кладкі. Атомі в пучках рухаються по інерції в надвісокому вакуумі, що не Відчуваючи зіткнень одна з одним або Якими-небудь іншімі атомами. Такий балістічній характер транспорту компонентів напівпровіднікового з єднання Забезпечує создания однорідніх метастабільніх твердих розчінів даже у таких системах, Які в условиях, около до термодінамічної рівновагі (самє така ситуация має місце при традіційніх способах вирощування крісталів), мают область незмішуваності. МПЕ Забезпечує епітаксіальне зростання тонких плівок напівпровідніковіх Сполука за рахунок реакцій между компонентами атомних або молекулярних пучків з поверхнею підкладкі. ШВИДКІСТЬ осадженим Речовини на підкладку по порядку величини зазвічай стає один моноатомной куля в секунду. Отримання якісніх структур можливо при вікорістанні вісокочістіх джерел напілюваніх компонентів и за умови точного контролю температур підкладкі и джерел, что может буті реалізовано лишь при комп ютерного управлінні параметрами процесса зростання.
Прінціпові елементи установки для вирощування напівпровідніковіх структур методом МПЕ, что розміщуються у вакуумній камері, показані на рис. 3.6. Римське цифрами позначені області (зони), что визначаються основні Особливостігри МПЕ: I - зона генерації молекулярних пучків ефузійнімі коміркамі Кнудсена з механічнімі задвижки; II - зона змішування (перетин) пучків елементів, випаровуваності з різніх ефузійніх комірок; III - зона крісталізації на підкладці (зона росту).
Рис. 3.6 Схема одержании наноматеріалів методом молекулярно-променевої епітаксії
Зону росту можна умовно розділіті на три части, перша з якіх представляет собою крісталічну підкладку або черговий вірощеній моноатомной кулю, другий - газову суміш компонентів ГС в пріповерхневій області, а Третє є перехіднім кулею, геометрія которого и протікаючі в ньом процеси сильно залежався від Вибори умів нарощування. Отже, если необходимо виростити ГС методом МПЕ, нужно мати можлівість належности чином регулюваті структуру и склад перехідного кулі. Для вирощування ідеальних крісталічніх структур слід так підбіраті режим нарощування, щоб перехідній куля БУВ максимально тонким, тобто моноатомной. Ця Умова может буті виконан, если потік атомів, падаючіх на підкладку, около до потоку атомів, что віпаровуються з підкладкі. У цьом режімі зростання Структури здійснюється путем Утворення и Подальшого зростання двовімірніх зародків на атомарному -плоскій поверхні.
Епітаксіальне нарощування методом МПЕ Включає в собі Елементарні процеси (рис. 3.7):
) адсорбція (прилипання) падаючіх на підкладку атомів або молекул, складових вірощується з'єднання;
) міграція (Поверхнево дифузія) адсорбованіх атомів по поверхні підкладкі (может передуваті дісоціації молекул ВИРОЩУВАННЯ з'єднання);
) вбудовування атомів, складових ГС, в крісталічну Гратка підкладкі або Зростаючий моноатомной куля;
) термічна десорбція атомів, що не вбудовані в крісталічну Гратка;
) Утворення и подалі зростання двовімірніх зародків кристала на підкладці або на поверхні ЗРОСТАЮЧИЙ кулі;
) взаємна дифузія атомів, вбудована в крісталічну решітку.
Рис. 3.7 Елементарні процеси в зоне зростанню: 1 - адсорбція атомів Із зони змішування на поверхню, 2 - міграція (Поверхнево дифузія) адсорбованіх атомів по поверхні, 3 - вбудовування адсорбованіх атомів в крісталічну Гратка, 4 - термічна десорбція, 5 - Утворення Поверхнево зародків, 6- взаємна дифузія. Над ЗРОСТАЮЧИЙ поверхні показані атоми газової суміші компонентів у пріповерхневій області. Літерами nn та ii показані нормальна и інвертована поверхні розділу зростаючої ГС. Область между цімі поверхні представляет собою квантових яму шириною L
Іонно-ковалентний характер и значний величина ЕНЕРГІЇ хімічніх зв язків у напівпровідніковіх з єднаннях А3В5 и А2В6 прізводять до того, что в результате адсорбції и міграції по поверхні атоми катіонів А і аніонів У заміщають Цілком певні положення в крісталічній гратці, тобто за годину зростання одного моноатомного кулі (зазвічай за цею годину (~ 1 с) атом Здійснює декілька тисяч діфузійніх стрібків, поки ВІН НЕ позику свое залишкових місце в гратці) відбувається своєрідна самоорганізація зростаючої структур.
Найбільш Поширеними крісталічною решіткою для з'єднань А3В5 и А2В6 є так кличуть входити структура цінкової обманки ZnS, показана на рис. 3.8. Если Поверхня підкладкі паралельна одній з граней Елементарна куба з індексамі Міллера (001), то епітаксіальне нарощування здійснюється послідовнім НАРОЩУВАННЯ аніонніх и катіонніх шарів, як це показано на рис. 3.7., Де схематично представлена ???? ГС А1хGа1-xАs-GaAs, в Якій куля арсеніду галію Укладення между дво...
