Анализ фотоприемных монокристаллических и поликристаллических слоев на основе халькогенидов свинца методами атомно-силовой микроскопии тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

На правах рукописи

Спивак Юлия Михайловна

АНАЛИЗ ФОТОПРИЕМНЫХ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ И ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СЛОЕВ НА ОСНОВЕ ХАЛЬКОГЕНИ-ДОВ СВИНЦА МЕТОДАМИ АТОМНО-СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ

Специальность 01 04 10-Физикаполупроводников

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Санкт-Петербург - 2008

003444915

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» им В И Ульянова (Ленина)

Научный руководитель -

доктор физико-математических наук, профессор Мошников В А

Официальные оппоненты.

доктор физико-математических наук, профессор Немов С А кандидат физико-математических наук, с н с. Соловьев И.В.

Ведущая организация - Физико- технический институт им. А Ф Иоффе РАН

Защита состоится « •/<$ » ¿У////Л:2008г в^/^час на заседании совета Д 212 238 04 при Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) по адресу 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 5

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета Автореферат разослан " /0п 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Мошников В.А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы

В настоящее время прогресс в материаловедении, в том числе в полупроводниковой ИК- оптоэлектронике связан с появлением и развитием новых технологий и методов исследования материалов

Халькогениды свинца являются основными материалами для создания оптоэлектронных приборов, работающих в диапазоне длин волн 2-5 мкм. Одной из важнейших современных задач ИК- оптоэлектроники является интеграция фотоприемных функциональных элементов в монолитную конструкцию с электроникой, созданной по традиционной планарной кремниевой технологии Значительное рассогласование параметров кристаллических решеток при гетероэпитаксии халькогенидов свинца на кремний стимулирует поиск путей повышения качества материала посредством создания буферных мультислоев и изучение особенностей релаксации механических напряжений в слоях халькогенидов свинца, полученных молекулярно- лучевой эпитакси-ей (МЛЭ) [I]. На базе таких структур создаются матрицы фотоприемников (ФП) на основе барьеров Шоттки Природа возникновения неоднородности параметров фоючувствительных элементов в матрицах ФП до настоящего времени изучена недостаточно, различие параметров в таких ФП, как правило, объясняется влиянием шунтирующих дислокаций [2]

Другим направлением приборных реализаций на основе халькогенидов свинца на инородных подложках является создание функциональных наност-руктурированных поликристаллических слоев. Наиболее перспективной для эффективного ФП считается сетчатая структура, состоящая из контактирующих зерен, покрытых оксидными фазами и содержащих р-п переход внутри зерна. Оптимизация размеров зерен и контактных областей между ними обеспечивает повышение фоточувствительности не только за счет возникновения избыточных носителей заряда непосредственно в канале проводимости, но и вследствие инжекции носителей заряда в р-п переходе. При этом эффективность фотоприемников и излучателей зависит от технологических условий формирования и термообработки (от процессов спекания зерен, перераспределения примесей, образования оксидных фаз на поверхности и встроенных электрических полей внутри) [3]. Это обуславливает многообразие путей получения фотоприемных и излучающих поликристаллических структур, значительно различающихся по структуре и свойствам.

Актуальной проблемой является развитие методик анализа структуры и свойств халькогенидов свинца на наноуровне и исследование природы физических процессов, влияющих на изменение свойств наноструктурированных объектов в целом Традиционные методы контактной спектроскопии тока растекания в процессе измерения приводят к необратимым изменениям свойств и невоспроизводимости вольт-амперных характеристик (ВАХ). В тоже время, методы сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ) остаются

перспективными для решения многих проблем. Для реализации этих потенциальных возможностей необходимо проведение специальных методических разработок

На основе вышеизложенного, тема работы, посвященная исследованию фоточувствительных структур на основе соединений А4Вб с помощью методов атомно-силовой микроскопии, является актуальной и представляет интерес как с научной, так и с практической точек зрения.

Целью работы являлись развитие модельных представлений о процессах, протекающих при формировании фоточувствительных монокристаллических и поликристаллических слоев халькогенидов свинца на инородных подложках, и разработка новых методик атомно-силовой микроскопии для анализа таких слоев.

Для достижения поставленной цели в работе необходимо было решить следующие задачи.

1. Исследовать механизмы роста эпитаксиальных слоев РЬТе (111), полученных методом молекулярно-лучевой эпитаксии на кремниевых подложках с буферными слоями CaF2 и на подложках BaF2 с помощью атомно-силовой микроскопии.

2. Развить модельные представления об особенностях релаксационных явлениях в напряженных гетероструктурах PbTe/CaF2/Si.

3. Разработать комплекс экспериментальных методик СЗМ для диагностики локальных электрофизических свойств структур на основе халькогенидов свинца.

4. Отработать режимы создания микросистемы островковых индиевых нано-контактов и провести локальные исследования изменений электрофизических свойств в процессе физико-химических превращений на интерфейсе «металл - полупроводник»

5 Исследовать перколяционные сетчатые структуры поликристаллических фотоприемников на основе селенида свинца путем картографирования тока растекания при послойном стравливании оксидных слоев 6. Разработать методику оценки кинетики образования оксидных фаз на поверхности зерен.

7 Разработать методику и проанализировать особенности электрофизических свойств фотоприемных структур с внутризеренным р-n переходом

Научной новизной обладают следующие результаты. 1 Впервые описаны несквозные дефекты трубчатого вида в эпитаксиальных слоях РЬТе(11 l)/BaF2 и предложена модель, объясняющая образование таких дефектов взаимодействием спиралей роста в случае высокой плотности винтовых дислокаций.

1 2. Установлено, что при переструктурировании буферных слоев CaF2 за счет релаксации механических напряжений в процессе циклического изменения

температуры гетерокомпозиции РЬТе(11 l)/CaF2/Si в диапазоне 10-300К возникает дополнительная система ступеней на поверхности РЬТе, содержащих не только 60°-террасы, но и 30°-террасы

3. Выявлены нанообласти с аномальным ассиметричньш характером проводимости на интерфейсе In/РЬТе при использовании нового комбинированного метода, включающего создание системы наноконтактов и сканирующую микроскопию сопротивления растекания при вариации серий значений приложенного напряжения в двух полярных направлениях, а также построение локальных вольт-амперных характеристик и цифровую обработку изображений.

4. Показано, что в процессе формирования контакта In/РЬТе происходит перераспределение элементов в нанообластях, что способствует образованию р-n переходов в приповерхностной области полупроводника

5. Обнаружено, что рекристаллизация поликристаллических слоев на основе Pbi.xCdxSe<I> в процессе активационного отжига приводит к выделению на-нофаз в объеме зерна с тенденцией их вытеснения под слой оксида, что проявляется в сдвиге спектральных характеристик слоев в коротковолновую область

Практическая значимость работы состоит в следующем

1. Создано программное обеспечение для оценки процессов, возникающих при протекании тока высокой плотности через систему «зонд АСМ - образец» на основе моделирования процессов разогрева и пластической модификации приконтактной области. Модель может быть применена для анализа систем «острый зонд - полупроводник с низкими константами упругости» и выбора условий проведения экспериментов с использованием электрофизических методик СЗМ.

2. Предложен метод анализа электрофизических свойств областей интерфейса «металл-полупроводник» с локальностью, определяемой размерами островковой структуры металлического контакта Метод использован при изучении эволюции свойств, обусловленной физико-химическими процессами, протекающими на интерфейсе.

3. Экспериментально определены режимы формирования островковых микроконтактов In/РЬТе электронно-лучевым испарением на холодные подложки через маску, получены системы микроконтактов с площадью индивидуального контакта 9мкм2, каждый из которых состоит из изолированных островков площадью 0,03-2 мкм2 и высотой 30-40 нм

4. Разработана методика анализа сетчатых структур, позволяющая определять «мертвые» и скелетные ветви перколяционного кластера Методика может быть применена для широкого класса сетчатых структур.

5. Впервые методами АСМ детально проанализированы процессы фазо-образования при фотосенсибилизации как в йод -содержащей атмосфере, так и в отсутствии йода.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Анализ механизмов роста, образования и эволюции дефектов структуры в зависимости от рассогласования параметров кристаллической решетки подложки, растущего слоя, комбинации буферных слоев и релаксации механических напряжений при термоциклировании обеспечивается разработанными методиками на основе метода атомно-силовой микроскопии

2. Снижение скорости эпитаксии РЬТе (111) на подложках фторида бария приводит к тому, что рост слоев происходит по спирально-послойному механизму, при этом наблюдается выравнивание ступеней роста по ширине, а в местах взаимодействия спиралей возникают дефекты трубчатого вида. При увеличении плотности спиралей роста происходит смена пары источников спиралей роста, что сопровождается потерей сквозного характера трубчатых дефектов.

3. Релаксация механических напряжений в процессе термоциклирования в интервале температур 300-10 К в гетероструктурной композиции РЬТе/СаРг^ приводит к возникновению террас на поверхности слоев, проходящих под углом 30° к основной системе террас, образованных в результате скольжения дислокаций с выходом на поверхность

4 Визуализация и анализ развития наношунтов и наноучастков с аномальными электрофизическими характеристиками на интерфейсе «металл-полупроводник» обеспечивается предложенным комбинированным методом, включающий методику формирования металлического микроконтакта с ост-ровковой структурой, сканирующую микроскопию сопротивления растекания при вариации значений приложенного напряжения в двух полярных направлениях, построение локальных вольт-амперных характеристик и цифровую обработку изображений

5 Анализ изменения типа электропроводности и концентрации носителей заряда внутри и на границе зерен поликристаллических слоев на основе РЬБе при исследовании локальных вольт-амперных зависимостей в сочетании с последовательным стравливанием оксидных фаз с поверхности зерен в фото-проводящих сетчатых структурах позволяет детектировать образование р-п перехода внутри зерна

Внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены курс лабораторных работ и часть лекционного материала по дисциплинам «Зондовые и пучковые нанотехнологии», «Материаловедение микро- и наносиСтем», «Наноматериалы».

Результаты работы использованы при выполнении государственного контракта № 4750р7011 от 15 01.2007г по теме «Увеличение эффективности ИК-фотодиодов для тепловизионных систем за счет снижения влияния протяженных дефектов кристаллической структуры в низкоразмерных полупроводниковых структурах А1УВУ' при использовании эффективных буферных

слоев» в рамках программы «У.M Н.И К.» Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере; Государственных контрактов № У-0032, ИНТ/НИЧ-69 (МЭ), № У-0032, ИНТ/НИЧ-88 (МЭ)

Работа по сканирующей зондовой микроскопии выполнялись на зон-довой нанолаборатории Ntegra Terma (NT-MDT), введенной в учебный и научный процесс по плану инновационного образовательного проекта, программа «Физика и технология микро- и наносистем», и атомно-силовом комплексе (SIS) в ходе стажировки в Швейцарском федеральном технологическом институте г.Цюрнха (стипендия Президента РФ на стажировку в зарубежных научных центрах в 2005-2006гг.)

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, семинарах и школах

■ На международных конференциях IV, V Международных конференциях «Аморфные и микрокристаллические полупроводники», СПб: ФТИ РАН, 2004, 200бг; III Международная научная конференция "Кинетика и механизм кристаллизации", Иваново, 2004г.; XI Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов», M, МГУ, 2004г ;

■ На всероссийских конференциях XXII, XXI Российских конференциях по электронной микроскопии, М.: Черноголовка, 2008, 2006гг., «Вакуумная техника и технология-2007», СПб: ФТИ РАН, 2007; XX Совещание по температуроустойчивым функциональным покрытиям, СПб1 ИХС РАН, 2007, 11-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция сту-дентов и аспирантов»,M ,2004г, «ВНКСФ-10. Десятая Всероссийская Научная конференция Студентов-Физиков и Молодых Ученых»,M, 2004г

■ на 4-ой, 5-ой, 6-ой, 8-Ой Всероссийских молодежных конференциях по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и на-ноэлектронике, СПб.- СПбГПУ, 2003, 2004,2005,2007 гг и других

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 статей, из них - 4 статьи, которые входят в перечень изданий, рекомендованных ВАК Минобр-науки России.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав с выводами, заключения, трех приложений и списка литературы, включающего 144 наименования Основная часть работы изложена на 98 страницах машинописного текста. Работа содержит 94 рисунка и 9 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность работы, определены цель и задачи диссертации Сформулирована научная новизна, практическая значимость полученных в работе результатов и научные положения, выносимые на защиту

В первой главе представлен обзор литературы, посвященной современным проблемам создания фоточувствительных структур для ИК-оптоэлектроники в диапазоне длин волн 2-5 мкм. Показаны важнейшие области применения оптоэлектронных приборов на основе халькогенидов свинца Проанализированы актуальные проблемы материаловедения, связанные с созданием фотоприемников на основе монокристаллических слоев халькогенидов свинца на различных подложках Рассмотрены модельные представления о природе фоточувствительности в поликристаллических на-ноструктурированных слоях на основе халькогенидов свинца в зависимости от структуры и состава слоя

Обобщены современные достижения и выделены проблемы при применении методов СЗМ в исследовании и модификации свойств полупроводниковых приборных структур. Кратко приведены основные сведения о принципах регистрации информации о свойствах поверхности объектов исследования, основанных на различных типах аналитических сигналов. Особое внимание уделяется экспериментальным работам, посвященным специфике применения и моделированию проводящих методик СЗМ

На основании проведенного анализа литературы сформулированы цель и задачи диссертационной работы.

Вторая глава посвящена исследованию механизмов роста и релаксации эпитаксиальных слоев РЬТе (111) на различных подложках с помощью атомно-силовой микроскопии

, В главе приведены основные сведения о технологии получения монокристаллических слоев РЬТе методом молекулярно-лучевой эпитаксией (МЛЭ) и методике исследования топографии эпитаксиальных слоев РЬТе с помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ). Описана методика экспериментов по термоциклированию полученных структур в диапазоне температур 10-300К.

Установлено по данным АСМ (топография слоев РЬТе (11 l)/BaF2, толщина слоев ~ 0,8-1,1 мкм), что в выбранных термодинамических условиях эпитаксиальный рост слоев РЬТе осуществляется послойно вокруг винтовых дислокаций, причем скорость роста ограничивается скоростью встраивания атомов, адсорбированных на поверхности подложки, а влияние барьера Шве-беля настолько значительно, что приводит к выравниванию по ширине соседних ступеней роста Типичный вид поверхности таких слоев РЬТе приведен на рис 1.

Обнаружены несквозные трубчатые дефекты, относительно равномерно распределенные по всей поверхности слоев РЬТе Результаты моделирования скорости движения фронтов роста соседних спиралей показали, что при сближении в процессе роста крайних ступеней соседних спиралей из-за уменьшения площади нижней ступени, а также асимметрии потенциального рельефа поверхности у края ступени, происходит замедление скорости зарас-

тания нижней ступени, что будет приводить к образованию полости. При сближении фронтов роста 3-4 растущих спиралей формируются нанополости с характерной формой отверстия (треугольные, квадратные), как схематично

Рис. 1. Топография РЫе (111)/ВаГ2 с трубчатыми дефектами (диапазон высот по оси Ъ ~ 17,8 нм, размер изображений 5мкм х 5мкм).

6

Рис. 2. Движение фронтов роста ступеней во времени в разрезе (а) и образование нанополостей на границах срастания спиралей роста (б).

показано на рис. 2 и подтверждается экспериментальными данными (рис. 1).

Образование таких несквозных дефектов может быть объяснено в рамках модели [4], предполагающей, что при высокой плотности винтовых дислокаций происходит взаимодействие близкорасположенных источников роста и переключение роста спиралей с одной системы источников на другую.

Проведен теоретический анализ упругодеформированного состояния эпитаксиальных слоев РЬТе (111) на подложках Si с буферным подслоем CaF2 и BaF2, который по- жщ^вшщщ^ , казал, что при снижении ^^^^^^^^^^^^^^ ^

направлениях легкого 'а б

скольжения, но и во вто- Рис 3 Хопография поверхности PbTe(lll) по

ричных системах сколь- данным АСМ (размер 5мкм х 5мкм).

жения.

Впервые экспериментально методами АСМ поверхности РЬТе обнаружена релаксация механических напряжений в процессе термоциклирования (300-10К) с образованием кроме системы 60°-х террас, ступеней, проходящих под углом 30° (рис. 3). Экспериментально установлено, что в гетерокомпози-циях PbTe/CaFj/Si (рассогласование Да/а > 18%) плотность таких линий возрастает.

В третьей главе рассмотрены модельные представления о природе нестабильности вольт-амперных характеристик (ВАХ) при использовании на-нозондов. Особо выделены следующие причины: разогрев приконтактной области и влияние пластической деформации из-за действия объемных пон-деромоторных сил в рамках модели [5], ранее предложенной для системы «зонд Ti-Si02-Si». Возможность пластической деформации обусловлена низкими значениями констант упругости халькогенидов свинца.

При проведении измерений на типичных образцах экспериментально было обнаружено, что ВАХ, измеренные при фиксированном положении зонда на поверхности металла, обладают низкой воспроизводимостью, высоким уровнем шумов, не связанных с приборными шумами и погрешностями. На рис. 4 приведена типичная серия I-U характеристик, полученных одна за другой при временном интервале между измерениями 10-20с. Измерения проводили в вакууме при охлаждении образца до Т-130К при одном и том же положении зонда).

Для оценки величины разогрева приконтактной области было проведено математическое моделирование распределения температуры в системе «зонд - тонкий диэлектрик-полупроводник» в зависимости от радиуса закругления зонда, сопротивления образца, внешнего приложенного напряжения и времени прохождения тока. Задача решалась итерационно методом конечных разностей. Распределение электростатического поля в начальный момент времени моделировалось в векторном виде с учетом влияния тонкого диэлектрического слоя на поверхности полупроводника. В результате моделирования были получены карты распределения электростатического поля в каждой точке приконтактной области, по которым рассчитывалось распределения плотности тока через образец в зависимости от температуры. По картам распределения плотности тока в каждой точке определялось количество теплоты Джоуля-Ленца,

I, нЛЗ ■

-г-

ЫДм л'Мй^

{ПДшйвф'!?

-и, В 3

Рис. 4. ВАХ, полученные в одном измерительном цикле при фиксированном положении зонда АСМ для типичного образца 1п/РЬТе (вакуум, Т-130К).

выделяемой единичным объемом с учетом теплопроводности материала, и рассчитывалось изменение температуры ДТ в каждый момент времени М.

Результаты моделирования показали, что при радиусе закругления зонда Язовд « 20-50нм разогрев приконтактной области за М ~ 1 -5 сек может достигать десятков и сотен градусов, что необходимо учитывать при выборе

экспериментальных условий измерения локальных ВАХ. На рис. 5 приведена карта распределения температуры в области под зондовым контактом при приложении внешней разности потенциалов и=1В для р-РЬТе с концентрацией носителей заряда =2,5-1017см"3.

Анализ возникновения условий для пластической модификации показал, что влияние объемных пондеромоторных сил становится существенным при протекании токов более 100 мкА.

Для предотвращения перегрева материала предложена методика построения локальных вольт-амперных характеристик по комплекту карт сопротивления растекания, полученных в режиме сканирования. При этом эффективное время теплового воздействия на область под наноконтактом снижено до Ю'МО"4 сек, а ВАХ для каждой отдельной точки поверхности рассчитывались из значений тока растекания последовательной серии карт, полученных при разных значениях потенциала на зонде Сопоставление данных топографии и карт растекания позволяло контролировать точность совмещения данных различных карт и восстанавливать ВАХ для каждой точки участка исследованной поверхности. Методика впервые обеспечила возможность воспроизводимого измерения локальных электрофизических свойств контактов 1п/РЬТе и может быть рекомендована для измерения ВАХ других материалов с низкими значениями порога пластического течения

В главе также приведены краткие сведения о конструкции и технических особенностях атомно-силовых микроскопов, используемых в работе Особое внимание уделено выбору условий эксперимента (выбор параметров зондовых датчиков, тестирование и т.п)

Четвертая глава посвящена разработке методов и методик СЗМ и исследованию локальных электрофизических свойств контактов металл-полупроводник на примере контактов 1п/РЬТе.

под контактом за 1сек при и=1В (ИзоВД~20нм)

Для обеспечения новых аналитических возможностей получения информации о процессах, протекающих на начальной стадии формирования контакта по всей его площади и в отдельных нанообластях, в работе было предложено использовать металлический контакт с наноостровковой структурой без образования эквипотенциального слоя. Таким образом, обеспечивалась латеральная локальность измерений, определяемая площадью каждого отдельного изолированного островка наносистемы, при сохранении возможности оценки свойств материала по площади всей системы наноконтактов в целом.

В главе описана технология нанесения систем индиевых микроконтактов, каждый из которых представляет систему островковых наноконтактов. Получена серия образцов 1п/РЬТе с микроконтактами. Контроль условия изолированности наноконтактов друг от друга осуществлялся с помощью сопоставления данных сопротивления растекания и топографии индивидуального микроконтакта 1п/РЬТе при одновременной их регистрации Показано, что формирование микросистемы изолированных наноконтактов обеспечивает диагностику электрофизических свойств с разрешением ~ 30-50 нм. Исследование особенностей электрофизических свойств контактов проводилось по оригинальной методике (глава 3), позволяющей строить ВАХ по данным комплекта карт проводимости

Комплексный анализ экспериментальных данных топографии и сопротивления растекания, полученных методами атомно-силовой микроскопии, впервые позволил визуализировать информацию о локализации и развитии проводящих участков (шунтов) в реальных контактах 1п/РЬТе при вариации и смене полярности напряжения.

Впервые обнаружены особенности протекания тока при вариации напряжения (рис 6), которые отражают значительно более сложные физико-химические процессы, протекающие в приповерхностном слое РЬТе на границе с 1п, чем предлагается в традиционных моделях, основанных на влиянии вновь образующихся дислокаций В то же время эти результаты находятся в согласии с общими закономерностями образования оксидных фаз, протекающих с параллельным выделением избыточного свинца в кластеры [7].

Таким образом, предложенный комбинированный способ, состоящий из методики формирования металлического микроконтакта с наноостровковой структурой, сканирующей микроскопии сопротивления растекания при вариации значений приложенного напряжения в двух полярных направлениях, построения локальных вольт-амперных характеристик и цифровой обработки изображений, включая наложение, обеспечивает визуализацию нано-шунтов и наноучастков с аномальными электрофизическими характеристиками на интерфейсе «металл-полупроводник» Принципиально метод применим для анализа широкого класса систем «металл-полупроводник».

в г

Рис. 6. Исследование проводимости наноконтактов с учетом их топографии при вариации напряжения: а, б - топография системы наноконтактов, размер изображения ~ бмкм X 6 мкм; в, г - зависимость 1(х) вдоль профиля № 1 для приведенных контактов соответственно;

В пятой главе приведены исследования строения и электрофизических свойств фоточувствительных поликристаллических слоев на основе селенида свинца для фотоприемников методами атомно-силовой микроскопии. В главе кратко описаны основные этапы изготовления фотоприемников на основе легированных слоев РЬБе и твердых растворов РЬ^Сс^е.

Важную роль для оптимизации параметров фоточувствительных слоев играют процессы рекристаллизации зерен поликристаллической пленки, протекающие при сенсибилизирующем отжиге. Оптимальной для фотоприемников является сетчатая перколяционная структура, в которой границы трех зерен находятся под углом 120°. В этом случае границы устойчивы, так как механические напряжения взаимно уравновешивают друг друга. Для поликристаллических фоточувствительных слоев оптимальный средний размер зерна

300 200 100 0 •100 -200 -300

должен быть порядка 1/а, где а - коэффициент оптического поглощения, а ~ 2-104 см"1, что соответствует диаметру зерна ~ 0,5 мкм.

Фоточувствительные свойства слоев значительно зависят от состава оксидной фазы (PbOx, PbSe03 или оксиселениты 2PbOPbSe03, 4РЬО-РЬ8еОз).

чувствительных ^ ^слоев^ о*5 1,0 .....

функционирующих в ки- а б

слородосодержащей атмо- Рис. 7. Рельеф поверхности по данным АСМ сфере, могут быть исполь- фоточувствительного слоя на основе Pbi_xCdxSe зованы эффекты адсорб- <1> (а) и латерально-силовая микроскопия зерна ции. Тогда эффективность (б) работы всего слоя зависит

от соотношения значений длины экранирования Дебая, размеров зерен и контактных областей между ними. На всех этапах термических процессов изготовления и сенсибилизации фоточувствительных слоев происходит перераспределение элементов, сопровождающиеся изменением концентрации носителей заряда. Целенаправленное изменение условий обработки позволяет дополнительно усилить эффект фотопроводимости при создании р-n перехода внутри зерен. Методики, разработанные на основе СЗМ, могут быть использованы для контроля всех этих параметров поликристаллических слоев PbSe и твердых растворов Pbi.xCdxSe при осуществлении фотосенсибилизации в йодосо-держащей среде.

По данным латерально-силовой микроскопии фоточувствительных слоев на основе PbCdSe<I> обнаружено, что переструктурирование поверхности кристаллитов протекает существенно быстрее при значениях температуры, превышающей температуру плавления РЬ1г-Рис. 8. Изменение положения Внутренний объем зерна является гете-ВАХ относительно U=0B в рофазным (Рис.7), а образование оксидных фаз зависит от значения парциального давления йода.

зависимости от цикла травления слоя.

Исследования характера проводимости слоя после травления оксидного покрытия показали, что перколяционный кластер содержит «мертвые» ветви, не включенные в процесс токопереноса и основной проводящий канал.

Для изучения распределения электрофизических свойств внутри зерен и на границе, а также для идентификации состава оксидов по значению ширины запрещенной зоны были исследованы локальные вольт-амперные характеристики зерен через тонкий диэлектрик.

Исследования ВАХ проводили в контактном режиме для того, чтобы падение напряжение между зондом и полупроводником происходило в основном на оксидной оболочке зерна. Методика эксперимента заключалась в последовательном повторении циклов: травление слоя - выдержка на воздухе - измерения ВАХ (рис.8). По данным эксперимента видно, что в центре зерна наблюдается смена типа проводимости от поверхности (р-тип) к центру (п-тип), мости (цепочка зерен условно рис.9. Эти результаты находятся в согласии представлена 3 зернами). с данными по определению концентрации

носителей заряда в поликристаллических слоях п-РЬ8е, подвергаемых последовательному окислению, по данным спектров отражения.

Традиционно фоточувствительные структуры на основе поликристаллических слоев РЬБе формируются на стеклянных подложках определенного состава и после специальной обработки. В работе для изучения возможности получения таких структур на кремнии были проведены эксперименты по получению слоев РЬБе на подложках 81 и рог-Бь Было показано по данным оптической и растровой электронной микроскопий, что слои на пористом кремнии обладают лучшей адгезией, в отличие от слоев РЬБе на кремнии, которые характеризовались многочисленными механическими дефектами.

Для улучшения механических и фотоэлектрических свойств ФП рекомендовано создание фоточувствительной структуры на предварительно созданном сетчатом рельефе. Показано эффективное применение в качестве подложек диэлектрических слоев рог-АЬОз.

/IV

ствительного слоя с р-п переходом и 2 каналами проводи-

400

пт

100

Рис. 10. Топография слоя рог-АЬОз для создания эффективных сетчатых структур ФП (глубина пор ~ 20-40 нм).

Высокоупорядоченные слои рог-АЬОз, полученные методом электрохимиче-

ckoiX) анодирования А1, представлены на рис. 10.

В заключении сформулированы основные научные и практические результаты работы, полученные автором.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ:

1. Установлено, что эпитаксиальный рост слоев РЬТе (111) на подложках BaF2 осуществляется послойно вокруг винтовых дислокаций, скорость роста определяется скоростью встраивания атомов, адсорбированных на поверхности подложки, причем влияние барьера Швебеля заметно, что приводит к выравниванию соседних ступеней роста по ширине.

2. Впервые Обнаружены специфические дефекты в эпитаксиальных слоях PbTe/BaF2 - несквозные нанотрубки (диаметром ~ 140-600 нм), глубина которых варьировалась в диапазоне ~ 1-10 монослоев и более.

3. Предложена модель образования несквозных трубчатых дефектов из-за снижения скорости роста нижней ступени при сближении фронтов соседних спиралей роста

4. Обнаружено присутствие 30-градусных ступеней на поверхности эпитак-сиального слоя РЬТе (111) и установлено, что образование 30-градусных ступеней происходит при активизации скольжения дислокаций с выходом на поверхность в системе скольжения <112>{ 110}.

5. Плотность 30-градусных террас на поверхности эпитаксиальных слоев РЬТе (111) возрастает с ростом рассогласования слоев гетерокомпозиции по параметру кристаллической решетки

6. Предложена и разработана методика для исключения необратимых процессов изменения структуры образца за счет локального разогрева при-контактной области; сущность новой методики заключается в том, что при сканировании поверхности образца за один проход зонда регистрируется как информация о топологии поверхности объекта, так и интенсивность сигнала по току при различном приложенном напряжении, затем формируется комплект карт проводимости, после обработки, которых осуществляется построение локальных ВАХ.

7. Предложена и реализована новая методика, позволяющая диагностировать изменения локальных электрофизических свойств контактов на начальных этапах их формирования

8. Отработана технология формирования системы островковых микроконтактов In/РЬТе электронно-лучевым испарением на холодные подложки через маску; получены системы из микроконтактов (общая площадь каждого «9МКМ2); каждый микроконтакт состоит из изолированных островков площадью 0,03-2 мкм2 и высотой 30-40 нм

9. Показано, что анализ локальных путей протекания тока с помощью сопоставления данных топографии и сопротивления растекания, позволяет по-

лучать информацию о характере и локализации проводящих участков в реальных контактах металл- полупроводник, а также проведение анализа развития шунтов при вариации и смене полярности приложенного напряжения

10 Впервые установлено, что уже на начальных этапах формирования контакта In/РЬТе происходит формирование локальных р-п переходов в приповерхностной области полупроводника.

11 Разработанный комплекс диагностики поликристаллических слоев селе-нида свинца на основе регистрации ВАХ впервые позволил проводить контроль параметров и свойств наноструктурированый фоточувствительных структур, включая контроль образования р-n переходов внутри зерна.

12 Методом латерально-силовой микроскопии исследованы особенности переструктурирования кристаллитов слоев PbCdSe в атмосфере йода, связанные с возникновением нанофаз в объеме слоя из-за образования жидкой фазы на границе оксид-зерно в процессе рекристаллизации

^.Экспериментально доказана возможность формирования поликристаллических слоев PbSe с хорошей адгезией к кремнию за счет применения микропористых буферных слоев por-Si. При этом развитая поверхность пористого кремния значительно окисляется, что является дополнительным источником кислорода при формировании фоточувствительных структур в процессе отжига.

Литература:

1. Two-Dimensional Monolithic Lead Chalcogenide Infrared Sensor Arrays on Silicon Read-Out-Chips and Noise Mechanisms / H. Zogg, K. Alchlabi, D Zimin, К Kellermann // IEEE, Transactions on Electron Devices - January 2003.- V. 50, N01-P. 209-213.

2. Zogg, H IV-VI (Lead Chalcogenide) Infrared Sensors and Lasers/ H Zogg, A Ishida // Infrared Detectors and Emitters Materials and Devices (ed. P. Capper, С T. Elliott) - Boston: Kluwer Academic Publishers, 2000 - 478p.

3. Голубченко, H.B. Кинетика и механизмы окисления поликристаллических слоев селенида свинца, легированных висмутом / H В Голубченко, В.А. Мошников, Д Б Чеснокова // Материалы электронной техники - 2005.-№ 1 - С. 23-28.

4. Spiral Growth and Treading Dislocations for Molecular Beam Epitaxy of PbTe on BaF2(lll) Studied by Scanning tunneling microscopy / G. Springholz, A.Y. Ueta, N Frank, G Bauer //Appl. Phys Rev.-1996.- V.69, No 19 - P. 28222824

5 Неволин, B.K. Зондовые нанотехнологии в электронике /В.К. Неволин -M : Техносфера, 2005. -148с.

6 Поверхностно-барьерные структуры с промежуточным слоев на Pbo.77Sno.23Te / Гришина Т.А. и др // ЖТФ.-1987 - Т 57, Вып 12 - С 2355-2360.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Из перечня изданий, рекомендованных ВАК:

1 Гамарц, А Е. Определение концентрации носителей заряда в поликристаллических слоях селенида свинца на основе спектров отражения / А Е Гамарц, Ю.М. Канагеева (Спивак), В А. Мошников // Физика и техника по-лупроводников.-2004.- Т.39, Вып. 6 -С. 667-668.

2 Гамарц, А Е Многослойные структуры PbSe/por-Si/Si и их электрофизические свойства / АЕ. Гамарц, Ю.М. Канагеева (Спивак) // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ» (Известия государственного электротехнического университета). Сер Физика твердого тела и электроника.-2005.- Вып.1.-С 9-16.

3. Канагеева (Спивак), Ю.М. Особенности измерений электрофизических свойств фотодиодов на основе эпитаксиальных слоев РЬТе для среднего ИК -диапазона с помощью атомно-силовой микроскопии / Ю.М. Канагеева (Спивак) и др // Вакуумная техника и технология - 2008 - Т 18, № 1,-С 3-8

4. Канагеева (Спивак), Ю,М Исследование свойств матриц на основе In/PbTe методами атомно-силовой микроскопии с помощью специальной системы наноконтактов / Ю.М. Канагеева (Спивак), В А. Мошников // Вакуумная техника и технология - 2008 - Т 18, № 2 -С. 87-94

и другие:

5 Использование электрохимических методов при изготовлении активных элементов сенсорных структур / С В Кощеев , Ю М. Канагеева (Спивак), А.И. Максимов и др // Технология и дизайн микросхем: материалы науч. молодежной школы, г. Санкт-Петербург, 15-16 нояб 2005г.- СПб • Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2005 - С 81-89.

6 Изучение структурно-морфологических особенностей макропористого кремния при препарировании образцов остросфокусированным ионным пучком / Ю.М. Каганеева (Спивак) и др // Петербургский журнал элек-троники.-2007.- №1.- С.30-34.

7. Канагеева (Спивак), Ю.М. Релаксация механических напряжений в эпитаксиальных структурах на основе РЬТе (111) по данным атомно-силовой микроскопии / Ю.М. Каганеева (Спивак) // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ» (Известия государственного электротехнического университета). Сер. Физика твердого тела и электроника.-2007.- Вып. 1.-C.33-38.

Подписано в печать 03 07 2008 Формат 60x84/16 Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии ЗАО «КопиСервис» Печать ризографическая Заказ № 1/0703 П л 10 Уч -изд л 1 0 Тираж 100 экз

ЗАО «КопиСервис» Адрес 197376, Санкт-Петербург, ул Проф Попова, д 3 тел (812) 327 5098

Введение

Глава 1. Современные фотоприемники на основе соединений группы А4В6 (литературный обзор)

1.1 ИК - фотоприемники на основе халькогенидов свинца

1.1.1. Охлаждаемые ИК - фотодетекторы на основе монокристаллических слое соединений А4В6 на кремнии

1.1.2. Высокоселективные ИК - фотодетекторы с микрорезонатором

1.1.3. Неохлаждаемые фото детекторы на основе поликристаллических слоев халькогенидов свинца

1.2. Особенности оптических, электрофизических и структурных свойств халькогенидов свинца

1.2.1. Основные физико-химические свойства халькогенидов 28 свинца.

1.2.2. Особенности зонной структуры халькогенидов свинца

1.2.3. Основные кристалл о физические свойства халькогенидов свинца

1.2.4. Дислокации в эпитаксиальных пленках РЬХ с кристаллографической ориентацией (111)

1.2.5. Влияние деформации на электрические свойства соединений 34 РЬХ.

1.3. Применение атомно-силовой микроскопии для диагностики материалов и создания структур микро- и оптоэлектроники

1.3.1. Принцип работы и основные режимы АСМ

1.3.2. Латерально-силовая микроскопия

1.3.3. Картографирование сил адгезии и особенности кривых отвода -подвода зонда АСМ

1.3.4. Исследование механических характеристик нанотрубок воздействием зонда АСМ

1.3.5. Исследование топографии квантовых точек PbTe/PbSe

1.4. Сканирующая микроскопия сопротивления растекания (SSRM)

1.4.1. Определение удельного сопротивления по данным SSRM

1.4.2. Факторы, влияющие на измерения в режиме SSRM

1.4.3. Определение параметров полевых транзисторов с помощью 50 SSRM

1.4.4. Исследование влияния структурных характеристик на свойства диодов Шоттки методами С-АСМ

1.5. Особенности проведения измерений АСМ, обусловленные малым размером зонда

1.5.1. Локальная наноразмерная электротермическая декомпозиция

1.5.2. Бесконтактное формирование нанорельефа поверхности 54 подложек

1.5.3. Локальная "глубинная" модификация полупроводников

1.5.4. Локальная электродинамическая модификация поверхности

1.5.5. Фазовый переход в Si под влиянием давления зонда АСМ

Выводы к главе

Глава 2 Исследование механизмов роста и дефектообразования в эпитаксиальных слоях РЬТе (111)

2.1. Напряжения упругодеформированных эпитаксиальных слоев РЬТе

2.2. Молекулярно-лучевая эпитаксия РЬТе (111)

2.3. Методика исследования топографии эпитаксиальных слоев РЬТе с помощью атомно-силовой микроскопии

2.4. Особенности топографии ростовой поверхности PbTe/BaF2 (111)

2.5. Развитие модельных представлений о природе возникновения трубчатых дефектов в PbTe/BaF

2.6. Исследование процессов релаксации напряжений несоответствия в PbTe/BaF2 и PbTe/CaF2/Si

2.6.1. Исследование топографии слоев PbTe/CaF2/Si

2.6.2. Развитие модельных представлений о природе возникновения 30°-террасах на поверхности PbTe/CaF2/Si 84 после релаксации

2.6.3. Активизация скольжения в PbTe/BaF2 89 Выводы к главе

Глава 3 Математическое моделирование процессов, сопровождающих токопрохождения в системе зонд АСМ - Ме/РЬТе 92 3.1. Устройство и конструкционные особенности атомно-силовых микроскопов, использованных в работе

3.1.1. АСМ для измерений в вакууме и при криогенных 93 температурах

3.1.2. Выбор зонда АСМ

3.2. Невоспроизводимость В АХ контактов металл - халькогенид свинца при стационарном положении зонда АСМ

3.3. Моделирование распределения поля и разогрева в системе зонд

АСМ- халькогенид свинца

3.3.1. Моделирование распределение электростатического поля

3.3.2. Моделирование распределения плотности тока и нагрева приконтактной области под зондом АСМ

3.4. Анализ возможности возникновения условий для пластической 107 модификации

3.5. Комбинированный способ построения локальных В АХ

Выводы к главе

Глава 4. Исследование электрофизических свойств фотоприемников на основе монокристаллических слоев РЬТе

4.1. Специфика формирования интерфейса выпрямляющих контактов к халькогенидам свинца

4.2. Технология формирования наноконтактов 1п/РЬТе

4.2.1. Формирование системы наноконтактов

4.2.2. Анализ рельефа системы наноконтактов

4.3. Методика контроля условия изолированности наноконтактов

4.4. Эволюция каналов протекания тока при вариации напряжения

4.4.1. Методика оценки эволюции каналов протекания тока при вариации напряжения

4.4.2. Методика выделения шунтов и локальных областей с особенностями токопрохождения

4.5. Эволюция В АХ наноконтактов при термоциклировании

Выводы к главе

Глава 5. Атомно-силовая микроскопия фоточувствительных и излучающих поликристаллических слоев на основе PbSe

5.1. Современные модельные представления о природе фотопроводимости в поликристаллических слоях на основе соединений

РЬХ при комнатной температуре

5.2 Технология получения фоточувствительных поликристаллических слоев на основе PbSe

5.3. Исследование поликристаллических слоев на основе PbSe методами атомно-силовой микроскопии в зависимости от условий получения и 140 обработки

5.3.1. Исследование топологии фоточувствительных поликристаллических слоев на основе PbSe и PbCdSe

5.3.2. Латерально-силовая микроскопия поликристаллических слоев 144 на основе PbxCdi„xSe

5.3.3. Сопротивление растекания поликристаллических слоев PbSe после различных обработок

5.4. Исследование изменения.электрофизических свойств поликристаллических пленок PbCdSe по глубине

5.5. Развитие модельных представлений о процессах токопереноса в фоточувствительных поликристаллических слоях PbCdSe по глубине

5.6. Исследование свойств поликристаллических слоев PbSe на кремнии с буферным слоем пористого кремния

5.6.1. Получение буферных слоев por-Si и-исследование их структуры

5.6.2. Исследование структурных свойств por-Si с помощью рамановской спектроскопии и методом FIB

5.6.3. Исследование вольт-амперных характеристик структур por-Si/Si

5.6.4. Получение и исследование свойств структур PbSe/por-Si/Si

5.7. Создание сетчатых диэлектрических подложек на основе высокоупорядоченных слоев рог-А12Оз

Выводы к главе

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ

В настоящее время прогресс в материаловедении, в том числе в полупроводниковой ИК- оптоэлектронике связан с появлением и развитием новых технологий и методов исследования материалов.

Основными материалами для создания оптоэлектронных приборов, работающих в диапазоне длин волн 2-5 мкм, являются халькогениды свинца. Важной современной задачей является интеграция фотоприемных функциональных элементов в монолитную конструкцию с электроникой, созданной по традиционной планарной кремниевой технологии. Значительное рассогласование параметров кристаллических решеток при гетероэпитаксии халькогенидов свинца на кремний стимулирует поиск путей повышения качества материала - посредством создания буферных мультислоев и изучение особенностей релаксации механических напряжений в слоях халькогенидов свинца, полученных молекулярно- лучевой эпитаксией (МЛЭ) [1]. На базе таких структур создаются матрицы фотоприемников (ФП) на основе барьеров Шоттки. Природа возникновения разброса параметров отдельных ФП до настоящего времени недостаточно изучена, разброс параметров приборов, как правило, объясняется влиянием шунтирующих дислокаций [2].

Другим направлением приборных реализаций на инородных подложках является создание функциональных наноструктурированных поликристаллических слоев. Наиболее перспективной для эффективного ФП считается сетчатая структура, состоящая из контактирующих зерен, покрытых оксидными фазами и содержащих р-п переход внутри зерна. Оптимизация размеров зерен и контактных областей между ними обеспечивает повышение фоточувствительности, не только за счет возникновения избыточных носителей заряда непосредственно в канале проводимости, но и вследствие инжекции носителей заряда в р-п переходе. При этом эффективность фотоприемников и излучателей зависит от технологических условий формирования и термообработки (спекание зерен, перераспределение примесей, образование оксидных фаз на поверхности и встроенных электрических полей внутри) [3]. Это обуславливает многообразие путей получения фотоприемных и излучающих поликристаллических структур, значительно различающихся по структуре и свойствам.

Актуальной проблемой является развитие методик анализа структуры и свойств халькогенидов свинца на наноуровне и исследование природы физических процессов, влияющих на изменение свойств наноструктурированных объектов в целом. Традиционные методы контактной спектроскопии тока растекания в процессе измерения приводят к необратимым изменениям свойств и невоспроизводимости вольт-амперных характеристик (ВАХ). В тоже время методы сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ) остаются перспективными для решения многих проблем. Для реализации этих потенциальных возможностей необходимо развитие специальных методических разработок.

На основе вышеизложенного тема работы, посвященная исследованию фоточувствительных структур на основе соединений А4В6 с помощью методов атомно-силовой микроскопии является актуальной и представляет интерес как с научной, так и с практической точек зрения.

Целью работы являлась разработка новых методик атомно-силовой микроскопии и развитие модельных представлений о процессах, протекающих при формировании фоточувствительных монокристаллических и поликристаллических слоев халькогенидов свинца на инородных подложках.

Для достижения поставленной цели в работе необходимо было решить следующие задачи:

1. Исследовать механизмы роста эпитаксиальных слоев РЬТе(111), полученных методом молекулярно-лучевой эпитаксии на кремниевых подложках с буферными слоями СаР2 и на подложках ВаР2 с помощью атомно-силовой микроскопии.

2. Развить модельные представления об особенностях релаксационных явлениях в напряженных гетероструктурах РЬТе/СаР2/8ь

3. Разработать комплекс экспериментальных методик СЗМ для диагностики локальных электрофизических свойств структур на основе халькогенидов свинца.

4. Отработать режимы создания микросистемы островковых индиевых наноконтактов и провести локальные исследования изменений электрофизических свойств в процессе физико-химических превращений на интерфейсе «металл - полупроводник».

5. Исследовать перколяционные сетчатые структуры поликристаллических фотоприемников на основе селенида свинца путем картографирования тока растекания при послойном стравливании оксидных слоев.

6. Разработать методику оценки кинетики образования оксидных фаз на поверхности зерен.

7. Разработать методику и проанализировать распределение электрофизических свойств фотоприемных структур с внутризеренным р-п переходом.

Научной новизной обладают следующие результаты:

1. Впервые описаны несквозные дефекты трубчатого вида в эпитаксиальных слоях PbTe(lll)/BaF2 и предложена модель, объясняющая образование таких дефектов взаимодействием спиралей роста в случае высокой плотности винтовых дислокаций.

2. Установлено, что при переструктурировании буферных слоев CaF2 за счет релаксации механических напряжений в процессе термообработки слоя PbTe(lll) возникает дополнительная система ступеней, содержащих не только 60°-границы, но и 30°-границы.

3. При использовании нового комбинированного метода, включающего создание системы наноконтактов и сканирующую микроскопию сопротивления растекания при вариации серий значений приложенного напряжения в двух полярных направлениях, а также построение локальных вольт-амперных характеристик и цифровую обработку изображений выявлены нанообласти с аномальным ассиметричным характером проводимости на интерфейсе In/PbTe.

4. Показано, что в процессе формирования контакта In/PbTe происходит перераспределением элементов в нанообластях, которые способны приводить к образованию р-n переходов в приповерхностной области полупроводника.

5. Обнаружено, что рекристаллизация поликристаллических слоев на основе PbixCdSex<I> происходит с выделением нанофаз в объеме зерна с тенденцией их вытеснения под слой оксида и проявляется в сдвиге спектральных характеристик.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

1. Создано программное обеспечение для оценки процессов, возникающих при протекании тока высокой плотности через систему «зонд АСМ образец» на основе моделирования процессов разогрева и пластической модификации приконтактной области. Модель может быть применена для анализа систем «острый зонд - полупроводник с низкими константами упругости» и выбора условий проведения экспериментов с использованием электрофизических методик СЗМ.

2. Предложен метод анализа электрофизических свойств областей интерфейса «металл-полупроводник» с локальностью, определяемой размерами островковой структуры металлического контакта. Метод использован при изучении эволюции свойств, обусловленной физико-химическими процессами, протекающими на интерфейсе.

3. Экспериментально определены режимы формирования островковых микроконтактов In/РЬТе электронно-лучевым испарением на холодные подложки через маску; получены системы микроконтактов с площадью индивидуального контакта 9мкм2, каждый из которых состоит из изолированных островков площадью 0,03-2 мкм2 и высотой 30-40 нм.

4. Разработана методика анализа сетчатых структур, позволяющая определять «мертвые» и скелетные ветви перколяционного кластера. Методика может быть применена для широкого класса сетчатых структур.

5. Впервые методами АСМ детально проанализированы процессы фазообразования при фотосенсибилизации как в йод -содержащей атмосфере, так и в отсутствии йода.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Разработанные методики на основе метода атомно-силовой микроскопии обеспечивают анализ механизмов роста, образования и эволюции дефектов структуры в зависимости от рассогласования параметров кристаллической решетки подложки, растущего слоя, комбинации буферных слоев и релаксации механических напряжений при термоциклировании.

2. Снижение скорости эпитаксии РЬТе (111) на подложках фторида бария приводит к тому, что рост слоев происходит по спирально-послойному механизму, при этом наблюдается выравнивание ступеней роста по ширине, а в местах взаимодействия спиралей возникают дефекты трубчатого вида. При увеличении плотности спиралей роста происходит смена пары источников спиралей роста, что сопровождается потерей сквозного характера трубчатых дефектов.

3. Релаксация механических напряжений в процессе термоциклирования в интервале температур 300-10К в гетероструктурной композиции PbTe/CaF2/Si приводит к возникновению террас на поверхности слоев, проходящих под углом 30° к основной системе террас, причем плотность таких террас возрастает с ростом рассогласования слоев гетерокомпозиции по параметру кристаллической решетки.

4. Предложенный комбинированный метод, включающий методику формирования металлического микроконтакта с островковой структурой, сканирующую микроскопию сопротивления растекания при вариации значений приложенного напряжения в двух полярных направлениях, построение локальных вольт-амперных характеристик и цифровую обработку изображений, включая наложение, обеспечивает визуализацию наношунтов и наноучастков с аномальными электрофизическими характеристиками на интерфейсе «металл-полупроводник».

5. Режимы сканирующей микроскопии сопротивления растекания в сочетании с последовательным стравливанием оксидных фаз с поверхности зерен в фотопроводящих сетчатых структурах на основе PbSe позволяют проанализировать характер распределения и электрофизических свойств и оценить тип и распределение значения концентрации носителей заряда как внутри зерна, так и на его границе.

Внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены курс лабораторных работ и часть лекционного материала по дисциплинам «Зондовые и пучковые нанотехнологии», «Материаловедение микро- и наносистем», «Наноматериалы».

Результаты работы использованы при выполнении государственного контракта № 4750р7011 от 15.01.2007г. по теме «Увеличение эффективности ИК-фотодиодов для тепловизионных систем за счет снижения влияния протяженных дефектов кристаллической структуры в низкоразмерных полупроводниковых структурах AIVBVI при использовании эффективных буферных слоев» в рамках программы «У.М.Н.И.К.» Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере; Государственных контрактов № У-0032, ИНТ/НИЧ-69 (МЭ), № У-0032, ИНТ7НИЧ-88 (МЭ), грантов поддержки НИР аспирантов СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2004, 2005гг.

Работа по сканирующей зондовой микроскопии выполнялись на зондовой нанолаборатории Ntegra Terma (NT-MDT), введенной в учебный и научный процесс по плану инновационного образовательного проекта, программа «Физика и технология микро- и наносистем», и атомно-силовом комплексе (SIS) в ходе стажировки в Швейцарском федеральном технологическом институте г.Цюриха на стипендию Президента РФ.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, семинарах и школах: На международных конференциях: IV, V Международных конференциях «Аморфные и микрокристаллические полупроводники», СПб: ФТИ РАН,

2004, 2006г; III Международная научная конференция "Кинетика и механизм кристаллизации", Иваново, 2004г.; XI Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов», М., МГУ, 2004г.;

На всероссийских конференциях: «Вакуумная техника и технология-2007», СПб: ФТИ РАН, 2007; XXII, XXI Российских конференциях по электронной микроскопии, М.: Черноголовка, 2008, 2006гг.; XX Совещание по температуроустойчивым функциональным покрытиям, СПб: ИХС РАН, 2007; Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «XXXIII НЕДЕЛЯ НАУКИ СПбГПУ», СПб, 2004г.; 11-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов», М., 2004г; «ВНКСФ-10. Десятая Всероссийская Научная конференция Студентов-Физиков и Молодых Ученых», М., 2004г. на 4-ой, 5-ой, 6-ой, 8-Ой Всероссийских молодежных конференциях по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике, СПб.: СПбГПУ, 2003, 2004, 2005, 2007 гг. и других.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 статей, из них — 4 статьи, которые входят в перечень изданий, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав с выводами, заключения, трех приложений и списка литературы, включающего 144 наименования. Основная часть работы изложена на 98 страницах машинописного текста. Работа содержит 94 рисунка и 9 таблиц.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ:

1. Установлено, что эпитаксиальный рост слоев РЬТе (111) на подложках BaF2 осуществляется послойно вокруг винтовых дислокаций, скорость роста определяется скоростью встраивания атомов, адсорбированных на поверхности подложки, причем влияние барьера Швёбеля заметно, что приводит к выравниванию соседних ступеней роста по ширине.

2. Впервые Обнаружены специфические дефекты в эпитаксиальных слоях PbTe/BaF2 — несквозные нанотрубки (диаметром ~ 140-600 нм), глубина которых варьировалась в диапазоне —1-10 монослоев и более.

3. Предложена модель образования несквозных трубчатых дефектов из-за снижения скорости роста нижней ступени при сближении фронтов соседних спиралей роста.

4. Обнаружено присутствие 30-градусных ступеней на поверхности эпитак-сиального слоя РЬТе (111) и установлено, что образование 30-градусных ступеней происходит при активизации скольжения дислокаций с выходом на поверхность в системе скольжения <112>{110}.

5. Плотность 30-градусных террас на поверхности эпитаксиальных слоев РЬТе (111) возрастает с ростом рассогласования слоев гетерокомпозиции по параметру кристаллической решетки.

6. Предложена и разработана методика для исключения необратимых процессов изменения структуры образца за счет локального разогрева при-контактной области; сущность новой методики заключается в том, что при сканировании поверхности образца за один проход зонда регистрируется как информация о топологии поверхности объекта, так и интенсивность сигнала по току при различном приложенном напряжении, затем формируется комплект карт проводимости, после обработки, которых осуществляется построение локальных ВАХ.

7. Предложена и реализована новая методика, позволяющая диагностировать изменения локальных электрофизических свойств контактов на начальных этапах их формирования.

8. Отработана технология формирования системы островковых микроконтактов 1п/РЬТе электронно-лучевым испарением на холодные подложки через маску; получены системы из микроконтактов (общая площадь каждого ~9мкм ); каждый микроконтакт состоит из изолированных островков площадью 0,03-2 мкм2 и высотой 30-40 нм.

9. Показано, что анализ локальных путей протекания тока с помощью сопоставления данных топографии и сопротивления растекания, позволяет получать информацию о характере и локализации проводящих участков в реальных контактах металл- полупроводник, а также проведение анализа развития шунтов при вариации и смене полярности приложенного напряжения.

Ю.Впервые установлено, что уже на начальных этапах формирования контакта 1п/РЬТе происходит формирование локальных р-п переходов в приповерхностной области полупроводника.

11. Разработанный комплекс диагностики поликристаллических слоев селе-нида свинца на основе регистрации ВАХ впервые позволил проводить контроль параметров и свойств наноструктурированый фоточувствительных структур, включая контроль образования р-п переходов внутри зерна.

12.Методом латерально-силовой микроскопии исследованы особенности переструктурирования кристаллитов слоев РЬСсШе в атмосфере йода, связанные с возникновением нанофаз в объеме слоя из-за образования жидкой фазы на границе оксид-зерно в процессе рекристаллизации.

13.Экспериментально доказана возможность формирования поликристаллических слоев РЬ8е с хорошей адгезией к кремнию за счет применения микропористых буферных слоев рог-8ь При этом развитая поверхность пористого кремния значительно окисляется, что является дополнительным источником кислорода при формировании фоточувствительных структур в процессе отжига.

1. Two-Dimensional Monolithic Lead Chalcogenide 1.frared Sensor Arrays on Silicon ReadOut-Chips and Noise Mechanisms / H. Zogg, K. Alchlabi, D. Zimin, K. Kellermann // IEEE, Transactions on Electron Devices.- January 2003.-V. 50, N0.1.- P. 209-213.

2. Zogg, H. IV-VI (Lead Chalcogenide) Infrared Sensors and Lasers/ H. Zogg, A. Ishida // Infrared Detectors and Emitters: Materials and Devices (ed. P. Capper, С. T. Elliott).- Boston: Kluwer Academic Publishers, 2000.- 478p.

3. Голубченко, H.B. Кинетика и механизмы окисления поликристаллических слоев се-ленида свинца, легированных висмутом / Н.В. Голубченко, В.А. Мошников, Д.Б.Чеснокова // Материалы электронной техники. 2005.- № 1.- С. 23 - 28.

4. В. Г. Буткевич, В. Д. Бочков, Е. Р. Глобус «Фотоприемники и фотоприемные устройства на основе поликристаллических и эпитаксиальных слоев халькогенидов свинца» // Прикладная физика, 2001, № 6, с.66-112.

5. Rogalski A. New trends in semiconductor infrared detectors // Opt. Engin. 1994.- V.33.-P.1395-1412.

6. Пихтин A.H. Оптическая и квантовая электроника M., ВШ, 2001, 573с.

7. Перегуд Е.А., Горелик Д.О. Инструментальные методы контроля загрязнения атмосферы. -Л.: Химия, 1981.

8. Zogg Н., Maissen С., Masek J., Bluniev S., Hoshino Т. Monolithic IR sensor arrays in het-eroepitaxial narrow gap lead chalcogenides on Si for the SWIR MWIR and LWIR range // SPIE conf. Orlando (USA) April 1990 1308-22, 8 p.

9. De Neve H., Blondelle J., Demeester P. and etc. High Efficiency Planar Microcavity LEDs // 23rd International Conference on The Physics Of Semiconductors, vol.4, Berlin, Germany, July 21-26, 1996, VII.A.3., P 3079-3095

10. Arnold M., Zimin D., Zogg H. Resonant-Cavity-Enhanced Photodetectors For The Mid-Infared // Appl. Phys, Lett. 87,141103 (2005).

11. Z. Yu, G. Veronis, S. Fan, M.L. Brongersma, Design of midinfrared photodetectors enhanced by surface plasmons on grating structures, Applied Physics Letters 89,151116 (2006).

12. Felder F., Arnold M., Rahim M., Ebneter C., Zogg H. Tunable lead-chalcogenide on Si resonant cavity enhanced mid-infrared detector // Appl. Phys. Lett. 91, 2007,101102, 3 pages.

13. W. Heiss, T.Schwarzl, G.Springholz. Above-room-temperature mid-infrared lasing from vertical cavity surface-emitting PbTe quantum-well lasers // Appl.Phys.Lett., vol.78,No.l2, 2001, 862-864.

14. Springholz G., Schwarzl Т., Boberl M., Heiss W. Continuous Wave Mid-Infrared IV-VI Vertical Cavity Surface Lasers // Proceedings of the GMe Forum. 2005. P. 51-56.16. www.tfp.ethz.ch|;

15. S. Schartner, S. Golka, C. Pflugl, W. Schrenk, A. M. Andrews, T. Roch, G. Strasser, Band structure mapping of photonic crystal intersubband detectors, Applied Physics Letters, 89, 151107(2006)

16. T. Ishi, J. Fujikata, K. Makita, T. Baba, K. Ohashi, Si Nano-Photodiode with a Surface Plasmon Antenna, Japanese Journal of Applied Physics, 44, 12, L364-L366 (2005).

17. K.T. Posani, V. Tripathi, S. Annamalai, N.R. Weisse-Bernstein, S. Krishna, R. Perahia, O. Crisafulli, О J. Painter, Nanoscale quantum dot infrared sensors with photonic crystal cavity, Applied Physics Letters 88, 151104 (2006).

18. Голубченко, H.B. Фоточувствительные структуры на основе поликристаллических слоев селенида свинца / Н.В. Голубченко, М.А. Иошт, В.А. Мошников, Д.Б. Чеснокова // Перспективные материалы. 2005. № 3. С.31-35.

19. Bondokov R.Tz., Dimitrov D.Tz., Moshnikov V.A. and others. Photoelectrical properties of polycrystalline layers based on halcogen doped PbTe // Proseeding of SPIE.-1999, V.3890. P. 241-247.

20. Martin Y. M., Hermandez Y. L. Arrays of thermally evaporated PbSe infrared photodetec-tors deposited on Si substrates operating at room temperature // Semicond. Sci. Technol., 1996. V. 11. P. 1740—1744.

21. Гамарц, E.M. Кинетические характеристики сенсибилизирующих отжигов поликристаллических слоев селенида свинца / Е.М. Гамарц, Н.В. Голубченко, В.А. Мошников, Д.Б. Чеснокова // Петерб. журн. Электроники. -2003, № 4, С. 25-33.

22. Неустроев Л.Н., Осипов В.В. Физические процессы в фоточувствительных поликристаллических пленках хальконенидов свинца // Микроэлектроника. Т. 17, вып. 5. -1988.-С. 399-416.

23. Бьюб Р. Фотопроводимость твердых тел. М., издательство иностранной литературы, 1962, 560с.

24. Рывкин С.М. Фотоэлектрические явления в полупроводниках М., гос. изд-во физ.-мат. литературы, 496с.

25. Неустроев Л.Н., Осипов В.В. О механизме протекания тока и фототока в поликристаллах PbS / ФТП, 1984, Т. 18, № 2, С. 359-362.

26. Гамарц, А.Е. Определение профиля диффузии кислорода в поликристаллических слоях селенида свинца методами ядерного микроанализа /А.Е. Гамарц, В.М. Лебедев, В.А. Мошников, Д.Б. Чеснокова // ФТП.-Т.38, вып. 10. -2004.- С. 1195-1198.

27. Зломанов В.П. Получение и исследование некоторых физико-химических свойств селенида свинца. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук, М. 1962.

28. Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В. Корицкого, В.В. Па-сынкова, Б.М. Тареева, в 3 томах. Л., «Энергоатомиздат», 1988.

29. Сорокин B.C. Мошников В.А. Разбегаев В.Н. Румянцева А.И. Инжекционные лазеры: учебное пособие / СПбГЭТУ «ЛЭТИ». СПб., 1999.

30. Martinez G., Schluter М., Cohen M.L. Electronic Structure. of PbSe and PbTe. Band structure densities of states and effective masses // Phys. Rev. B. 1975. - V.l 1, N 2. - P.651-659.

31. Зыков, В.А. Особенности явления самокомпенсации в пленках PbSe:Cl:Seex /

32. B.А. Зыков, Т. А. Гаврикова, С.А. Немов // ФТП, т.ЗО, вып.4. 1996.-С.717-721.

33. Немов, С.А. Особенности электрической компенсации примеси висмута в PbSe /

34. C.А. Немов, Т.А Гаврикова, В.А. Зыков и др. // ФТП. т.32, № 7. - 1998,- С.775-777.

35. Волков Б.А., Панкратов О.А., Сазонов А.В. Зонная структура полупроводников группы AIVBVI в приближении сильной связи на р- орбиталях // ФТП, 1982, т. 16, №10, с. 17341742.

36. Соболев В.В. Энергетическая структура узкозонных полупроводников // Кишинев: Штииница. -1983. -288С.

37. Ocio М., Albany H.J. Band structure parameters in PbojSno^Te, Pbo^Sno^Te // Phys. Lett. -1969. -V. 30A.-№7.-P. 169-170.

38. Исследование дефектов в тонких пленках металлов. Учеб.-метод. Пособие. / Кемеровский государственный университет; Сост. С.А. Созинов Кемерово, 2004. - 44 с.

39. Шаскольская М.П. Кристаллография. М., 1976. С. 327 343.

40. P. Muller, Н. Zogg, A. Fach, and others. Reduction of threading dislocation densities in heavily lattice mismatched PbSe on Si(lll) by glide // Phys. Rev. Lett.- vol. 78.- 1997. P. 3007.

41. Zimin D. Growth and Properties of Optoelectronic Structures Based on IV-VI Materials / Disser. Thesis, ETH, Zurich, 2004.

42. Zogg H., Fach A., Maissen C. et al. Photovoltaic lead-chalcogenide on silicon infrared sensor arrays // Optical Engineering, vol. 33(5).- 1994. p. 1440-1449.

43. Калюжная Г.А., Киселева K.B. Проблема стехиометрии в полупроводниках переменного состава типа А2Вб и А4В6 // Труды ФИАН им. П.Н. Лебедева, М.: Наука, 1987, Т.77, с. 5-84.

44. Равич Ю.И., Ефимова Б.А., Смирнов И.А. Методы исследования полупроводников в применении к халькогенидам свинца PbTe, PbSe, PbS М., «Наука», 1968, 384с.

45. Рыков С.А. Сканирующая зондовая микроскопия полупроводниковых материалов и наноструктур / Под ред. А.Я. Шика. СПб.: «Наука», 2001. 52с.

46. Зондовые нанотехнологии в электронике. Неволин В.К., М.: Техносфера. 2005. 148с.

47. Мошников В. А., Федотов А. А., Румянцева А. И. Методы сканирующей зондовой микроскопии в микро- и наноэлектронике: Учеб. пособие, СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭ-ТИ», 2003. 84 с.

48. Бухараев, А.А. Диагностика поверхности с помощью сканирующей силовой микроскопии (обзор) / А.А. Бухараев, Д.В. Овчинников, А.А. Бухараева // Заводская лаборатория, № 5.-1996. -С. 10-27.

49. В.Л. Миронов. Основы сканирующей зондовой микроскопии. Учебное пособие для студентов старших курсов высших учебных заведений. РАН, Институт физики микроструктур, г. Нижний Новгород, 2004. С. 114.

50. Carban O.V., Salamatov E.I., Bystrov S.G., Zhikharev A.V. Image contrast in Lateral Force Mode in Multiphase Nanomaterials //Phys. Low-Din. Struct., 3/4.-2001.-P.31-38.

51. Sahoo N.K., Thakur S., Tokas R.B., Senthilkumar M. Correlation of Atomic Force-Distance Microscopy and Spectrophotometric Techniques in the Analysis of Optical Multilayer Spectral Aging Process // Thin Sol. Films.- 500. -2006. -P. 152-163/

52. Salerno M., Bykov I. Tutorial: Mapping Adhesion Forces and Calculating Elasticity in Contrast Mode AFM // Microscopy and Analysis, 20(2). -2006. - S5-S8. -8P.

53. Hoffmann S., Utke I., Moser B. et al. Measurement of the Bending Strength of Vapor-Liquid-Solid Grown Silicon Nanowires // Nano Lett. Vol. 6, № 4. -2006. - P. 622-625.

54. Alchabi K., Zimin D., Kostorz G and Zogg H. Self-Assembled Quantum Dots with Nearly Uniform Sizes // Phys. Rev. Lett. 2003, v.90, N 2, 026104(1-4).

55. Alexeev A., Loos J. Conductive Atomic Force Microscopy (C-AFM) analysis of photoactive layers in inert atmosphere // Organic Electronics. -9. -2008. -P. 149-154.

56. Calleja M., Tello M., Garci'aa R. Size Determination of Field-induced Water Menisci in Noncontact Atomic Force Microscopy // J. Appl. Phys. Vol.92, № 9. - 5539-5542.

57. Calleja M., Garci'aa R., Rohrer H. Patterning of Silicon Surfaces With Noncontact Atomic Force Microscopy: Field-induced Formation of Nanometer-size Water Bridges // J. Appl. Phys. -Vol.86, №4.-1896-1903.

58. Eyben P., Xu M., Duhayon N., etc. Scanning Spreading Resistance Microscopy And Spectroscopy For Routine And Quantitative Two-Dimensional Carrier Profiling // J. Vac. Sci. Technol. В 20.1., Jan/Feb 2002. P. 471-478.

59. Wolf P.De., Clarysse Т., Vandervorst W., Hellemans. Low Weight Spreading Resistance Profiling of Ultrashallow Dopant Profil // J.Vac. Sci. Technol. В., 16(1). -1998. P. 401-405.

60. Wolf P.De., Clarysse Т., Vandervorst W. et al. One- and two-dimensional carrier profiling in semiconductors by nanospreading resistance profiling // J.Vac. Sci. Technol. В., 14 (1). -1996.-P. 380-385.

61. Shiojima K., Suemitsu T. and Ogura M. Correlation between current-voltage characteristics and dislocations for n-GaN Schottky contacts // Appl.Phys.Lett., vol.78, No.23,2001, p.3637-3638.

62. Sheglov D.V. et al, The Deepness Enhancing of an AFM-tip Induced Surface Nanomodifi-cation // Appl. Surf. Sci. 2005,243, 138.

63. Основы туннельно-зондовой нанотехнологии. Неволин В.К., М.: МГИЭТ. 1996. 90с.

64. Неволин В.К. Пластическая нанодеформация образцов в туннельном микроскопе // Письма в ЖТФ. 1988. - Т.14. Вып. 16. - С. 1458 - 1460.

65. Неволин В.К. Физические основы туннельно-зондовой нанотехнологии // Электронная промышленность. 1993. № 10. С. 8 11.

66. Гринько В.В., Неволин В.К. Локальная модификация металлических пленок // Электронная промышленность. 1993. № 10. С. 21 -23.

67. Неволин В.К. Пластическая нанодеформация образцов в туннельном микроскопе// Письма в ЖТФ. 1988. - Т.14, вып. 16. - С. 1458-1460.

68. Неволин В.К. Локальная «глубинная» модификация полупроводниковых подложек в туннельном микроскопе // Электронная техника. Сер.З. Микроэлектроника. 1990. -Вып.З (137).-С.71-72.

69. Арбузов М.А., Неволин В.К. Локальная глубинная модификация полупроводниковых материалов // Электронная промышленность. 1993. № 10. С. 17 20.

70. Стриха В.И. Теоретические основы работы контакта металл полупроводник. - Киев: Наукова думка, 1974. - 263 с.

71. Аменадзе Ю.А. Теория упругости. М.: Высшая школа, 1976. - 227 с.

72. Owen А.В. Memory switching in amorfhons silicon devices // J. of Non.-Cryst Solids. -1983. N 59-60. - P. 1273-1280.

73. J.Jahanmir, P.E.West, S.Hsich a. o. Surface Modification of a-Si-H with a STM Operated in Air// J. Appl. Phys. 1989. - Vol.65, N5. - P.2064-2068.

74. Неволин В.К. Локальная электродинамическая модификация поверхности подложек // Электронная техника. Сер.З. Микроэлектроника. 1991. - Вып. 2 (141). - С.78 - 80.

75. Неволин В.К. Локальная электродинамическая модификация поверхности подложек //Электронная промышленность. 1993. № 10. С. 23-25.

76. Clarysse Т., De Wolf P., Bender H. And Vandervorst W. Recent insights into the physical modeling of the spreading resistance poin contact // J. Vac. Sci. Technol. В 14(1), Jan/Feb 1996. P. 358-368.

77. Ho Sh.-T., Chang Yu-H., Lin H.-N. Conducting Atomic Force Microscopy Study of Phase Transformation in Silicon Nanoindentation // JAppl.Phys. -vol.96, №6. -2004. P.3562-3564.

78. Горелик C.C., Дашевский М.Я., Материаловедение полупроводников и диэлектриков: Учебник для вузов. М.: МИСИС, 2003. 480с.

79. Тхорик Ю. А., Хазан J1. С. Пластическая деформация и дислокации несоответствия в гетероэпитаксиальных системах. Киев, Наукова Думка, 1983.

80. Александрова О. А., Мошников В.А. Физика и химия материалов оптоэлек-троники и наноэлектроники: Практикум. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2007, 68с.

81. Ishizaka A., Shiraki Ya. Low Temperature Surface Cleaning of Silicon and Its Application to Silicon MBE // J. Electrochem. Soc., Volume 133, Issue 4, pp. 666-671 (April 1986).

82. Zogg H., Blunier S., Fach A. et al. Thermal-mismatch-strain relaxation in epitaxial CaF2, BaF2/CaF2 and PbSe/ BaF2/CaF2 layers on Si (111) after many temperature cycles // Phys. Rev. B, 15 October 1994, Vol. 50 № 15, P. 10801-10810.

83. Бартон В., Кабрера Н., Франк Ф. Элементарные процессы роста кристаллов. М.: Изд-во иностр. лит. 1959. С. 10.

84. Schwoebel R. L. Step Motion on Crystal Growth // J. Appl. Phys., 40, 614, P. 46-52, (1969).

85. Бойко A.M., Сурис P.A. Роль одомерной диффузии в модели роста поверхности кристалла Косселя // ФТП, 2006, т. 40, вып. 3, с. 372-379.

86. Krug J. Spiral growth, two-dimensional nucleation, and the Ehrlich-Schwoebel effect // Institute of Theoretical Phusics, University of Koln, Germany, 2007, 8 pages, http://arxiv.org/abs/0709.2049.

87. Pirouz P. On Micropipes and Nanopipes in SiC and GaN // Philosophical Magazine A, 1998, Vol. 78, № 3, P. 727-736.

88. Dorsch W., Eckstein R., Heidi J. et al. Formation of Micropipes in SiC Under Kinetic Aspects//J. Cryst. Growth, vol. 179 (3-), 1997. P. 00510-00514.

89. Сорокин B.C. Методы формирования полупроводниковых сверхрешеток и квантово-размерных структур: Учеб. пособие / ГЭТУ. СПб., 1996. - 68с.

90. Springholz G., Ueta A.Y., Frank N.and Bauer G. Spiral Growth and Treading Dislocations for Molecular Beam Epitaxy of PbTe on BaF2(lll) Studied by Scanning tunneling microscopy //Appl. Phys. Rev., vol.69, No.19,1996, P. 2822-2824.

91. Matthews J.W., Blakeslee A.E., Mader S. Use of Misfit Strain to Remove Dislocations from Epitaxial Thin Films // Thin Solid Films, 33, 1976, P. 253-266.

92. Даварашвили О.И., Дарсавелидзе Г.Ш., Енукашвили М.И. и др. Исследование внутреннего трения в полупроводниках IV- VI // Материалы Международной конференции «Физика-2005», Баку, Азербайджан, 7-9 июня 2005 года, с.97-101.

93. Канагеева Ю.М. Релаксация механических напряжений в эпитаксиальных структурах на основе PbTe (111) по данным атомно-силовой микроскопии// Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ», серия «Физика твердого тела и электроника», вып. 1, 2007, с.33-38.

94. Roberts R.B., White G.K. Thermal Expansion of Fluorites at High Temperatures // J. Phys. C: Solid State Physics, 19. 1986. P. 7167-7172.

95. Gerlich D. Elastic Constants of Barium Fluoride Between 4.2 and 300°K // Phys. Rev., 135, 1964. A1331-A1333.

96. Guo D.-Z., Hou S.-M., Zhang G.-M., Xue Z.-Q. Conductance fluctuation and degeneracy in nanocontact between a conductive AFM tip and a granular surface under small-load conditions // Appl. Surf. Sci. -vol. 252, № 14. 2006. - P.5149-5157.

97. Bietsch A., Schneider M.A., Welland M.E., Michel B. Electrical Testing of Gold Nanos-tructures by Conducting Atomic Force Microscopy //J. Vac. Sci. Technol. В 18(3) (2000)1160.

98. Hattab A., F. Meyer, Yam V. et al. Electrical properties of W/Si interfaces with embeded Ge/Si islands // Microelectronic Engineering. vol. 70, is. 2-4.- 2003. -P.240-245.

99. Стриха В.И., Бузанева E.B., Радзиевский И.А. Полупроводниковые приборы с барьером Шотгки (физика, технология, применение) / Под ред. В.И. Стрихи. М.: Сов. Радио, 1974.

100. Jurgen Н. Werner and Herbert Н. Guttler. Barrier inhomogeneities at Schottky contacts //J. Appl. Phys., 69 (3), 1991, P. 1522-1533.

101. Гришина Т.А., Драбкин И.А., Костиков IO.П. и др. Оже-спектроскопическое исследование процессов на границе металл-полупроводник в системе In-Pbl-xSnxTe // Изв. АН СССР, Неорганические Материалы, 1982, т. 18, № 10, с. 1709-1713.

102. Бондоков Р.Ц. Формирование и свойства границ раздела фоточувствительных структур на основе пленок халькогенидов свинца, автореферат дисс. к.ф.-м.н. СПб: СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 1999.

103. Кайданов В.И., Равич Ю.И. Глубокие и резонансные состояния в полупроводниках типа А4Вб // УФН, 1985, Т. 145, № 1, С. 51-86.

104. Калюжная Г.А., Киселева К.В. Проблема стехиометрии в полупроводниках переменного состава типа А2В6 и А4В6 // Труды ФИАН им. П.Н. Лебедева , М.: Наука, 1987, Т.77, с. 5-84.

105. Берченко H.H., Заридзе Д.Ш., Матвеенко A.B. Формирование барьеров Шотгки и гетероструктур ннв халькогенидах свинца и твердых растворах на их основе // Зарубежная электронная техника, 1979, № 4, С.34-51.

106. Трофимов В.Т., Селиванов Ю.Г., Чижевский Е.Г. Фотопроводимость тонких эпи-таксиальных слоев селениа свинца // ФТП, 1996., т.ЗО, № 4, с. 755-763.

107. Ормонт Б.Ф. Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников: - М.: «Высшая школа», 1982.

108. Канагеева, Ю.М. Исследование свойств матриц на основе In/PbTe методами атомно-силовой микроскопии с помощью специальной системы наноконтактов / Ю.М. Канагеева (Спивак), В.А. Мошников // Вакуумная техника и технология.- 2008.- Т. 18, № 2.-С. 87-94.

109. Коротченков Г.С., Молоден И.П. Барьеры Шотгки, собственные окислы и МОП структуры на фосфиде галлия: Кишинев, Изд-во «Штиинца», 1984, 115с.

110. Давыдов С.Ю., Лебедев O.A., Посредник О.В. Физика поверхности и границ раздела.: Учеб. пособие, СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2005, 66с.

111. Зломанов В.П. Получение и исследование некоторых физико-химических свойств селенида свинца. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук, М. 1962.

112. Гамарц, Е.М. Кинетические характеристики сенсибилизирующих отжигов поликристаллических слоев селенида свинца / Е.М. Гамарц, Н.В. Голубченко, В.А. Мошников, Д.Б. Чеснокова// Петерб. журн. электроники. -2003.- № 4.-С.25-33.

113. Гамарц А.Е. Автореферат диссертации «Фотолюминесценция в поликристаллических слоях на основе твердых растворов селенида свинца-селенида кадмия» на соискание степени кандидата физико-математических наук. Санкт-Петребург, 2005.

114. Lopez Otero A. Hot well epitaxy // Thin solid films. -V.49.,№1. -1978.-P.3-57.

115. Равич Ю.И., Ефимова Б.А., Смирнов И.А. Методы исследования полупроводников в применении к халькогенидам свинца PbTe, PbSe, PbS M., «Наука», 1968, 384с.

116. Davydov D.N., Lyanda-Geller Yu., Rykov S.A. and others. Nanometer scale modification and characterization of lead telluride surface by scanning tunneling microscopy at 4,2 К // Journ. Appl. Phys. 1996. Vol. 79, Ns 5, P. 2435-2438.

117. Гамарц, А.Е. Определение концентрации носителей заряда в поликристаллических слоях селенида свинца на основе спектров отражения / А.Е. Гамарц, Ю.М. Канагее-ва, В.А. Мошников // Физика и техника полупроводников.-2004.- Т.39, Вып. 6.-С.667-668

118. Медведев, Ю.В. Фазовые равновесия в системах Pb-Sn-Te-O, Pb-Sn-Se-O, Pb-Te-Se-0 / Медведев Ю.В., Берченко Н.Н., Костиков Ю.П. // Неорганические материалы. -т.23, №1.-1987. -с.108-111.

119. Бондаренко В.П., Борисенко В.Е., Глиненко Л.Н., Райко В.А. Новые области применения пористого кремния в полупроводниковой электронике // Зарубежная электронная техника, вып. № 9, М.: изд-во ЦНИИ «Электроника», 1989г., с. 55-83.

120. Lazarouk, P. Jaguiro, V. Borisenko. Integrated Optoelectronic Unit Based on Porous Silicon. Physica of Status Solodi (a) 165, 87-90 (1998)

121. Афанасьев, A.B. Особенности технологии и свойств фотодетекторов на основе структур «металл пористый карбид кремния» / А.В. Афанасьев, В.А. Ильин, Н.М. Коровкина, А.Ю. Савенко //Письма в ЖТФ, 2005, т. 31, вып. 15, С. 1-6.

122. V. Yakovtseva, N. Vorozov, L. Dolgyi and others, Porous Silicon: A Buffer Layer for PbS Heteroepitaxy//Phys. Stat. Sol. (a) 182,2000.-P.195-199s. 36 (2003), p.2705-2708.

123. Л.В. Беляков, И.Б. Захарова, Т.И. Зубкова и др. Исследование ИК фотодиодов на основе РЬТе, полученных на буферном подслое пористого кремния.

124. Imai К., Unno H. FIPOS technology and its application to LSI's // IEEE Trans. On Electron. Dev. 1984. - v. ED-31. - P.297-302.

125. Smith R.L., Collins S.D. Porous Silicon Formation Mechanisms // J. Appl. Phys. 1992, v. 71, N 8, P. R1-R22.

126. V. Parkhutik. Porous silicon mechanisms of growth and applications // Solid-State Electron.- 1999.- V.43.-P.1121-1141.

127. Изучение структурно-морфологических особенностей макропористого кремния при препарировании образцов остросфокусированным ионным пучком / Ю.М. Каганеева и др. // Петербургский журнал электроники.-2007.- №1.- С.30-34.

128. Зимин, С.П., Электрофизика пористого кремния и структур на его основе // Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук, Ярославль, 2003.

129. Рассеяние света в твердых телах, под. ред. М.Кардоны, изд-во «Мир», М.,1979.

130. C.B. Гайслер, О.И. Семенова, Р.Г. Шарафутдинов, Б.А. Колесов. Анализ раманов-ских спектров аморфно-нанокристаллических пленок кремния // Физика твердого тела, 2004, т. 46, в.8, с. 1484-1488

131. Мынбаева М.Г. Пористые карбид кремния и нитрид галлия: получение, свойства, применение. Автореферат кандидатской диссертации. Санкт-Петербург, 2003.

132. Гамарц А.Е., Канагеева Ю.М. Особенности кристаллизации слоев селенида свинца на различных подложках // III Международная научная конференция "Кинетика и механизм кристаллизации",Иваново, 12-14 октября 2004г. Иваново, 2004г., С. 127.

133. А.Н. Белов,С.А. Гаврилов, В.И.Шевяков. Особенности получения наноструктури-рованного анодного оксида алюминия //Российские нанотехнологии,т.1 ,№1-2,2006.

134. Jessensky О., Muller F., Gosele U. Self-organized formation of hexagonal pore arrays in anodic alumina. Appl. Phys. Lett., 1998,72,10, pp. 1173-1175.

135. Wood J. Turning insulating nanocrystal films into semiconductors // Materials Today , 2005, v.8, №12, p.9.

136. Zhang X., Нао Yu., Meng G. and Zhang L. Fabrication of Highly Ordered InSb Nanowire Arrays by Electrodeposition in Porous Anodic Alumina Membranes // Journal of The Electrochemical Society, 152 (10), C664-C668 (2005).

137. Molchan L.S., Gaponenko N.V., Kudrawiec R. and others. Luminescence from Sol-Gel-Derived Europium-Doped Films Confined in Mesoporous Anodic Alumina // Journal of The Electrochemical Society, 151 (1), H16-H20 (2004).

138. Masuda Н. et al. Highly ordered nanochannel-array architecture in anodic alumina. Appl. Phys. Lett. 71 (19), 10 November 1997, pp. 2770-2772.