si/Ge. Третья глава посвящена экспериментальной работе.
Проведены эксперименты по предэпитаксиальной подготовке кремниевых подложек, отработана технология отжига с непрерывным контролем при помощи масс- спектрометрии и дифракции быстрых электронов, проведен контроль состояния поверхности методом дифракции быстрых электронов, проведена калибровка температуры нагревателя и определены скорости роста кремния и германия с помощью кварцевых измерителей толщины и определена скорость напыления германия методом осцилляций интенсивности рефлексов на картине ДБЭ, определены механизмы роста Ge на Si (111) и Si(100) при разных температурах . Сформулировано два научных положения.
В последние годы наблюдается возрастание интереса к поверхности твердого тела. Экспериментальные достижения в этой области связаны с развитием техники сверх высокого вакуума, диагностической аппаратуры, такой как сканирующая туннельная микроскопия и разработкой новых спектроскопических методов исследования поверхности. Эти исследования обеспечили более глубокое проникновение в структуру и свойства поверхностных слоев твердого тела. Однако представления о структуре поверхности и влиянии ее на эпитаксиальный рост недостаточно развиты.
Создание полупроводниковых структур с новыми физическими свойствами является основной задачей нанотехнологии, имеющей целью расширение пределов применимости полупроводниковых материалов. Ключевым направлением является уменьшение создаваемых структур до размеров, при которых эффекты пространственного квантования существенно изменяют их электронные свойства.
Особое внимание уделяется структурам на основе кремния, составляющим элементную базу большинства современных электронных устройств. Обнаружение новых физических свойств в этих случаях позволяет создавать новые приборы [16].
На основе гетероструктур были созданы и теперь уже являются коммерчески доступными такие новые приборы как быстродействующие гетеробиполярные транзисторы (НВТ) и полевые транзисторы на основе селективно легированных структур (MODFET) с улучшенными шумовыми характеристиками, резонансно-туннельные диоды повышенной мощности и лучшими усиливающими характеристиками, а также гетеролазеры с низкими пороговыми токами и большими значениями коэффициента усиления и высокой температурной стабильностью [17].
Интеграция германия Ge в существующую технологию на основе кремния является ключевым подходом к расширению новых функциональных возможностей закона Мура. В этом контексте Ge предоставляет потенциал для объединения обработки данных на основе фотонов с технологией Si Комплиментарных металл-оксид-полупроводник транзисторов (CMOS). В основном это связано с тем, что эпитаксиальные пленки Ge позволяют монолитно интегрировать оптоэлектронные устройства в технологию на основе кремния. Ge, используемая в качестве буферной системы, является кандидатом на III-V интегрирование по Si. Кроме того, вся оптоэлектроника IV группы может быть достигнута с использованием сильного поглощения света в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн, а также псевдопрямого поведения запрещенной зоны Ge для лазерных систем или фотоприемников. Однако псевдопрямое поведение запрещенной зоны наблюдается только в напряженно-деформированных пленках Ge, что делает необходимым точный контроль параметров роста и деформационной инженерии. Кроме того,широко изучены тонкопленочные приложения, рост квантовых точек Ge и их электрические и оптические свойства (встроенные в матрицу Si).
Ge растет на Si в так называемом режиме роста Странского-Крастанова, где формирование смачивающего слоя сопровождается последующим островкованием. Это связано с рассогласованием решетки 4,2% между Si и Ge, что приводит к накоплению деформации с увеличение толщины слоя. При определенной критической толщине пленка минимизирует свою полную свободную энергию, сначала за счет упругости, а затем за счет пластической релаксации. Упругая релаксация протекает через остров образованием, тогда как пластической релаксации достигается путем введения дислокаций несоответствия (дн). Отражение дифракция быстрых электронов (ДБЭ) обеспечивает доступ в места проведения соответствующего процесса релаксации .
Объектом исследования является процесс синтеза наногетеростуктур Ge/Si, предметом - дифракционные картины, описывающие процессы роста гетероструктур в системе Ge/Si.
Целью данной работы является измерение методом ДБЭ параметров эпитаксиальных структур Ge/Si при МЛЭ.
Постановка проведения исследований должна носить комплексный характер и включать:
о Обзор современной литературы по теме магистерской работы
о Изучить теорию синтеза наногетероструктур Ge/Si и квантовых точек гер
мания на кремнии
о Ознакомление с органами управления и работой высоковакуумной установ
ки «Катунь 100», а также изучение методов контроля синтеза наногетероструктур Ge/Si
о Отработка режимов режимов роста Ge/Si на установке «Катунь - 100»
о Измерения методом ДБЭ параметров Ge/Si
о Определение механизма роста островковой пленки Ge на атомарно-чистой
поверхности Si (111) и Si (100)
Для проведения исследований были привлечены следующие методики: молекулярно-лучевая эпитаксия, масс-спектрометрия, дифракция быстрых электронов.
В результате выполнения поставленных в работе задач было сформулировано два научных положения, выносимых на защиту.
1. В процессе молекулярно-лучевой эпитаксии при синтезе тонких пленок Ge на Si (111) при температуре от 250 0С до 400 0С, и скорости осаждения Ge VGe= 0,038 A/c, имеет линейная зависимость критической толщины (йкр ) перехода 2D - 3D от температуры (Т) : йкр = -0,001T + 3,874
2. В процессе молекулярно-лучевой эпитаксии при синтезе тонких пленок Ge на Si (100) при температуре от 250 0С до 400 0С, и скорости осаждения Ge VGe= 0,038 A/c, имеет линейная зависимость критической толщины (йкр ) перехода 2D - 3D от температуры (Т) : йкр = -0,021T + 10,37
Достоверность первого научного положения доказывается теоретическим расчетом критических толщин слоев в работе А. Гримма [36]. Определенные критические толщины слоя для перехода двумерного роста в трехмерный при разных температурах согласуются с расчетами с использованием простого термодинамического подхода.
Достоверность второго научного положения доказывают использованием разработанной методикой осцилляций интенсивности зеркального пучка ДБЭ и качественным совпадением значений, взятых с подложки Si(111), для которой есть теоретический расчет.
Научная новизна защищаемых положений заключается в том, что определены зависимости критических толщин перехода 2D - 3D (медленный спад), что позволяет использовать эти результаты для теоретических расчетов.
Практическая значимость результатов работы: что определены режимы роста Ge на Si (111) и Si (100) при разных температурах и скоростях роста полученные результаты позволяют рассчитывать параметры по синтезу эпитаксиальных пленок для создания на их основе конкретных приборов электроники и оптоэлектроники.
Магистерская диссертация состоит из трех глав. Первая глава посвящена тенденции развития технологии получения наноструктур Ge на Si. Обзор параметров технологических режимов синтеза наноструктур Ge/Si с квантовыми точками Ge и твердых растворов SiGe, а именно: влияние температуры синтеза на размеры и плотность островков Ge, влияние скорости напыления Ge на размеры и плотность островков Ge, физические особенности гетероэпитаксиального роста SiGe, влияние температуры на эпитаксиальный рост SiGe, влияние процентного содержания SiGe на толщину двухмерного роста. Во второй главе дан обзор работ по созданию приборов на основе Si/Ge. Третья глава посвящена экспериментальной работе.
Проведены эксперименты по предэпитаксиальной подготовке кремниевых подложек, отработана технология отжига с непрерывным контролем при помощи масс- спектрометрии и дифракции быстрых электронов, проведен контроль состояния поверхности методом дифракции быстрых электронов, проведена калибровка температуры нагревателя и определены скорости роста кремния и германия с помощью кварцевых измерителей толщины и определена скорость напыления германия методом осцилляций интенсивности рефлексов на картине ДБЭ, определены механизмы роста Ge на Si (111) и Si(100) при разных температурах . Сформулировано два научных положения.
Формирование эпитаксиальных слоев для полупроводниковых структур является одним из основных технологических процессов современной микроэлектроники. Развитие микроэлектроники на пути к наноэлектронике выдвигает более жесткие требования к размерам элементов и толщине рабочих слоев полупроводниковых приборов .
Таким образом, в ходе выполнения данной работы были получены следующие результаты:
• Проведен обзор научно-технической литературы по методам получения твердых растворов Ge/Si
• Изучены основы технологии получения наногетероструктур методом МЛЭ
• Проведен анализ научно-технической литературы по определению влияния основных параметров режима синтеза наногетероструктур Ge/Si на свойства наногетероструктур Ge/Si
• Проведена оценка скоростей напыления Ge и Si при различных токах эли ДБЭ
• Проведена калибровка температуры нагревательного элемента
• Методом ДБЭ были измерены смещения параметров решетки
• Исследованы начальные стадии эпитаксиального роста Ge на Si (1 1 1) и влияние температуры роста на эволюцию деформации in situ методом ДБЭ для температур от 250 °C до 400 C. C. Определена критическая толщина слоя для перехода двумерного роста в трехмерный, что согласуется с расчетами с использованием простого термодинамического подхода.
• Показана возможность получения количественной информации об атомной структуре растущего эпитаксиального слоя с использованием ДБЭ. Различия в постоянных решетки пленки Ge были впервые установлены в период роста МЛЭ на поверхности Si(100).
По теме магистерской диссертации имеется 5 публикаций:
1. Заяханов В.А., Дирко В.В. Контроль эпитаксиального роста тонких пленок кремния и германия методами дифракции электронов и кварцевым измерителем толщины // Труды Пятнадцатой Всероссийской конференции студенческих научноисследовательских инкубаторов. - Томск, 17-19 мая 2018 г. / под ред. В.В. Демина. - Томск: Изд-во НТЛ, 2018. - 388 с.
2. Заяханов В.А , Карева К.В., Дирко В.В. Исследование эпитаксиальных гетерослоев GeSi/Si методом рентгеновской дифрактометрии// Физика твердого тела: сб. материалов XVI Российской научной студенческой конференции (г. Томск, 17-20 апреля 2018 г.) / под ред. И.Ю. Литовченко. - Томск: Изд-во НТЛ, 2018. - 242 с.
3. Заяханов В.А , Дирко В.В. Исследование эпитаксиального роста тонких пленок кремния и германия методами дифракции электронов и с помощью кварцевого измерителя толщины // Физика твердого тела: сб. материалов XVI Российской научной студенческой конференции (г. Томск, 17-20 апреля 2018 г.) / под ред. И.Ю. Литовченко. - Томск: Изд-во НТЛ, 2018. - 242 с.
4. Заяханов В.А., Дирко В.В., Карева К.В. Методы контроля скорости напыления кремния и германия при МЛЭ // Материалы 56-й международной научной студенческой конференции МНСК-2018: Квантовая физика. - 2018. - Новосибирск: НГУ.- С. 40
5. В.А. Заяханов, В.В. Дирко, Р.К. Болат, О.И. Кукенов Контроль эпитаксиального роста (in situ) тонких пленок кремния и германия методом дифракции быстрых электронов // Труды Пятнадцатой Всероссийской конференции студенческих научноисследовательских инкубаторов. - Томск, 13-15 мая 2019 г. / под ред. В.В. Демина. - Томск: Изд-во НТЛ, 2019.
6. В.А. Заяханов, В.В. Дирко, Р.К. Болат, А.Ю. Третьяковю. Контроль эпитаксиального роста тонких пленок кремния и германия методом дифракции быстрых электронов // Двадцать пятая Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых учёных. - Севастополь, 2019 г. - Екатеринбург - Ростов-на-Дону-Крым: издательство АСФ России, 2019, С. 134.
7. В.А. Заяханов, В.В. Дирко, Р.К. Болат, А.Ю. Третьяков Контроль температуры нагревательного элемента в молекулярно-лучевой эпитаксии пирометрическим методом // Двадцать пятая Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых учёных. - Севастополь, 2019 г. - Екатеринбург - Ростов-на-Дону-Крым: издательство АСФ России, 2019, С. 138.
Таким образом, в ходе выполнения данной работы были получены следующие результаты:
• Проведен обзор научно-технической литературы по методам получения твердых растворов Ge/Si
• Изучены основы технологии получения наногетероструктур методом МЛЭ
• Проведен анализ научно-технической литературы по определению влияния основных параметров режима синтеза наногетероструктур Ge/Si на свойства наногетероструктур Ge/Si
• Проведена оценка скоростей напыления Ge и Si при различных токах эли ДБЭ
• Проведена калибровка температуры нагревательного элемента
• Методом ДБЭ были измерены смещения параметров решетки
• Исследованы начальные стадии эпитаксиального роста Ge на Si (1 1 1) и влияние температуры роста на эволюцию деформации in situ методом ДБЭ для температур от 250 °C до 400 C. C. Определена критическая толщина слоя для перехода двумерного роста в трехмерный, что согласуется с расчетами с использованием простого термодинамического подхода.
• Показана возможность получения количественной информации об атомной структуре растущего эпитаксиального слоя с использованием ДБЭ. Различия в постоянных решетки пленки Ge были впервые установлены в период роста МЛЭ на поверхности Si(100).
По теме магистерской диссертации имеется 5 публикаций:
1. Заяханов В.А., Дирко В.В. Контроль эпитаксиального роста тонких пленок кремния и германия методами дифракции электронов и кварцевым измерителем толщины // Труды Пятнадцатой Всероссийской конференции студенческих научноисследовательских инкубаторов. - Томск, 17-19 мая 2018 г. / под ред. В.В. Демина. - Томск: Изд-во НТЛ, 2018. - 388 с.
2. Заяханов В.А , Карева К.В., Дирко В.В. Исследование эпитаксиальных гетерослоев GeSi/Si методом рентгеновской дифрактометрии// Физика твердого тела: сб. материалов XVI Российской научной студенческой конференции (г. Томск, 17-20 апреля 2018 г.) / под ред. И.Ю. Литовченко. - Томск: Изд-во НТЛ, 2018. - 242 с.
3. Заяханов В.А , Дирко В.В. Исследование эпитаксиального роста тонких пленок кремния и германия методами дифракции электронов и с помощью кварцевого измерителя толщины // Физика твердого тела: сб. материалов XVI Российской научной студенческой конференции (г. Томск, 17-20 апреля 2018 г.) / под ред. И.Ю. Литовченко. - Томск: Изд-во НТЛ, 2018. - 242 с.
4. Заяханов В.А., Дирко В.В., Карева К.В. Методы контроля скорости напыления кремния и германия при МЛЭ // Материалы 56-й международной научной студенческой конференции МНСК-2018: Квантовая физика. - 2018. - Новосибирск: НГУ.- С. 40
5. В.А. Заяханов, В.В. Дирко, Р.К. Болат, О.И. Кукенов Контроль эпитаксиального роста (in situ) тонких пленок кремния и германия методом дифракции быстрых электронов // Труды Пятнадцатой Всероссийской конференции студенческих научноисследовательских инкубаторов. - Томск, 13-15 мая 2019 г. / под ред. В.В. Демина. - Томск: Изд-во НТЛ, 2019.
6. В.А. Заяханов, В.В. Дирко, Р.К. Болат, А.Ю. Третьяковю. Контроль эпитаксиального роста тонких пленок кремния и германия методом дифракции быстрых электронов // Двадцать пятая Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых учёных. - Севастополь, 2019 г. - Екатеринбург - Ростов-на-Дону-Крым: издательство АСФ России, 2019, С. 134.
7. В.А. Заяханов, В.В. Дирко, Р.К. Болат, А.Ю. Третьяков Контроль температуры нагревательного элемента в молекулярно-лучевой эпитаксии пирометрическим методом // Двадцать пятая Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых учёных. - Севастополь, 2019 г. - Екатеринбург - Ростов-на-Дону-Крым: издательство АСФ России, 2019, С. 138.
