м з частотою 450 кГц. Піроліз відбувається у відкритому реакторі при атмосферному або при зниженому тиску (? 70 мм рт. Ст.). Знижуючи тиск газової суміші при вирощуванні з'єднань можна управляти градієнтом зміни складу основних компонент і домішок в гетероструктуре. При знижених тисках вирощування ведеться при великих, ніж при атмосферному тиску швидкостях газового потоку, що дозволяє отримувати більш однорідні шари.
Поблизу від поверхні зростання розташовується перехідна область, де параметри газової суміші плавно змінюються від значень, характерних для області конвекції, до значень відповідних приповерхневих шару. У горизонтальних реакторах товщина перехідної області (прикордонний шар) дорівнює приблизно 4 мм. Температура газової суміші та її склад в прикордонному шарі залежать від відстані до поверхні зростання. В області конвекції температура газу менше температури росту і склад газової фази не змінюється. У багатьох випадках електричні та кристалографічні властивості вирощуваних верств залежать від характеристик прикордонного шару.
В якості прикладу розглянемо реакції, які у процесі MOCVD, при вирощуванні напівпровідникових сполук GaAs і Al x Ga1- x As. Завдяки відносній простоті приготування і легкості піролізу в атмосфері молекулярного водню для цього найчастіше використовуються метилові і етилові металлоорганікі, які постачають атоми металів з побічними продуктами реакції у вигляді метану або етану. Хімічна реакція, що приводить до зростання GaAs з тріметілгаллія і гідриду миш'яку, має вигляд:
(CH3) 3Ga + AsH3GaAs + 3CH4
Подібна реакція використовується для вирощування інших подвійних, потрійних і четверні з'єднань. Зокрема AlxGa1-xAs зростає в результаті наступної реакції:
(1 x ) [(CH3) 3Ga] + x [) [(CH3) 3Al] + AsH3Al x Ga1- x As + 3CH4
У цьому випадку атомна концентрація x алюмінію в AlxGa1-xAs визначається відносними початковими парціальними тисками тріметілгаллія і триметилалюмінію в газовій фазі.
Методом MOCVD можуть бути послідовно вирощені багатошарові, багатокомпонентні епітаксіальні структури в єдиному ростовим циклі, оскільки до реактора можна підключити декілька джерел різних матеріалів і змінювати склад газової суміші в реакторі. Швидкість, з якою можна забезпечити потрібне зміна, залежить від геометрії реактора і величини повного потоку газу через реактор. При високих швидкостях потоку зміна складу можна здійснювати досить швидко і, отже, можна отримувати гетеропереходи з різкою гетерограніц. Методом MOCVD можна вирощувати структури досить високої якості з товщиною окремих шарів, складових всього 5-6 міжатомних відстаней [6].
нанолітографії
нанолітографії є ??природним розвитком методів, використовуваних протягом багатьох років в мікроелектроніці для виробництва різних приладів і пристроїв, у тому числі і великих інтегральних схем. Традиційно малюнок майбутніх приладів і схем створюється за допомогою фотолітографії наступним чином. На першому етапі будь-яким чином виготовляють збільшене зображення (маску) приладу. Потім це зображення зі зменшенням переноситься на напівпровідникову пластинку, яка покрита фоточутливим шаром (резистом), тобто фотографується зі зменшенням. Схема цього процесу представлена ??на малюнку 13. Фоторезист це складна полімерна світлочутлива композиція.
Малюнок 13 - Схематичне зображення проекційної системи для процесу фотолітографії
Фоторезист, у якого розчинність освітленої ділянки зменшується, називається негативним, а фоторезист, розчинність якого після опромінення зростає, - позитивним. Після обробки освітленого фоторезиста в спеціальному складі, видаляють розчинні ділянки, утворюється рельєфне зображення, яке має бути стійким до впливу технологічних факторів, зокрема кислот, з помощьюкоторих стравливается напівпровідникова структура. Процес отримання малюнка називають літографією, а установки, за допомогою яких це роблять, - літографії. Подальше виготовлення приладу або схеми вельми складний процес, що включає велике число циклів травлення та осадження нових шарів різних матеріалів. Майже перед кожною операцією потрібно нанесення фоторезиста і фотографування маски з якимось новим малюнком.
Розглянемо більш детально процес фотолітографії. Очевидно, що найменші розміри окремих деталей, які потрібні для виготовлення наноструктур, обмежені граничною роздільною здатністю оптичних пристроїв, яка в свою чергу визначається дифракційним критерієм Релея. Згідно з цим критерієм дозвіл проекційної системи визначається виразом:
, (3)
де k - коефіцієнт пропорційності, рівний 0.61 у найпростішому випадку, л - довжина хвилі світла, N a - числова апертура об'єкти...
