Анализ кинетических процессов, протекающих на поверхности полупроводников A3 B5 при росте из молекулярных пучков тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.04 ВАК РФ

На правах рукописи

'' !, • : > Г.

- ¡Л, и' Г

МАЙОРОВ Михаил Александрович

Анализ кинетических процессов, протекающих на поверхности полупроводников А3В5 при росте из молекулярных пучков.

01.04.04 - физическая электроника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Санкт-Петербург 1997

Работа выполнена в С.-Петербургском Центре перспективных технологий и разработок и С.-Петербургском Государственном Техническом университете.

Научные руководители: д.ф.-м.н. Кораблев В.В.,

к.ф.-м.н. Карпов С.Ю.,

Центр перспективных технологий

и разработок

С.-Петербургский Государственный Технический университет

Официальные оппоненты: д.ф.-м.н. Копьев П.С.

заведующий лабораторией ФТИ им. А.Ф.Иоффе к.ф.-м.н. Сегаль A.C.

доцент кафедры компьютерных технологий СПбГИТМО(ТУ) Ведущая организация

Институт Аналитического Приборостроения РАН, С.-Петербург.

Защита состоится" !$> " ßj^ljШ t 1997 г. в часов на заседании диссертационного совета К 063.38.16 в С.-Петербургском Государственном Техническом Университете по адресу: 195 251, С.-Петербург, Политехническая ул. 29 г*-i^корп., ауд25|.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Технического Универститета

Автореферат разослан" "^CUtjri tL- 1997 года

Ученый секретарь диссер

О.А.Подсвиров

Актуальность темы.

Эпитаксиальная технология играет существенную роль в физике и технике полупроводников и в настоящее время во многом определяет прогресс в таких областях как микро и оптоэлектроника. Одним из ее направлений является технология молекулярно-пучковой эпитаксии (МПЭ), в основе которой лежит процесс взаимодействия атомных или молекулярных пучков на монокристаллической подложке, поддерживаемой при определенной температуре. С созданием квантоворазмерных гетероструктур на основе соединений А3В5 удалось реализовать преимущества эпитаксиальиой технологии, в особенности МПЭ, в конкретных приборах -быстродействующих транзисторах, полупроводниковых лазерах и фотоприемниках, имеющие широкую сферу применений в различных областях науки и техники.

Достижения технологии МПЭ стали возможными благодаря комплексным экспериментальным и теоретическим исследованиям ростовых процессов. Уникальной особенностью МПЭ является то, что поверхность полупроводника в процессе роста остается открытой, что позволяет использовать тонкие исследовательские методики для изучения и контроля процесса роста т^'Ш.

Исследования свойств атомарно гладкой поверхности и поверхностных процессов имеют важное значение, способствуя быстрому развитию эпитаксиальиой технологии. Одной из основных тем исследований является установление связи между состоянием поверхности полупроводника во время роста и приборным качеством выращенных гетероструктур. Поскольку получение комплексной информации о состоянии поверхности требует применения целого ряда трудоемких и дорогостоящих экспериментальных методик, актуальным вопросом является моделирование процессов роста, позволяющее анализировать состояние поверхности при заданных температуре и величинах внешних потоков.

В последние годы экспериментальные исследования поверхности полупроводников и механизмов роста кристаллов следуют с заметным

опережением, теоретических разработок в данной области. Наиболее распространенными теоретическими подходами являются термодинамический подход и моделирование поверхностных процессов методом Монте Карло. В то время как термодинамический подход позволяет установить лишь наиболее общие закономерности роста, метод Монте Карло, обеспечивая детальную информацию о поверхностных процессах, требует определения большого количества параметров, которые лишь весьма приблизительно можно оценить из первых принципов.

В этом плане компромиссом для моделирования поверхностных процессов оказывается кинетический подход. С одной стороны, кинетический подход позволяет получать достаточно широкий спектр данных о растущей поверхности, а с другой стороны, он оперирует с небольшим числом параметров, которые в ряде случаев оказывается возможным определить путем прямого сравнения с результатами экспериментальных измерений.

В связи с этим, работа, посвященная развитию кинетического подхода, и на его основе,- анализу процессов, протекающих на поверхности полупроводников А3В5 при росте из молекулярных пучков, является актуальной.

Целью работы является построение на базе накопленного экспериментального материала кинетической модели процессов, протекающих на поверхности полупроводников А3В5 и применение ее к анализу конкретных материалов. Разработанная модель должна позволять определять состав поверхности, скорость роста (или травления) кристалла в зависимости от температуры и величин падающих на поверхность потоков компонентов Ш-й и У-й групп, а также выявлять диапазоны их изменения, при которых обеспечивается послойный эпитаксиальный рост. Дополнительной целью работы является построение модели поверхности, позволяющей выявить основные аспекты проявления многоуровневой кристаллизации в форме осцилляционных кривых интенсивности дифрагированных быстрых электронов (ДБЭ).

Научная новизна работы определяется тем, что в ней впервые:

предложены новые модели адсорбции молекул Asj и As4 на поверхности арсенидов третьей группы; построена кинетическая модель, учитывающая принципиальное различие во взаимодействии с поверхностью компонентов Ш-й и V-й групп, адекватно описывающая комплекс экспериментов, связанных с ростом полупроводников А3В5; найдены условия применимости термодинамического подхода; выявлены некорректности трактовки экспериментальных данных по десорбции компонентов Ш-й и V-й групп; продемонстрированы основные аспекты влияния многоуровневой кристаллизации на форму осцилляционных кривых интенсивности дифрагированных быстрых электронов.

Практическая значимость работы состоит в том, что в ней

1. Получена важная для практики МПЭ информация о коэффициентах прилипания к растущей поверхности молекул пятой группы и константах

десорбции димеров пятой группы с поверхности;

2. Получены простые аналитические выражения, позволяющие оценивать скорости роста и травления кристалла, минимальную температуру эпитаксии и температуру конгруэнтного испарения, а также определять границы образования на поверхности избыточной жидкой фазы;

3. На основе сравнительного анализа процесса роста GaAs и InAs выявлены факторы, ограничивающие возможность высокотемпературного роста данных соединений;

4. Определены предельные скорости термического травления GaAs и InAs в различных режимах (выше и ниже температуры конгруэнтного испарения);

Основные положения, выносящиеся на защиту:

1. Кинетическая модель процессов, протекающих на поверхности полупроводников А3В5 и ее физическое обоснование;

2. Новые модели адсорбции молекул Авг и AS4 на поверхности арсенидов Ш-й группы

3. Результаты и выводы исследования процессов, протекающих на поверхности полупроводников А3В5 при их росте из молекулярных пучков;

4. Выявленные качественные особенности проявления многоуровневой кристаллизации в осцилляциях интенсивности зеркального рефлекса дифрагированных быстрых электронов.

Апробация работы.

Результаты работы докладывались и обсуждались на Втором Международном семинаре по моделированию роста кристаллов (Durbuy, Belgium, 13-16 Oct. 1996), XI-й Международной Конференции по росту кристаллов (The Hague, The Netherlands, 18-23 June, 1995), научном семинаре Универсальной выставки электротехники и электроники UNEL-96 (С.Петербург, апрель 1996), семинарах С.-Петербургского Центра перспективных технологий и разработок и кафедры физической электроники СПбГТУ.

Публикации. Основные материалы диссертации опубликованы в 7 научных работах, список которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Общий объем диссертации -187страниц, в том числе 128 страниц текста, 47 рисунков на 47 страницах и библиографии, содержащей 104 наименования и занимающей 12 страниц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулирована ее цель, а также изложены основные положения, выносимые на защиту.

ПЕРВАЯ ГЛАВА носит обзорный характер. В ней приведен критический анализ литературных данных, служащих в дальнейшем базой для построения теоретических моделей.

В первом разделе главы оценивается информативность "данных,"" полученных с помощью различных экспериментальных методик, используемых для анализа поверхности в сопряжении с системой МПЭ. На основе комплексного сравнения экспериментальных подходов показано, что данные, полученные при помощи методик, основанных на дифракции электронов и масс-спектрометрии обеспечивают наиболее полную и непротиворечивую информацию для разработки кинетической модели поверхностных процессов.

Во втором разделе дана сводка экспериментальных данных, устанавливающих соответствие между составом поверхности, температурой, условиями роста и реконструкциями поверхности.

В третьем и четвертом разделах производится отбор наиболее надежных данных по адсорбции и десорбции компонентов 1П-Й и У-й групп с поверхности кристалла. Показано, что экспериментально наблюдаются значительные различия в адсорбции на поверхности димеров (Аб^) и тетрамеров (А54) мышьяка.

В пятом разделе анализируются эксперименты по термическому испарению кристаллов А3В3 в вакууме. Сформулированы основные отличия механиз-мов конгруэнтного и неконгруэнтного режимов термического испарения.

В шестом разделе систематизированы различные теоретические подходы к исследованию роста соединений А3В5 из молекулярных пучков и полученные с помощью них результаты. Анализ литературы показал недостаточную разарботанность кинетического подхода.

Отдельно, в седьмом разделе, рассмотрены методы получения информации о структуре поверхности на основе данных по дифракции электронов. Выявлено, что вопрос о влиянии многоуровневой

кристаллизации на интенсивность ДБЭ недостаточно полно обсуждался в литературе.

В заключении главы сформулированы цели и задачи диссертационной работы.

Во ВТОРОЙ ГЛАВЕ в предположении о малом покрытой поверхности адатомами Ш-й группы построена модель адсорбции тетрамеров (Ая*) и димеров (Авг) мышьяка для арсенидов третьей группы. Введены и рассмотрены четыре возможных механизма взаимодействия Ая4 с поверхностью: (1) механизм, допускающий распад Ав4 на димеры в процессе прилипания с последующим уходом одного из димеров в вакуум; (2) и (3) -механизмы, соответствующие прилипанию всех четырех атомов, образующих молекулу Аб4 и различающиеся порядком реакции хемосорбции я тетрамера на поверхности; (4) механизм парного взаимодействия молекул Ав4 на поверхности, предложенный ранее Фоксоном и Джойсом. Показано, что механизмы (2) и (3) наиболее адекватно описывают экспериментальную ситуацию при порядке реакции q близком к 2.

Выявленный наиболее достоверный механизм предполагает, что тетрамеры мышьяка в процессе адсорбции попадают в слабосвязанное физадсорбированное состояние, в котором термализуются, после чего могут либо уйти в вакуум, либо хемосорбироваться на поверхности. Вероятности ухода в вакуум и хемосорбции зависят от параметров физадсорбированного состояния. В результате коэффициент прилипания Аэ4 оказывается связанным с покрытием поверхности атомами мышьяка как:

, - 'тах-0-О*)'

5пшх - максимальное значение коэффициента прилипания тетрамера мышьяка, зависящее только от параметров физадсорбированного состояния.

С использованием экспериментальных данных [1, 2] определены величины «шах для арсенидов третьей группы, равные 0.50, 0.58 и 0.87 для ОаАв, 1пАб и А1Аб, соответственно. Величина -Ушах для ОаАя согласуется с данными известных экспериментов.

б

В отличие от тетрамеров, молекулы Авг испытывают безбарьерную диссоциативную хемисорбцию с коэффициентом прилипания:

■Ч=(1 (2)

На основе введенного одноком понентного кинетического уравнения, применимого в случае пренебрежимо малой десорбции с поверхности элемента Ш-й группы, определены константы десорбции димеров мышьяка к.4,2 с (00 ^-ориентированной поверхности ОаАз, 1пАз и А1Аз. Установлено, что Аж для ОаА5(001) при Т<560°С практически не зависит от температуры.

Такой эффект, предположительно, связан с кооперативным поведением атомов мышьяка на поверхности. При Т>560°С результаты, полугенные для СаЛ$(С01) согласуются с известными данными экспериментов с временным разрешением.

Продемонстрирована применимость модели для определения коэффициентов отражения, темпа десорбции димеров пятой группы и покрытия поверхности мышьяком в широком температурном интервале.

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ разработана двухкомпонептная кинетическая модель, учитывающая четыре элементарных процесса на поверхности растущего кристалла: адсорбцию и десорбцию компонентов Ш-й и У-й групп, встраивание адсорбированных атомов в кристалл и его декомпозицию, при которой атомы переходят из кристалла обратно в адсорбционный слой. При анализе предполагалось, что все поверхностные процессы протекают в одном верхнем монослое, а рост кристалла происходит посредством движения ступеней.

Основная система уравнений кинетической модели имеет вид;

(3)

^ = »• Ч • рвя - 2АД)<?я2 - у • в,А + -(1 - в„)

где кд и кц2 - скоростные константы десорбции атомов Ш-й и димеров У-й, а у

ий- кинетические константы встраивания и декомпозиции, соответственно. РА и Рв„ - падающие потоки атомов Ш-й и димеров (п=2) или тетрамеров

(п-4) У-й группы, измеренные в монослоях в секунду.

На основе анализа системы (3) получены ее аналитические решения, справедливые в предельных случаях высоких и низких температур. Рассмотрены экспериментальные ситуации, имеющие практическое значение, такие как термодинамическое равновесие "газ-твердое тело" и свободное (Лэнгмюровское) испарение. Показано, что существует универсальная связь между кинетическими константами кАк^ёIу = Клв , где КАВ - нормированная

константа равновесия реакции образования соединения А1 В5 из газообразных компонентов Ш-й и У-й групп.

Получена аналитическая формула описывающая падение скорости роста бинарных кристаллов с температурой, вызванное десорбцией компонентов с поверхности:

= где Ы^ = 1-йг~\ГА (4)

которая применимо при К'Л « , Л/7 « . Выражение (4) справедливо

также для случая внешнего потока тетрамеров пятой группы после замены в (4) /<в2 на 2х„ГВа .

Отдельно изучен случай частичного равновесия кристалл-адсорбционный слой, который реализуется, если скорость процессов на поверхности лимитируется скоростью поступления частиц из молекулярных пучков. В этом случае десорбированные потоки компонентов Ш-й и У-й групп связаны соотношением Г* • При приближении ^ к

единице последнее выражение переходит в соотношение, обычно используемое в рамках термодинамического подхода.

Установлена связь между нормированной константой равновесия реакции образования бинарного соединения из газообразных компонентов, скоростной константой десорбции атомов Ш-й группы и температурой конфуэнтного испарения кристалла Тс: Км(тс) = 2~"2кА3'2(тс). В рамках модели показано, что существует минимальная температура эпитаксии Те, связанная со скоростной константой встраивания соотношением 4/7л=яг7у, При температурах ниже Те послойный рост кристалла невозможен.

В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ кинетическая модель использована для анализа физических процессов, протекающих на поверхности полупроводников А3В5 в процессе роста кристалла.

Основываясь на результатах экспериментов предложено определять скоростную константу десорбции галлия с поверхности СаА5(001) по давлению насыщенных паров над его жидкой фазой. Для определения скоростной константы десорбции димеров мышьяка использован способ, предложенный в Главе 2 данной диссертации. Оценка константы встраивания производилась на основе данных о срыве эпитаксиапьного роста в случае низких температур, который наблюдался при изучении фазовой диаграммы ОаАз(001) для различных скоростей роста кристалла [3]. Недостающая константа декомпозиции рассчитывалась с использованием универсального соотношения между константами. Полученные температурные зависимости скоростных констант приведены на Рис. 1.

Рис.1. Скоростные кинетические константы микроскопических процессов, происходящих на растущей поверхности СаАзГОО 1) в зависимости от обратной температуры. Для сравнения приведена температурная зависимость (.КаоА$)ш■

Показано, что граница существования стационарных решений системы (3) с высокой точностью описывает экспериментально наблюдаемую границу образования на поверхности избыточной жидкой фазы [3] (Рис.2). Это связано с тем, что на границе своего существования

т

| ю-3 I 10"«

0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 10ОО/Температура (К'1)

решение (3) соответствует 9са=1, что является одним из условий образования жидкой фазы на поверхности 6аАз(001) [3].

Рис.2. Границы образования жидкой фазы на растущей поверхности ОаА5(001). Точки -экспериментальные данные [3], полученные при разных скоростях роста. Сплошные линии -расчетные кривые, соответствующие границам областей существования стационарных решений кинетической модели.

Проведено сравнение процесса роста ОаАБ(001) и 1пАз(001) методом МПЭ. Выяснено, что уменьшение скорости роста ОаАБ(001) при высоких температурах может быть значительно вплоть до травления кристалла при дальнейшем ее повышении, в то время как в обычных условиях уже небольшое уменьшение скорости роста 1пАз(001) сопровождается образованием на поверхности жидкой фазы. Результаты модельных расчетов согласуются с экспериментальными данными по скорости роста СаАз(001) во внешнем потоке димеров или тетрамеров мышьяка [4] (Рис.3). Показано, что результаты расчета с использованием аналитического выражения (4) дают спад скорости роста при высоких температурах, не более чем на 3°С сдвинутый относительно предсказываемого в численных расчетах.

0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 10ОО/Температура (К'1)

Рис.3. Скорость роста ОаАз(ООЗ) в зависимости от температуры для

падающих потоков Авг (штрих------

пунктирная линия) и Аэд (сплошная линия). Точки -экспериментальные данные [4]. На вставке приводятся соответствующие изменения покрытий поверхности мышьяком и галлием в зависимости от температуры.

1,2

I ■ I ■ I

GaAs(OOI)

ц Д >

400 600 800 Температура (сС)

400 500 600 700 800

Температура (°С)

Исследовано термическое травление ОаАз((Ю1) и 1пАб(001) в условиях свободного испарения, а также в падающем потоке молекул мышьяка при температурах выше Тс. Выявлено, что в первом случае максимальная скорость травления ограничена процессом декомпозиции кристалла, в то время как во втором - формированием на поверхности жидкой фазы. Результаты расчетов согласуются с имеющимися экспериментальными данными [5, 6].

Проанализированы условия применимости термодинамического подхода, в настоящее время широко используемого для расчетов скорости роста, величин десорбированных потоков, а также границы образования на поверхности жидкой фазы. На основе кинетической модели показано, что корректное применение термодинамического подхода ограничено областью высоких температур, при которых величины десорбированных с поверхности потоков III-й и У-й групп сравниваются по порядку величины с соответствующими падающими.

Выявлены причины наблюдаемого расхождения экспериментально определенных величин энергии активации десорбции галлия с поверхности ваА^ОСИ). Показано, что десорбируемым частицам нельзя приписать

определенную энергию активации по причине существования нескольких

и

лимитирующих стадий десорбции. В этом случае измеряемая энергия активации будет проявлять сильную зависимость от величин падающих на поверхность потоков и температуры.

На основе кинетического подхода в четвертой главе рассчитаны также изо-линии покрытия мышьяком поверхности GaAs(OOl) и InAs(001), коэффициенты прилипания димеров и тетрамеров, величины десорбированных и отраженных потоков компонентов Ш-й и V-й групп в зависимости от величин падающих потоков и температуры.

Кроме того, в данной главе проведено моделирование нестационарных процессов. В частности показано, что изменение состава поверхности со временем проявляет сильную нелинейность, что в ряде работ привело к не вполне корректным результатам при определении константы десорбции мышьяка по измеренному изменению со временем соответствующего покрытия.

В заключение главы с использованием аналитического приближения (4) произведено сравнение температурных зависимостей скорости роста арсенидов и фосфидов Ш-й группы (GaAs, InAs, AlAs, GaP, InP, AIP).

В ПЯТОЙ ГЛАВЕ проанализированы основные аспекты проявления многоуровневой кристаллизации в осцилляциях интенсивности дифрагированных быстрых электронов, наблюдаемых в начальный момент роста полупроводников А3В5 из молекулярных пучков.

На основе простой модели многоуровневой поверхности определена зависимость интенсивности ДБЭ в максимумах и минимумах осцилляционной кривой от количества слоев, вовлеченных в кристаллизацию. Показано, что при постепенном развитии многоуровневой кристаллизации в процессе роста и точном выполнения антибрэгговских условий дифракции интенсивность минимумов равна нулю, а затухание максимумов осцилляционной кривой характеризуется скоростью вовлечения в кристаллизацию избыточных слоев. При небольшом отклонении от антибрэгговских условий интенсивность как максимумов,

так и минимумов осцилляционной кривой будет затухать с одинаковой

скоростью, но с разной амплитудой.

Еще одним следствием,-вытекающим из предложенной модели,--------- -

является резкое падение интенсивности дифрагированных электронов на первом периоде осцилляции при формировании на поверхности трехмерных островков с одновременным увеличением длительности первого периода по сравнению с последующими.

Оценки, произведенные на базе сравнения модельных предсказаний с экспериментальными данными, полученными на А1А8(001), показали, что темп развития многоуровневой кристаллизации в значительной мере определяется скоростью роста кристалла.

На базе приближения Кирхгофа, которое применимо в том случае, если продольные размеры образовавшегося в процессе кристаллизации островка значительно превышают его высоту, выявлено влияние многоуровневой кристаллизации на форму профиля пика интенсивности зеркального рефлекса ДБЭ. Показано, что профиль интенсивности формируется острым пиком (дифракция на плоских участках поверхности) и широкими 'плечами' (рассеяние на ступенях), что согласуется с данными [7]. Как высота пика, так и ширина 'плеч' проявляют зависимость от количества и распределения островков по размерам на растущей поверхности (Рис.4).

Рис.4. Изменение профиля пика интенсивности ДОБЭ по мере заполнения растущего слоя 9 для различных модельных случаев: 1 - двухуровневая кристаллизация, средние линейные размеры двумерных островков на поверхности не зависят от степени заполнения растущего слоя

ч ©

о о

X

ш 5 и г

г

X

г

2 - многоуровневая кристаллизация, средние линейные размеры островков не зависят от степени заполнения растущего слоя, но их средняя высота (количество слоев в изолированном островке) прямо пропорциональна степени заполнения растущего слоя (развитие многоуровневой кристаллизации)

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ:

1. Разработан кинетический подход для описания процессов, протекающих в адсорбционном слое на поверхности полупроводников А3В5 -адсорбции и десорбции компонентов Ш-й и У-й групп, кристаллизации и декомпозиции кристалла. Показано, что кинетические константы в ряде случаев могут быть однозначно определены из эксперимента.

2. Предложены новые модели адсорбции молекул Аэ2 и Ав4 на поверхности арсенидов Ш-й группы, предполагающие безбарьерную диссоциативную адсорбцию для димеров и промежуточный захват в физадсорбированное состояние для тетрамеров мышьяка. Продемонстрировано согласие модели с имеющимися экспериментальными данными.

3. На основе анализа экспериментальных данных определены максимальные значения коэффициентов прилипания молекул Аз4 на поверхности ОаАв, 1пАб и А1Аб с ориентацией (001), а также температурные зависимости скоростных констант десорбции молекул А32 с этих поверхностей.

4. Получены приближенные аналитические выражения для скорости роста кристалла, поверхностных покрытий атомами Ш-й и У-й групп, границы образования на поверхности избыточной жидкой фазы, скорости конгруэнтного испарения материала, позволяющие с точностью, приемлемой для оценки экспериментальной ситуации, предсказывать основные закономерности исследуемых процессов. Установлена связь между температурой конгруэнтного испарения, минимальной температурой эпитаксии и кинетическими константами, характеризующими поверхност-ные процессы.

5. Определены условия применимости термодинамического подхода для описания поверхностных процессов, включающие:

• установление частичного равновесия между атомами адсорбционного слоя и

кристалла;

• близость к единице коэффициента прилипания димеров У-й группы (что реализуется при малых покрытиях поверхности атомами У-й группы).

6. Проведено сравнительное исследование процесса роста ОаАя и ТпАч из молекулярных пучков. Показано, что возможность высокотемпературного выращивания СэАб ограничена процессом десорбции Оа (и возникающим в результате резким падением скорости роста и даже травлением материала), в то время как для шАв лимитирующим процессом является образование на поверхности избыточной жидкой фазы.

7. Определены предельные скорости термического травления ОаАя и 1пАб. Установлены факторы, лимитирующие скорость травления в случае конгруэнтного (скорость декомпозиции кристалла) и неконгруэнтного (появление на поверхности избыточной жидкой фазы) испарения.

8. Выявлены некорректности трактовки экспериментальных данных по измерению энергии активации десорбции Оа и скорости десорбции димеров мышьяка с поверхности ОаЛ5((Ю1). Показано, что наблюдаемые энергии активации десорбции галлия не могут быть приписаны какому-либо определенному элементарному процессу. Заметный разброс экспериментальных данных при этом связан с доминированием различных стадий процесса десорбции при разных используемых температурах и соотношениях потоков атомов (молекул) Ш-й и У-й группы. Аналогично, изменение энергии активации десорбции мышьяка, связываемое в ряде работ с изменением реконструкции поверхности, на - самом деле определяется сменой лимитирующей стадии десорбции.

9. Выявлены основные закономерности влияния многоуровнеовй кристаллизации на форму кривых осцилляций интенсивности зеркального рефлекса дифрагированных быстрых электронов. К ним относятся наблюдаемые в условиях, близких к антибрэгговской геометрии:

• быстрое затухание максимумов по сравнению с минимумами осцилляций при постепенном развитии многоуровневой кристаллизации;

• резкое падение интенсивности зеркального рефлекса на первом периоде при образовании на поверхности изолированных трехмерных островков, а также увеличение длительности этого периода по сравнению с предыдущими. Показано, что поведение первого типа характерно для поверхности AlAs(OOl), причем скорость заполнения верхних избыточных слоев растет с увеличением скорости роста кристалла.

СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

[1] J.Y.Tsao, T.M.Brennan, J.F.Klem, B.E.Hammons, surface-stoichiometry dependence of As2 desorption and AS4 "reflection" from GaAs(OOl), J.Vac.Sci.TEchnol. A 7(3) (1989) 2138-2142.

[2] T.M.Brennan, J.Y.Tsao, B.E.Hammons, Reactive sticking of AS4 during molecular beam homoepitaxy of GaAs, AlAs, and InAs, J.Vac.Sci.Technol. A 10(1) (1992) 3345.

[3] S.M.Newstead, R.A.A.Kubiak, E.H.C.Parker, On the practical applications of MBE surfacce phase diagrams, J. of Crystal Growth 81 (1987) 49-54.

[4] AJ.SpringThorpe, P.Mandeville, Mass spectrometry during molecular-beam epitaxy: An alternative to reflection high-energy electron diffraction, J.Vac.Sci.Technol В 6(2) (1988) 754-757.

[5] T.Kojima, N.J.Kawai, T.Nakagawa, K.Ohta, T.Sakamoto, M.Kawashima, Layer-by-layer sublimation observed by RHEED intensity oscillation in a molecular beam epitaxy system, Appl.Phys.Lett. 47 (1985) 286.

[6] J.M. Van Hove, P.R.Pukite, G.J.Whaley, A.M.Wowchak, P.I.Cohen, Summary abstract: layer-by-layer evaporation of GaAs(001), J. of Vacuum Science and Technology 3(4) (1985) 1116-1117.

[7] C.S.Lent, PJ.Cohen, Diffraction from stepped surfaces, Surface Science 139 (1984) 121-154.

Основные материалы диссертации опубликованы в следующих работах: 1. S.Yu.Karpov, M.A.Maiorov. Analysis of V-group molecules sticking to IH-V compound surfaces. // Surface Science 344 (1995) 11-22.

2. A.N.Alexeev, S.Yu.Karpov, MAMaiorov, V.E.Myachin, Yu.V.Pogorelsky, I.A.Sokolov. Thermal etching of binary and ternary Ш-V compounds under vacuum conditions. // Proceedings of the Xl-International Conference on Crystal Growth

(1995).

3. М.А.Майоров. Использование МПЭ для выращивания гетероструктур приборного назначения. // Материалы научного семинара при Универсальной выставке электротехники и электроники UNEL-96, С.-Петербург (1996).

4. С.Ю.Карпов, М.А.Майоров. Кинетическая модель роста GaAs(lOO) из молекулярных пучков. // Письма в ЖТФ (1997) №1, 66-72.

5. А.Н.Алексеев, С.Ю.Карпов, В.В.Кораблев, М.А.Майоров. Влияние многоуровневой кристаллизации на осцилляции интенсивности дифрагированных быстрых электронов при росте арсенида алюминия из молекулярных пучков. // Письма в ЖТФ №7 (1997)

6. AN.Alexeev, S.Yu.Karpov, MAMaiorov, V.E.Myachin, Yu.V.Pogorelsky, I.A.Sokolov. Thermal etching of binary and ternary Ш-V compounds under vacuum

conditions. //J. of Crystal Growth 166 (1996) 167-171.

7. M.A.Maiorov, S.Yu.Karpov. Kinetic model for the growth of AmBv compounds. // Proceedings of the 2nd International Workshop on Modelling in Crystal Growth

(1996).