Перестройка структурных дефектов в монокристаллахи эпитаксиальных структурах на основе GaAs под внешними воздействиями, выявленная рентгенодифрактометрическими методами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

ч0$ НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ ФІЗИКИ НАПІВПРОВІДНИКІВ СПЕЦІАЛІЗОВАНА ВЧЕНА РАДА К50.07.02

На правах рукопису УДК 548.4:548.73 + 621.315 + 539

ЛИТВИН ПЕТРО МАР'ЯНОВИЧ

ПЕРЕБУДОВА ДЕФЕКТНОЇ СТРУКТУРИ МОНОКРИСТАЛІВ ТА ЕПІТАКСІЙНИХ СИСТЕМ НА ОСНОВІ СаАй ПІД ВПЛИВОМ ЗОВНІШНІХ ЗБУДЖЕНЬ, ВИЯВЛЕНА РЕНТГЕНОДИФРАКЦІЙНИМИ МЕТОДАМИ

(01.04,07 — фізика твердого тіла)

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук

КИЇВ - 1997

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті фізики напівпровідників НАН України, м. Київ

Наукові керівники: доктор фізико-математичних наук

Прокопенко Ігор Васильович кандидат фізико-математичних наук, ст.н.с. Криштаб Тетяна Георгіївна Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор

Ширшов Ю.М. кандидат фізико-математичних наук

Кисловський Є. М.

Провідна організація: Інститут фізики НАН України, м. Київ

Захист відбудеться “18" квітня 1997 р. о 14і5 на засіданні Спеціалізованої вченої ради К50.07.02 в Інституті фізики напівпровідників НАН України за адресою: 252650 Київ-28, проспект Науки, 45.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту фізики напівпровідників.

Відгуки на автореферат у двох примірниках, засвідчені печаткою, прохання надсилати за вказаною адресою на ім'я вченого секретаря Спеціалізованої ради.

Автореферат розісланий “17" березня 1997 р.

Вчений секретар Спеціалізованої ради

кандидат фізико-математичних наук РУДЬКО Г.Ю.

Актуальність теми. Реальні монокристалічні тверді тіла, як правило, містять значну кількість структурних дефектів різного типу (домішки, дислокації і т.д.), які у більшості випадків нерівномірно розподілені в об" ємі кристалічної матриці. Наявність ділянок з градієнтом концентрації таких дефектів може бути причиною появи локальних пружних напруг. Заздалегідь неоднорідними в напрямку нормалі до поверхні росту є епітаксійні плівки, в яких уникнути пружних спотворень практично неможливо. В напівпровідникових матеріалах такі спотворення приводять до суттєвих аномалій величин електрофізичних параметрів. Особливо це проявляється в бінарних монокристалах типу А3В5 які знайшли широке застосування в

ІИфри’ІСрЕОІІІП ЛЗ.ЗСріїІЙ

Враховуючи тенденцію подальшого підвищення ступеня інтеграції і мікромініатюризації твердогільної електроніки зрозуміло, що отримання структурно однорідних матеріалів є вкрай необхідним. Це в свою чергу вимагає як розвитку методів отримання структурно досконалих напівпровідникових монокристалів та епітаксійних структур, де не останнє місце займають різні процеси відпалу дефектів у вирощених матеріалах, так і вдосконалення методів дослідження структури, сприяючих з'ясуванню механізмів протікання процесів структурного впорядкування.

Неруйнівний контроль реальних монокристалів після їх вирощування, а також в процесі створення та експлуатації конкретних приладів можливий за допомогою рентгенівських дифракційних методів. їх застосування зумовлене високою чутливістю до різноманітних дефектів і порівняно великим об'ємом отримуваної інформації. Теоретичною основою таких методів є динамічна теорія дифракції рентгенівських променів на реальних кристалах. В даний

З

час ця теорія знаходиться в процесі розвитку. Особливо складним для розгляду є випадок довільного деформаційного поля. Однак, існують теоретичні уявлення, які при використанні тієї чи іншої моделі дозволяють характеризувати рівень структурної досконалості за допомогою різних дифракційних параметрів. Тому значний інтерес представляє накопичення і систематизація експериментальних даних про процеси дифракції рентгенівських променів на неідеальних кристалах з дефектами різної природи.

Таким чином вивчення структурних змін в монокристалах СаАБ та приладових структурах на його основі під дією опромінення різної природи спрямованого на підвищення однорідності та покращення структурних параметрів є актуальною науковою та прикладною задачею.

Метою роботи було! вивчення механізмів формування властивостей епітаксійних структур на основі СаАя при різних методах вирощування та вплив оброблень, які застосовуються для підвищення структурної досконалості, як підкладкових монокристалів, так і приладових структур, шляхом комплексного використання, розвитку та вдосконалення рентгенодифракційних методів.

Наукова новизна

1. Виявлено, ефект підвищеної радіаційної стійкості епітаксійних структур на основі СаАя з високим рівнем досконалості при їх вирощуванні методом низькотемпературної рідиннофазної епітаксії (РФЕ) із додаванням до розплаву рідкоземельного елементу (РЗЕ).

2. Встановлено, що при вирощуванні епітаксійних шарів ве на підкладках СаАБ вкритих плівкою природних оксцдів методом мо-лекулярнопроменевої епітаксії (МПЕ) процеси релаксації можуть відбуватися без утворення дислокацій невідповідності (ДН), шляхом розорієнтації площини плівки відносно площини підкладки з утворенням мозаїчної структури.

3. Підпорогове ультразвукове оброблення (УЗО) епітаксійних структур (ЕС) Се-СаАв з плівкою природних оксидів приводить до релаксації напруг між плівкою та підкладкою шляхом утворення ДН, незначного перерозподілу пружних полів в об’ємі зразків та покращенню структурної досконалості завдяки гетеруванню точкових дефектів дислокаціями.

4. Показано, що використання надвисокочастотного (НВЧ) опромінення підкладок СаАя та ЕС на його основі з метою підвищення рівня їх досконалості із стабільними параметрами структури вимагає підбору оптимальних режимів які залежать від вихідного рівня досконалості структури.

5. Встановлено довготривалий (більше 1000год.) немонотонний характер протікання процесів релаксації напруг в монокристалах ваЛь

2С на його 0СІІС2І ПІСЛЯ ЕЯЛІЇЗу НВЧ поля.

Наукова і практична значимість роботи. Отримані в роботі нові дані при вивченні епітаксійних структур, вирощених методами МПЕ та РФЕ, а також дані про дію різних зовнішніх впливів на перебіг процесів структурної перебудови з використанням підібраного комплексу неруйнуючих рентгенодифракційних методів дослідження напівпровідникових матеріалів розвивають фізичні уявлення про механізми формування властивостей цих шарів та структурної релаксації в них. Розвинуті підходи дослідження структурної досконалості реальних структурно неоднорідних напівпровідникових матеріалів дозволяють отримувати кількісну і якісну інформацію про структурну перебудову під впливом зовнішніх збуджень і тому їх використання представляє інтерес для контролю технології вирощування та розширення існуючих і створення нових методів відпалу структурних дефектів в неоднорідних кристалічних матеріалах. Проведені дослідження про використання рідкоземельного елементу в розплаві при РФЕ показали, що існує його оптимальна кількість в розплаві, ко-

ли РЗЕ ще не впливають на електрофізичні характеристики і дозволяє отримувати високоякісні ЕС з високою радіаційною стійкістю як бінарних, так і потрійних сполук для промислового використання.

1. Властивості ЕС на основі GaAs, вирощених методом РФЕ формуються в залежності від вмісту рідкоземельного елементу в розплаві. При оптимальній концентрації рідкоземельного елементу в розплаві можна отримати високоякісні структури з високою радіаційною стійкістю.

2. Опромінення надвисокочастотним електромагнітним полем як підкладкового GaAs, так і приладових структур на його основі можна використовувати в якості фактора, сприяючого покращенню однорідності розподілу точкових дефектів в об'ємі матеріалу та ЗМсНШЄНВїО 56ЛКЧЙНЙ КаПруТ Б ПОЛЯХ ЗаЛНШКОЬЇіл Деформацій. Прй. цьому процеси структурної перебудови після припинення НВЧ опромінення носять довготривалий немонотонний характер.

3. Ультразвукове оброблення епігаксійних шарів Ge-GaAs, вирощених методом молекулярнопроменевої епітаксії з використанням плівок природних окислів на поверхні підкладок спричинює релаксацію напруг на межі розділу плівка підкладка шляхом генерації дислокацій невідповідності та гетерування точкових дефектів в об'ємі структури дислокаціями.

Апробація роботи. Матеріали роботи доповідались та обговорювались на таких конференціях:

VI Международном Симпозиуме. "Тонкие пленки в электронике". Херсон.-1995; V Міжнародній конференції з фізики і технології тонких плівок. Івано-Франківськ. - 1995; International Autumn SchoolConference for Young Scientists “Solid State Physics: Fundamentals & Applications" (SSPFA'95). Uzhgorod, Ukraine.- 1995; International Semiconductor Conference. 19th Edition, October 9-12, 1996, Sinaia,

Romania; також обговорювались на наукових семінарах Інституту фізики напівпровідників НАН України.

Публікації. Основні результати дисертації опубліковані у 10 роботах, перелік яких наведений у кінці автореферату. Всі вони виконані у співавторстві.

Особистий науковий внесок: в дисертаційній роботі узагальнені результати експериментальних досліджень, які виконані дисертантом особисто, в рамках задач, поставлених науковими керівниками. Оскільки дисертант брав активну участь в обговоренні, написанні та оформленні статей, то він є повноправним членом авторського колективу в усіх матеріалах опублікованих у співавторстві.

Об'см і структура дисертації. Дисертація викладена на 147 сторінках друкованого тексту. Складається з вступу, п'яти розділів, загальних висновків та сшіску літератури із І 63 назв, 4 таблиць, 36 рисунків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтована актуальність теми, сформульована мета роботи, викладена наукова новизна, практична значимість отриманих результатів та положення, які виносяться на захист. У вступі також містяться відомості про апробацію роботи та перелік опублікованих матеріалів.

Перший розділ містить огляд літературних джерел, в яких висвітлені питання стосовно механізмів дефектоутворення, як при вирощуванні монокристалів та епітаксійних систем на основі GaAs, так і внаслідок впливу зовнішніх збуджень. Розглянуті особливості теоретичного та експериментального аналізу закономірностей дифракції рентгенівських променів в реальних монокристалах з структурними дефектами різного тішу. Огляд літературних даних обгрунтовує актуальність поставленої задачі.

В другому розділі розглянуто питання методик визначення

структурних параметрів досліджуваних об'єктів та особливості експерименту. Комплекс використаних методів дослідження підбирався з метою отримання інформації про перебудову дефектів різного типу при зовнішніх впливах, та з огляду на можливість їх застосування в структурно неоднорідних зразках. До нього входили рентгенодиф-ракційні методи як в геометрії Брега (двокристальна топографія, визначення радіусу кривизни поверхні зразка, аналіз інтегральних інтенсивностей [-77) квазізаборонених відбивань (КЗВ), аналіз кривих дифракційного відбивання), так і в геометрії Лауе при аномальному проходженні рентгенівських променів (АПРП) (борманівська топографія, аналіз 77пар фріделівьких відбивань (№1, Ькі), аналіз товщинних залежностей 27).

Метод визначення радіусу кривизни атомних площин поверхні був вдосконалений і дозволив відтворювати їх форму, а також картографувати планерний розподіл деформацій.

Завдяки використанню розвиненого методу аналізу 77 фріделівських пар стало можливим на основі феноменологічного підходу розділити внесок в 77 розподілених та локалізованих полів деформацій і ввести нові дифрактометричні параметри, що дозволило контролювати рівень досконалості структурно неоднорідних об'єктів дослідження.

В третьому розділі приведені результати експериментальних досліджень особливостей формування структури мало розузгоджених епітаксійних шарів, вирощених на основі арсеніду галію методом РФЕ та МПЕ.

Зазначено, що однією з головних проблем, які виникають при МПЕ вирощуванні епітаксійних структур Се-СаАБ, є гетеродифузія Са або Ай з підкладки. Одним із шляхів запобігання протіканню цих процесів є використання плівок природних окислів. Експериментально досліджені структурні властивості ЕС Се-СаАз, вирощені як на Аб-

8 град.

стабілізованій поверхні, так і на поверхні підкладки, вкритій плівкою природних окислів(< ІбА). Виявлено нетиповий характер протікання процесів релаксацій напруг в таких мало розузгоджених системах як ве-СаАз, який полягає в тому, що в структурах з плівками окислів дислокації невідповідності не зароджуються, а виникає кут нахилу між кристалографічними площинами підкладки та

Мал. 1. Форма кривих дифрак- ШцВКИ| причому плівкам притаманна цінного відбивання від ЕС Се- '

СаА?' вирощєно'і на Аз'стабілізо- М03аина структура і вищий рівень

ваніи (а) та на вкритій плівкою

природних окислів (Ь) поверхнях. напруг (мал.1).

Проведені комплексні дослідження електрофізичних та структурних параметрів автоепітаксійних шарів на основі СаАБ при вирощуванні РФЕ із додаванням в розплав РЗЕ (УЬ). Немонотонний характер зміни цих параметрів при збільшенні концентрації УЬ в розчині-розплаві (до 1-1СГ3 ат.%) дозволив розглянути питання про форму входження рідкоземельного елементу до складу епггаксійної плівки (див. напр. зміну 77 КЗВ, які характеризують ступінь нестехіометрич-

ності, мал.2.). Слід виділити дві області концентрацій РЗЕ в розплаві: в першій можна припустити, що при мінімальній концентрації УЬ діє як гетер атомів домішок і

уь іо'г, ат. % каталізатор гетерогенної рів-

Мал. 2. Залежність відношення інтегральної _ _

відбиваючої здатності КЗВ ЕС (ДЕ/К*), від новаги в розчині-розплаві,

вмісту УЬ в розплаві. Пунктирна лінія відлові- . . _.

дає стехіометричному ¿Ая. ЗМІНЮЮЧИ стехюметричшсть

ЕС. При наближенні концентрації до оптимальної ~ 0.48-10~2 ат.%, при якій електрофізичні та структурні параметри. шарів були найкращими, УЬ входить в ЕС у вигляді поодиноких атомів, займаючи місця в галієвій підгратці; в другій області (Л'уь >0.48-10-2 ат.%), діючи як гетер та каталізатор, рідкозємельна домішка входить до складу структури у вигляді мікровключень, при цьому процеси коагуляції посилюються із збільшення концентрації УЬ.

Ці представлення були використані при виборі умов вирощування плівок АКІааАз. ЕС отримані при концентрації УЬ в розплаві ~0,48-10’2ат.% мали найкращі електрофізичні параметри, порівняно із структурами, отриманими при даній технології без додавання РЗЕ, причому сам РЗЕ при такій концентрації не впливає на ці параметри.

Показано, що в епітаксійних структурах СаА^-СаЛя, вирощених методом РФЕ у випадку легування підкладки оловом, а плівки кремнієм спостерігається наслідування дислокаційної структури підкладки епітаксійним шаром з частковою їх анігіляцією в границі розділу, що як встановлено в ході рентгенодифрактометричних та оптичних досліджень пов'язане з особливостями взаємодії атомів кремнію з вакансіями галію та арсеніду (здебільшого заміщенням кремнієм атомів галію).

В четвертому розділі представлені результати дослідження перебудови дефектної структури в підкладкових монокристалах СаАв при дії на них опромінення у-квангами (60Со, потік 8-1017см'2) та потужного надвисокочастотного електромагнітного поля, генерованого магнетроном (частота 2,38 ГГц, густина випромінювання 100 Вт/см2).

Експериментально показано, з використанням нових параметрів АПРП, що при у-опроміненні підкладок СаАБ відбувається перерозподіл точкових дефектів в об'ємі кристалічної матриці без зміни їх дислокаційної структури. Процеси впорядкування структури при опроміненні у-квантами спостерігаються при різних дозах в залежності

від густини дислокацій, які відіграють роль стоків для точкових дефектів, та рівнів пружних дисторсій кристалічної гратки.

Рештенодифракційними методами показано, що при НВЧ обробленні відбуваються зміни

каційна структура, при Мал. 3. Зміни форми атомлігх площин поверхні „ ...

А. _____ г ттт-лчтктлг чагяячттш

прут, після пришгаення впливу, має немонотоншш довготривалий (більше 1000 год.) характер і залежить від вихідного стану матеріалу та умов оброблення, т. то дислокаційно-домішкової рівноваги не досягається.

Ці ефекти можна пояснити складною взаємодією електричних, температурних та механічних явищ, які мають місце при опромінюванні, а саме: безпосередня дія електромагнітного поля на заряджені дефекти; збільшення температури і густини електронного газу та протікання підпорогових процесів взаємодії електронний газ-структурні дефекти і розігрів галієвих преципітатів, що породжує значні градієнти температури та механічних напруг і в свою чергу дифузійні процеси; значна роль поверхні сколу кристалу, де виникає знакозмінна п'єзоелектрична деформація, яка поширюється у вигляді гіперзвукової хвилі і можлива роль поверхневих станів, завдяки чому характер поглинання НВЧ потужності на сколі відрізняється від поглинання в об'ємі, що зумовлює інтенсивне зародження дислокацій від сколу.

як: залишкові напруги

1.25

% теристик монокристалів

ність, включення, дисло-

таких структурних харак-

(мал.З), нестехіометрич-

мопокристалу СаЛя після; НВЧ опромінення та ЧьомУ загальний розігріві

зразків не перевищує

Отримані результати дозволяють говорити, що при належному виборі режимів, НВЧ відпал можна застосовувати для підвищення рівня структурної досконалості напівпровідникових матеріалів.

В п'ятому розділі представлені результати досліджень впливу у-опромінення, НВЧ поля і підпороговош ультразвукового опромінення (160 кГц, амплітуда акустичної деформації ~10'5) на процеси структурної релаксації в приладних структурах на основі СаАк.

Показано, що:

— у-опромінення зумовлює структурні зміни в гетеросистемах Мо-СаА5 та \V-GaAs, які визначаються характером дефектоутворення в границі розділу фаз;

— епітаксійні структури СаАв, отримані методом РФЕ з використанням рідкозємельного елементу в розчині-розплаві мають підвищену радіаційну стійкість, що пояснюється дією деформаційних полів

атомів ітербію або їх комп-

іап

ОЛ37 0.038 ДО ОС»

лексів;

— перебіг процесів структурної релаксації під впливом НВЧ опромінення в

епітаксійних структурах визначається наявністю пе-

„ . рехідного шару, градієнту

Мал. 4. Товщинні залежності, швсуми 33

АПРП для ЕС (Зе-СаАБ до (—) та після (—) концентрації носіїв, про-ультразвухової обробки.

цесів дифузії плівка-

підкладка, додаткових поверхневих енергетичних зон біля границі розділу, градієнту механічних напруг в границі розділу т. ін, що підсилює ефекти, які спостерігались в монокристалічних підкладках.

— підпорогова ультразвукова обробка ЕС Се-ваЛя вирощених з плівкою природних оксидів приводить до структурної релаксації шляхом зародження дислокацій невідповідності, незначного перерозподі-

лу пружних полів в підкладці, та покращення структурної досконалості підкладкового матеріалу завдяки гетеруваншо точкових дефектів дислокаціями, що ілюструється зменшенням ефективного інтерференційного коефіцієнту поглинання (мал.4).

В закліоченні дисертації приведені найбільш суттєві результати та висновки.

Основні результати і висновки

1. Аналіз 77 фріделівських пар відбивань у випадку АПРП (відношення і півсума 77] і введення інтегральних характеристик (і* та у* по координаті на зразку; створення комп'ютерної програми

відображення форми атомних площин поверхні та розподілу пружних деформацій в комплексі з рентгенотопографічними та іншими дифра-ктометричними методами дозволили ефективно проводити неруйнівну діагностику структури монокристалів та ЕС на основі СаАи і фіксувати її зміни під впливом зовнішніх збуджень.

2. Встановлено, що наявність плівки природних окислів на поверхні підкладок СаЛя (<1бА), яка використовується для запобігання гетеро-дифузії при вирощуванні епітаксійного шару Се методом МПЕ приводить до нетипового для таких мало розузгоджених систем механізму релаксації, який полягає у виникненні кута розорієнтації між кристалічною граткою германієвого шару та підкладки і формуванні мозаїчної структури плівки із значним рівнем напруг. В той же час при вирощування Се-СаАз на Аз-стабілізованій поверхні системам притаманний низький рівень напруг і релаксація відбувається шляхом зародження дислокацій невідповідності, які переважно зосереджені в епітаксійному шарі.

3. В епітаксійних структурах СаЛя-СаЛя, вирощених методом РФЕ у випадку легування підкладки оловом, а плівки кремнієм спостерігається наслідування дислокаційної структури підкладки епітаксійним шаром з частковою їх анігіляцією в границі розділу, що

як встановлено в ході рентгенодифрактометричних та оптичних досліджень пов'язане з особливостями взаємодії атомів кремнію з вакансіями галію та арсеніду (здебільшого заміщенням кремнієм атомів галію).

4. Показано, що додавання ітербію до галієвого розплаву при вирощуванні епітаксійних шарів СаАз-СаАй та АЮаАз методом РФЕ при оптимальній концентрації УЬ (-0,48 -10'4 ат. частки) дозволяє отримувати високоякісні структури. При цій концентрації УЬ в основному виконує роль гетера залишкових домішок в розчині-розплаві і каталізатора гетерогенної рівноваги в розплаві впливаючи на стехіометричний склад епітаксійних шарів.

5. Перебіг процесів структурного впорядкування, які відбуваються на рівні точкових дефектів в об'ємних монокристалах СаАз під впливом “малих доз" у-опромінення суттєвим чином залежить не тільки від дислокаційної структури матеріалу, але й від характеру розподілу полів залишкових пружних деформацій.

6. Характер протікання релаксацій пружних напруг в гетеросистемах метал-СаАз при їх опроміненні у-квантами в режимі "малих" доз визначається процесами, що відбуваються в границі розділу.

7. Встановлена висока радіаційна стійкість при у-опроміненні епітаксійних систем СаАз-СаАв, вирощених методом рідиннофазної епітаксії із додаванням в розплав рідкоземельного елементу, що забезпечується дією деформаційних полів атомів УЬ або їх коагулянтів, які потрапили до епітаксійного шару.

8. Показано, що НВЧ відпал монокристалів СаАя викликає зміни структурних характеристик таких як: розподіл та рівень деформаційних полів, точкових дефектів та їх коагулянтів. Вибір режимів НВЧ опромінення в залежності від вихідного стану монокристалів, дозволяє підвищити їх структурну однорідність без додаткового де-фектоутворення.

9. Спостережувана кінетика структурної релаксації після потужного НВЧ опромінення носить немонотонний довготривалий характер нап-ротязі 1000 год. зберігання і залежить від вихідного домішково-дефектного стану матеріалу, його морфологічних параметрів та умов оброблення.

10. Структурна перебудова в епігаксійних системах на основі GaAs, та гетеросистем метал-GaAs під дією НВЧ поля наслідує характер релаксаційних процесів в підкладкових матеріалах, при цьому наявність границі розділу вносить додатковий вплив в перебіг цих процесів, а за певних умов може відігравати домінуючу роль.

11. Ультразвукове оброблення епітаксійних шарів Ge-GaAs, вирощених методом молекулярно променевої епітаксії з використанням плівок природних окислів на поверхні підкладок приводить до структурної релаксації шляхом генерації дислокацій невідповідності, перерозподілу полів пружних напруг та гетерування точкових дефектів дислокаціями в об'ємі підкладки.

Основні результати дисертадії опубліковані

в таких наукових працях

1. Mechanical Stress in Semiconductor Structures, Its Role in Devace Degradation and Methods of Its Suppression./ Il'in I.Yu., Lytvyn P.M., Prokopenko I.V. Konacova R.V., Milenin V.V., Tkhorik Yu.A., Khazan L.S., Breza J., Liday J //J. Functional Materials.- 1996 .-N1.- P. 18-28.

2. Немонотонность процессов структурной релаксации при СВЧ-обработке арсенида галлия/ Крыштаб Т.Г., Семенова Г.Н., Литвин П.М., Конакова Р.В., Прокопенко И.В., Мазин М.А.// Оптоелект-

роника и полупроводн. техника.- 1996. - Вып.31,- С. 140-145.

3. Prokopenko, T.G. Kryshtab, P.M. Lytvyn. X-ray Diagnostics of Structurally Inhomogeneous Single Crystals/Металлофизика и новейшие технолопги.-1997.- 19, N2.- P. 62-66.

4. The Structural Relaxation in Single Crystals Stimulated by Microwave

Radiation/ Kryshtab T.G., Lytvyn P.M., Mazin M.A., Prokopenko I.V.// Металлофизика и новейшие технологии,-1997.- 19, N.3 - P. 71-77.

5. The Structural Transformation in Ge-GaAs Heterosystem under Subthershould Ultrasound Treatment./ Kryshtab T.G., Lytvyn P.M., Mazin MA, Prokopenko I.V., Semenova G.N. // Proceedings of the International Autumn School-Conference for Young Scientists "Solid State Physics: Fundamentals & Applications” (SSPFA'95). - Uzhgorod: Ukraine, 1995. - P. R77-R79.

6. Prokopenko I.V., Mazin M.A., Lytvyn P.M. Analysis of Planar Structural Inhomogeneity in Semiconductor Single Crystals by X-Ray Diffractometry./ Proceedings of the International Autumn SchoolConference for Young Scientists "Solid State Physics: Fundamentals & Applications" (SSPFA'95). - Uzhgorod: Ukraine, 1995. - P. L51-L58.

7. Photodetectors on the base of the AlGaAs/GaAs heterostructures grown by liquid phase epitaxy using rare-earth addition/ Venger E.F., Semenova G.N., Kryshtab T.G., Svitelskiy A.V., Lytvyn P.M., Kmkovskii S.I.// Proceedings of the International Semiconductor Conference. 19th Edition. - Sinaia: Romania, 1996. - 2. - P 607-610.

8. Распределение дислокаций подложки и оптические характеристики эпитаксиальних слоев GaAs./ Крыштаб Т.Г.,Семенова Г.Н., Прокопенко И.В., Прохорович А.В., Литвин П.М.// Материалы VI Международного Симпозиума. Тонкие пленки в электронике. - Херсон : Украина, 1995. - 1- С. 173.

9. Structural and Electrophysical Properties MBE Thin Ge-Films on GaAs Substrate./ Kryshtab T.G.,Semenova G.N., Sadofev Yu.G., Shehovtsov L.V., Prokopenko I.V., Lytvyn P.M.// Материалы VI Международного Симпозиума. Тонкие пленки в электронике. - Херсон : Украина, -1995. - 1.- С. 146.

10. Прокопенко И.В., Крыштаб Т.Г., Литвин П.М. Вплив структурної досконалості на дефектоутворення при у-опромінені монокристалів GaAs.// Матеріали V Міжнародної конференції з фізики і технології тонких плівок. - Івано-Франківськ: Україна, 1995. -1. -С. 135.

SUMMARY

Lytvyn Peter M. Structural Defects Transformation in Single Crystals and Epitaxial Structures on the Base of GaAs Under External Excitation Detected by X-ray Diffraction Methods (manuscript).

The physics and mathematics sciences candidate (Ph.D.) dissertation in the field of speciality 01.04.07 — solid state physics. Institute of Semiconductor Physics National Academy of Science of the Штате, Kyiv, 1997.

The mechanisms of epitaxial layers formation on a bases of GaAs grown by various methods and different technological conditions, and also the processes of structural defects trsnsformstion in thess mstcrials stimulated, by extern ¿il excitation (y-irradiation, microwave irradiation, ultrasonic treatment) were experimentally investigated.

The complex of non-destructive X-ray diffraction methods were selected, that allowed to cany out the diagnostics of structural paxanicicib of seiiiiconducior шиио-crystals and epitaxial structures with an arbitrary distribution of macro deformation fields and defects of various type.

The obtained results develop physical notions about mechanisms of epitaxial layers properties formation and its structural relaxation under external excitations. The advanced methods of structural perfection investigation for real structurally nonuniform semiconductor materials are interesting for the control of growing technology, improvement the existing and development new technological methods of processing for manufacture of semiconductor materials and devices structures.

АННОТАЦИЯ

ЛИТВИН П.М. "Перестройка структурных дефектов в монокристаллах и эпитаксиальных структурах на основе GaAs под внешними воздействиями, выявленная рентгенодифрактометрическими методами" (рукопись).

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физикоматематических наук по специальности 01.04.07. — физика твердого

тела. Институт физики полупроводников НАН Украины, Киев, 1997.

Экспериментально исследованы механизмы формирования эпитаксиальных слоев на основе ваАи выращенных различными методами и с использованием разных технологических приемов, а также процессы перестройки структурных дефектов в этих материалах вызванные внешними воздействиями (у-облучением, СВЧ-облучением и ультразвуковой обработкой)..

Был подобран комплекс неразрушающих рентгенодифракционных методов, позволивший провести диагностику структурных параметров полупроводниковых монокристаллов и эпитаксиальных структур с произвольным полем макродеформаций и распределением дефектов различного типа.

Полученные результаты развивают физические представления о мслйііїїзмил фсрміїроБиіііія свойств ЭишилСИшшНЬиС слссБ и структу* рной релаксации в них под влиянием внешних воздействий. Развитые подходы исследования структурного совершенства реальных структурно неоднородных полупроводниковых материалов представляют интерес для контроля технологии выращивания, усовершенствования существующих и развития новых технологических методов обработки при производстве полупроводниковых материалов и приборных структур.

Ключові слова: структурні дефекти, монокристали СаАэ, епітаксійні структури, дифракція рентгенівських променів, у-опромінення, НВЧ- опромінення, ультразвукове оброблення,.