Редкие металлы, полупроводники | |
Название | Исследование влияния условий выращивания из раствора на основе теллура на морфологию поверхности эпитаксиальных слоев кадмий – ртуть – теллур |
DOI | 10.17580/tsm.2016.12.09 |
Автор | Андрусов Ю. Б., Белов А. Г., Коновалов А. А., Смирнова Н. А. |
Информация об авторе | АО «Гиредмет», Москва, Россия: Ю. Б. Андрусов, старший научный сотрудник, эл. почта: andrusovyuri@gmail.com |
Реферат | Приведены результаты исследований влияния условий выращивания методом жидкофазной эпитаксии на морфологию поверхности эпитаксиальных слоев (ЭС) CdxHg1–xTe. (0,20 < х < 0,23). Эпитаксиальные слои толщиной (10±5) мкм выращивали из растворов на основе теллура на подложках Cd0,96Zn0,04Te, расположенных над слоем жидкой фазы. Процесс проводили в изотермических условиях из переохлажденной жидкой фазы и в условиях предварительного растворения поверхностного слоя подложки в перегретой жидкой фазе с последующим ростом ЭС в условиях принудительного охлаждения системы. Выращивание из переохлажденного раствора приводит к образованию на поверхности ЭС хаотичного террасного микрорельефа с высотой террас до 800 нм. При использовании предварительного растворения поверхностного слоя подложки и скорости последующего охлаждения < 0,5 град/мин расположение террас приобретает регулярный характер, а их высота понижается до нескольких десятков нанометров. Растворение поверхностного слоя подложки в перегретом на 4 оC растворе даже при высоких значениях приводит к возникновению в жидкой фазе конвективных потоков и нарушению планарности поверхности подложки, которая наследуется растущим ЭС. При перегреве раствора <2 oC и > 0,2 град/мин нарушений планарности поверхности подложки и ЭС не происходит. В то же время при > 0,5 град/мин на поверхности ЭС наблюдаются ростовые дефекты, количество которых тем больше, чем выше значение, а размеры могут достигать 1 мм в диаметре при высоте до 10 мкм. Причиной возникновения этих дефектов является спонтанная кристаллизация CdxHg1–xTe на дне ростовой ячейки, которая приводит к возникновению гидродинамической неустойчивости в жидкой фазе и локальному изменению скорости роста ЭС. Для выбранной геометрии ростовой ячейки выращивание ЭС CdxHg1–xTe с гладким микрорельефом без нарушений планарности поверхности возможно при предварительном растворении поверхностного слоя подложки в перегретом на <2 oC растворе на основе теллура и скорости охлаждения системы подложка/раствор в интервале 0,2 < α < 0,5 град/мин. Работа проведена при поддержке Минобрнауки в рамках соглашения о предоставлении субсидии от 21 октября 2014 г. № 14.576.21.0055 (уникальный идентификатор RFMEFI57614X0055). |
Ключевые слова | Жидкофазная эпитаксия, кадмий – ртуть – теллур, эпитаксиальный слой, морфология, раствор, дефект, поверхность, планарность |
Библиографический список | 1. Higgins W. M., Nelson D. A., Roy R. G., Murosako R. P., Lancaster R. A., Tower J., Norton P. History of the “Detector Materials Engineering” Crystal Growth Process for Bulk Hg1–xCdxTe // Journal of Electronic Materials. 2013. Vol. 42, No. 11. P. 3320–3330. |
Language of full-text | русский |
Полный текст статьи | Получить |