Получение твердых растворов (SiC)1-x(AlN)x методом магнетронного распыления и исследование их свойств тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

Направахрукописи

ГУСЕЙНОВ МАРАТ КЕРИМХАНОВИЧ

ПОЛУЧЕНИЕТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ (ЯСЫА1К)гМЕТОДОМ МАГНЕТРОННОГО РАСПЫЛЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ СВОЙСТВ.

01.04.10-Физика полупроводников

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математическихнаук

Махачкала -2004

Работа выполняй в Дагестанском государственном университете Научный руководитель - доктор физиюжагематических наук, профессор

Ведущая организация: Северо-Кавказский Государственный Технический

Защща дисоертации состоится «16 » декабря 2004 г. в 14.00 часов на заседании Специализированного Совета Д212.053.02. при Дагестанском государственном университете по адресу: 367000, г. Махачкала, ул. М Гацжиева, 43а, юнференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Дагестанского государственного университета.

0>фаралиевГадкимегКеримович

Научный консультант- долхффиикомагашическихнаук

Билалов Билип Аругович Официальные огпюнапы: доктор фишо+шшагаческих наук, профессор Рабаданов Рабадан Абдулкадырович

дсктор технических наук, профессор Кузнецов Геннадий Дмитриевич

Университет, г. Ставрополь.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор физиинлатематаческих наук

СадыковСА

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Развитие твердотельной электроники требует применения новых полупроводниковых материалов. В настоящее время существует большая потребность в полупроводниковых материалах, стойких к воздействию высокой температуры, радиации, способных излучать и поглощать в коротковолновой области оптического диапазона. Это связано с различными применениями таких материалов в экстремальной электронике, медицине, военной технике и пр.

Приборы для экстремальной электроники не могут быть созданы на основе широко используемых в твердотельной электронике классических полупроводниковых материалов из-за недостаточной

тепловой, барической и радиационной стойкости. Важное значение в этой связи приобретает использование карбида кремния и твердых растворов на его основе, т.к. в силу удачного сочетания полупроводниковых и физико-химических свойств, приборы на их основе могут обеспечить высокую надежность и стабильность параметров при экстремальных условиях эксплуатации.

Наиболее перспективными в этом отношении являются твердые растворы карбида кремния с нитридом алюминия i(SiC)i X(A1N)X [1,2]. Благодаря большой ширине запрещенной зоны (3,35<Е8<6ДэВ) твердые растворы найдут применение особенно в тех областях, где

требуется анализ ультрафиолетового излучения при наличии мощного видимого или инфракрасного фона. Среди возможных применений можно назвать источники и приемники ультрафиолетового излучения.

Твердые растворы (SiC)i.x(AlN)x могут наследовать уникальные механические, химические, тепловые свойства карбида кремния. В них путем изменения состава возможно в широких пределах управлять оптическими и электрическими свойствами. К тому же, твердые растворы (SiC)i.x(AlN)x в отличие от чистого A1N могут обладать как п- так и р-типом проводимости. Кроме того, близость параметров решеток §iC и (SiC)i.x(AlN)x позволит получить гетеропереходы на их основе с малым числом состояний на гетерогранице. Таким образом, актуальными является решение таких задач, как:

- разработка технологии получения твердых растворов (SiC)i.x(AlN)x с заданным составом и свойствами;

- исследование влияния технологических параметров синтеза твердых растворов (SiC)i.x(AlN)x на их структурные и электрофизические свойства.

В настоящее время для получения твердых растворов (SiC)i.x(AlN)» в основном, применяют методы сублимации и жидкофазной эпитаксии [3-6]. Однако эти методы не позволяют получать однородные слои толщиной порядка десятков-тысяч ангстрем и имеют существенные недостатки,

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

. gsgltël

связанные с технологическими трудностями. В этой связи, разработка высокотехнологичного метода получения твердых растворов (БЮ^.^АИ^),, имеет важное практическое значение.

Цель работы. Получение полупроводниковых твердых растворов методом магнетронного распыления и исследование их структурных, электрических и оптических свойств в зависимости от условий осаждения.

Для достижения этой цели решены следующие задачи:

1. Определены физические и технологические условия образования твердых растворов

2. Изучены механизмы распыления поликристаллических мишеней SiC-AIN и транспорта распыленных частиц в пространстве дрейфа мишень-подложка.

3. Исследованы структура, состав, электрические и оптические свойства пленок (81С)|.Х(А1К)Х.

4. Установлена связь между свойствами пленок (81С)]_х(А1М), и условиями осаждения.

Научная новизна заключается в том, что впервые:

1. Методом магнетронного распыления поликристаллических мишеней SiC-AIN получены монокристаллические пленки (81С)1-Х(А1М)Х в атмосфере аргона. Рассчитаны и экспериментально установлены оптимальные технологические параметры осаждения пленок

2. Методами рентгеновской дифракции и электронографии установлены зависимости степени кристаллического совершенства и параметра решетки с монокристаллических пленок от химического состава и температуры осаждения.

3. Из оптических исследований тонких пленок (81С)[_Х(АШ)Х установлено, что с увеличением содержания нитрида алюминия наблюдается сдвиг края поглощения в коротковолновую область.

4.Исследована зависимость электрофизических свойств пленок (81С)].Х(А1Щ[ от технологических условий получения и структуры. Показано, что повышение температуры осаждения пленок от 800 до 1300К приводит к увеличению удельной электропроводности на 5-6 порядков, а энергия . активации электропроводности пленок уменьшается при этом от 0,49 до 0,18 эВ.

5.Установлено влияние температуры осаждения на морфологию пленок , Показано, что повышение температуры подложки приводит

к изменениям поверхности роста и структуры пленок.

Научные положения, выносимые на защиту;

1. Способ получения пленок твердых растворов (SiQi.^AlN)* методом магнетронного распыления поликристаллических мишеней SiC-AIN на подложках SiC, AI2O3B диапазоне температур от 800 до 1300 К.

2. Зависимости скорости роста., совершенства структуры и электропроводности пленок (SiC)i_,(AlN)x от температуры подложки.

3. Аддитивное изменение параметра решетки с при увеличении содержания нитрида алюминия в пленках, подтверждающее образование непрерывного ряда твердых растворов (SiC)i.x(AlN)j.

4. Коротковолновый сдвиг края поглощения пленок (SiC)i.x(AlN)i с увеличением содержания нитрида алюминия, обусловленный изменением ширины запрещенной зоны (SiC)i_x(AlN),.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на III Всероссийской конференции по Физической электронике (Махачкала,2003г.), на IV международной конференции «Аморфные и микрокристаллические полупроводники» (Санкт-Петербург, 2004г.), на международной конференции новые перспективные материалы «НПМ-2004» (Волгоград, 2004), на Ш международной конференции «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии» (Ставрополь, 2003г.), на V Всероссийской конференции «Керамика и композиционные материалы» (Сыктывкар, 2004г), на международной конференции «Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах» (Махачкала, 2004г), Результаты работ также докладывались на ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава физического факультета Даггосуниверситета (Махачкала, 2002-2004гг.).

Публикации: Материалы диссертации опубликованы в 7 научных работах. Подана заявка на изобретение (приоритет №2004109865), получено одно свидетельство РИП (№ 73200400091 от 13.05.2004 г.).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, списка литературы насчитывающего 108 наименования. Общий объем диссертации 129 страниц, включая 3 таблицы и 44 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, изложены основные задачи и цели работы, приведены новые научные результаты и на их основе сформулированы научные положения, выносимые на защиту.

Первая глава содержит обзор основных экспериментальных и теоретических работ, посвященных твердым растворам В ней

дан анализ современного состояния получения и исследования этих материалов и структур на их основе. Приведены результаты термодинамического анализа критериев образования твердых растворов в системе SiC-AlN.

В настоящее время изучены структурные, электрические и оптические свойства объемных кристаллов (81С)|.Х(А1К)Х и гетеропереходов п-

выращенных методом сублимационной эпитаксии на подложках карбида кремния [7,6]. Рассчитана зонная структура твердого раствора (81С)1.,(А11Ч)Х со структурой вюрцита [8]. Расчеты показывают, что данные твердые растворы могут иметь прямозонную структуру в широком интервале концентраций, вплоть до х=0,4. Расчеты также показывают, что, несмотря на "родственность" атомов и С, замещение при образовании твердого раствора происходит по правилу

Этот результат объясняется с использованием анализа электронной структуры нитрида алюминия и карбида кремния бездефектных и с примесями 81, С и А1, N соответственно. Рассчитанные значения рассогласования параметров решеток подложки БЮ и слоя (81С)1.Х(А1М)Х изменяются от - 7,8' 10"5 до - 1,1-10'3 для различных эпитаксиальных слоев [4].

Анализ публикаций в научной литературе показывает, что разработка высокотехнологичного метода получения твердых растворов является одной из важных задач, решение которой позволит получить целый спектр новых полупроводниковых материалов с уникальными электрофизическими свойствами, прежде всего, для целей интегральной микроэлектроники, оптоэлектроники и силовой техники.

Вторая глава состоит из четырех разделов и посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию процессов получения пленок методом магнетронного распыления.

В первом разделе рассмотрены основные параметры магнетронной распылительной системы (МРС), определяющие эффективность работы МРС, стабильность скорости осаждения и воспроизводимость свойств пленок.

Во втором разделе представлены расчетные модели, позволяющие определить зависимость протяженности зоны термализации распыленных атомов мишени SiC-AIN от давления рабочего газа, оценить оптимальное положение анода МРС и оптимизировать технологические параметры получения пленок методом магнетронного распыления.

Как известно, процесс магнетронного осаждения пленок является многопараметрическим. Поэтому для оптимизации технологических параметров процесса магнетронного осаждения пленок твердых растворов были рассчитаны зависимости протяженности зоны

гермализации распьпенны\ атомов мишени 51С-А)Х иг давления аркшл при ра зличных режимах распыления

Протяженность зоны термализации - это расстояние от катода до границы термализации распыленных атомов, на которой частицы потока достигают термодинамического равновесия с рабочим газом.

Для расчета протяженности зоны термализации использовалась модель нелинейной диффузии, рассмагриваюшая процесс переноса атомов как диффузию со сверхтегшовой скоростью [<>1. Данная модель, позволяет определит ь границу зоны термалшации в виде:

X = К0 -К —-In - 2в

(«^--lXûA' + ll.

где а2 «= (ую -V, )=у, - параметр, характеризующий степень рассеяния потока распыленных атомов («-»О- весь поток рассеивается, а—«с ни одно из столкновений не выводит частицы из потока); V, - частота, с которой распыленные атомы покидают ноток в результате соударений с атомами рабочего газа; у„- полная частота соударений; К« Уо/У* - относительная начальная дрейфовая скорость распыленного атома; У& - начальная дрейфовая скорость распыленного атома; Ут = (кТ/ш)1'2- локальное значение тепловой скорости, т. е. скорости термализоваяного атома.

Полученная величина X выражена' в. терминах локальной длины свободного пробега к~Л1а в наггравлении движения:

Х= ¡а/Асх, Л=Ут[(ут-У;К],л (2)

В дайной модели рассмотрены только упругие столкновения, так как величина средней энергии распыленных атомов при ионно-плазменном распылении, как правило, не превышает 10 эВ[10].

Рассчитанные зависимости протяженности зоны термализации от давления аргона для процесса переноса распыленных атомов мишени SiC-A1N приведены на рис. 1.

Анализ полученных зависимостей, которым соответствует термализация распыленных атомов вблизи катода,-«оказывает, что при высоком давлении рабочего газа должны наблюдаться уменьшение радкацион-

Рис. 1 Зависимость длины зоны термализации распыленных атомов Si,C,Al,N от давления аргона.

ных дефектов и равномерность плен ки на подложке, расположенной на расстояниях, значительно превышающих длину зоны термализации. В области низких давлений рабочего газа, ограниченных возможностью зажигания разряда с заданными параметрами, термализация распыленных атомов происходит на

значительном удалении от мишени. Это приведет к неравномерности свойств пленки по поверхности, обусловленной значительным потоком нетермализованных распыленных атомов.

Полученные результаты расчетов учтены при установлении оптимальных расстояний между мишенью и осаждаемой подложкой.

В третьем разделе дано описание экспериментальной установки, изложена методика получения пленок твердых растворов а

также методики изготовления поликристаллических мишеней SiC-AIN и подготовки подложек SiC и AI2O3.

Для получения плёнок (SiC)|.,t(AlN)x использовалась вакуумная установка УРМ-3, модернизированная для магнетронного осаждения пленок. Распыление проводилось магнетроном планарного типа, охлаждаемого проточной водой. Для получения разряда использовался источник питания со стабилизацией тока ' "Station 4205". Для регулирования и поддержания температуры подложки стабильной применялась автоматическая система высокоточного регулирования температуры ВРТ-3.

В качестве мишеней использовались поликристаллические пластины твердого раствора SiC-AIN с размерами Технология

изготовления мишеней включает в себя такие процессы как очистка и сортировка порошков SiC и A1N, изготовление шихты с добавками парафина и воска, прессование таблеток в стальной пресс-форме из горячей шихты с помощью гидравлического пресса, сушка образцов в сушильной камере при 500К в течении 8 часов и наконец, спекание образцов - таблеток в контейнерах из плотного графита при температуре ~2150 К в атмосфере

азота в течение одного часа с последующим медленным охлаждением в течении 10 часов.

Особое внимание уделялось подготовке и очистке поверхности подложек. Для снятия нарушенных слоев, образующихся при полировке, подложки SiC подвергались химическому травлению в расплаве КОН при температуре 750К в течении 20 минут при периодическом перемешивании. После травления подложки многократно промывались в дистиллированной воде для удаления следов щелочи. Непосредственно перед использованием подложки промывались в этиловом спирте и просушивались.

Удаление с поверхности подложки из сапфира органической грязи проводили кипячением в растворителе (спирт,' СС1^). Затем подложки кипятились в смеси кислот в течение 5 мин, после этого

подложки несколько раз промывались в кипящей дистиллированной воде.

В качестве подложек, в основном, 'использовались сапфир и монокристаллический карбид кремния полигона' 6Н (0001), выращенные методом Лели. Все использованные нами подложки карбида кремния были г|-типа проводимости с К^-К4=(6*10!7+3*10ьсм"'). Для оптических исследований в ультрафиолетовом диапазоне длин волн пленки получали на подложках сапфира (0001).

Типичные режимы осаждения пленок (51С)1.*(А1К)х методом магнетронного распыления представлены в таблице I.

Таблица 1. Параметры процесса осаждения.

]. Остаточное давление газов в системе, Па

2. Рабочий газ

3. Давление рабочего газа. На

N. Ток разряда, мА

5. Расстояние мишеиь- подложка, мм

6. Скорость осаждения, нч/с

7. Температура полложки, К 800-1300

8Г едовании"~

рости распыления мишеней SiC-AIN от мощности возбуждения и

10 1

Аг

И-0.1

20-100

35-50

0.1 -0.7

висимости

зависимости скорости роста пленки от температуры подложки.

Исследование процессов ионного распыления поликристаллических мишеней SiC-AIN позволило установить, «по 'параметры процессов распыления зависят от состава мишеней. Обнаружено, что скорость

распыления мишеней SiC-AIN уменьшается с увеличением содержания A1N. Вероятно, это связано с тем, что с увеличением содержания A1N, растет плотность спеченных мишеней SiC-AIN и при этом уменьшается свободная поверхность, с которой происходит распыление атомов.

Исследования зависимости скорости роста от температуры подложки при фиксированных других параметрах показали, что скорость осаждения строго зависит от температуры подложки. Для данного значения тока с увеличением температуры подложки от 800 до 1300 К скорость роста пленок

(SiC)i.j(AlN)x уменьшается в 5-6 раз. Зависимости скорости роста пленок (SiC)o,7(AlN)o,3 от температуры подложки, соответствующие двум значениям тока распыления, даны на рис.2.

Причину установ ленной зависимости можно связать с основным механизмом роста кристаллов.

Такой подход позволяет использовать теорию скоростей Рис.2. Зависимость скорости роста пленок (SiC)o,7(AllN)o,3 от конденсации из

пересыщенного пара, которая предсказывает,

что относительная скорость конденсации является весьма чувствительной функцией температуры системы. Так как пересыщение уменьшается при увеличении температуры, число стабильных зародышей также уменьшается. По-видимому, в нашем случае имеет аналогичная ситуация.

В третьей главе представлены результаты исследований структуры, состава и морфологии пленок

В первом разделе дано описание экспериментальной установки и методики определения кристаллической структуры пленок Образцы пленок исследовались на дифракгометре марки «Дрон-2».

На дифрактограммах пленок твердых растворов (SiC)i.x(AlN)x, полученных на подложках карбида кремния при температуре 1300 К с различным содержанием A1N, кроме максимумов от подложки наблюдаются выраженные максимумы,' связанные с твердым раствором. На рис.3 приведены типичные дифрактограммы, полученные от пленки твердого

раствора (SiC)o7(AlN)x и подложки SiC. Из-за близости величин постоянных решеток подложки и твердого раствора, максимумы дифракционных спектров в дифрактограмме отличаются незначительно. Отсутствие других рефлексов на дифрактограммах свидетельствует о монокристалличности полученных пленок. Угловое положение дифракционных рефлексов смещается в зависимости от состава, что указывает на изменение параметра решетки твердого раствора при изменении состава. Это является косвенным подтверждением образования гомогенных твердых растворов в системе SiC-A1N. Максимумы дифракционных спектров в дифрактограммах, полученных от пленок твердого раствора с содержанием A1N больше 46 мол.% являются широкими и низкими. Большая полуширина пиков свидетельствует о присутствии в пленке и в переходной области подложка - пленка структурных несовершенств и отражает тот факт, что с увеличением содержания нитрида алюминия в пленках ухудшается кристаллическая структура пленок.

По дифрактограм-мам измерены углы и соответствующие им межплоскостные расстояния атомов твердых растворов (SiC)i.,(AlN)x. Установлено, что с увеличением содержания нитрида алюминия в пленках параметр с уменьшается по линейному закону, то есть по закону Вегарда.

Для оценки структурного совершенства пленок (SiC)i_x(AlN)x, выращенных при температуре 1300 К на подложках карбида кремния, были сняты рентгеновские кривые качания. Спектры кривых качания от подложки и от твердого раствора при х<0,3 отличаются незначительно. Это свидетельствует о том, что структурное совершенство пленок с низким содержанием A1N сравнимо со структурным совершенством подложки.

Во втором разделе представлены результаты исследований морфологии поверхности пленок. Морфологию исследовали на электронном сканирующем микроскопе «LEO-1450». Исследовались пленки, выращенные распылением поликристаллической мишени с содержанием A1N 30% вес, при различных температурах подложки в интервале от 800 до 1300 К. Анализ

микрофотографий «оказывает, что повышение температуры подложки приводит к изменениям поверхности роста и структуры пленок.

Пленки (SiC)i.x(A]N)„ осажденные при температуре 800 К имеют падкую поверхность, не дают максимумы рентгеновской дифракшш. Это даег основание сделать заключение, что они аморфны. С повышением температуры подложки происходит кристаллизация пдеики. При температуре Т-1000 К в пленке начинают образовываться микрокристаллиты различной формы. Образование микрокристаллитов в пленке иллюстрирует микрофотография поверхности, представленная иа рис.4. При дальнейшем повышении температуры подложки до 1 ' • iP. '' 'Г—1300 К происходит

разращивание кристаллов их сращивание и переход к монокристалличеекой структуре. Микрофотография поверхности пленки, выращенной при Т-1300

К, представлена на рис.5. Дефекты, наблюдаемые на поверхности пленки, обусловлены царапинами и дислокациями, образующимися во время механической матировки и химического травления подложки.

Во втором разделе также представлены микрофотографии поперечного скола и поверхности пленок {S!(?)o'(A]N)fti, выращенных иа

Рйс.4.КШ-ш«бражеш«е 1Ю*ер«кч.тя нжики (SiCWAlN^j; Т-1000 К, dO.Smkm

Рис.5. SEM-изображение поверхности пленки {SiC^AiNfe; 'Т-1300 К. d-ОЛмк»«

сапфире. Показано, что на подложках сапфира при температуре подложки 1100 К растут поликристаллические пленки (SiC)i_x(AlN)x.

В третьем разделе приведены результаты исследований состава и однородности пленок (SiC)i.x(AlN)x- Исследования элементного состава выращенных пленок также были выполнены с помощью сканирующего электронного микроскопа «LEO-1450», оборудованного микроанализатором состава «INCA». Исследования характера распределения компонентов по поверхности и объему полученных пленок (SiC)i_x(AlN)x показали, что в пределах погрешности микроанализатора наблюдается примерно однородный характер распределения A1N по толщине и по поверхности, а состав пленок близок составу поликристаллической мишени SiC-AlN. Разброс распределения AIN по поверхности и по толщине пленок составлял 1-2%.

Четвертая глава состоит из 3-х разделов и посвящена исследованию оптических и электрических свойств пленок (SiC)i.x(AlN)x.

В первом разделе приводятся результаты исследований оптического поглощения в пленках (SiC)i.x(AlN)x с различным содержанием A1N. Спектры оптического пропускания снимались на спектральном комплексе СДЛ-2. Из спектров оптического пропускания рассчитаны значения коэффициента оптического поглощения (рис.6). Основной особенностью спектров является смещение в коротковолновую область по мере увеличения содержания A1N в твердом растворе. Наблюдаемый сдвиг края поглощения в сторону коротких волн связан с ростом ширины запрещенной зоны твердого раствора (SiC)1. ,(А1М)Х.

Во втором разделе представлены результаты исследований катодо-

люминесценции пленок (SiC)i.x(AlN)j. Спектры катодолюминесценции твердыхрастворов (SíC)!.x(A1N)x снимались на установке, собранной на базе электронного микроскопа-микроанализатора ЭММА-2 при ускоряющем напряжении в 15 кВ. Спектры исследованных образцов состоят из двух полос. Предполагается, что за длинноволновую полосу ответственны атомы алюминия, а за коротковолновую полосу

1 А---1-,-,-,

290 300 330 40 d 490 300 j.hm

Рис.6. Спектральная зависимость коэффициента

поглощения пленок (SiC)i.x(AIN)« 1-х=0,3; 2-х=0,46

OWat'1

аюмы азота или доиоржншиепторныс пары ают-алгоминнй.

В третьем разделе глады представлены температурные зависимости удельной электропроводности пленок (SiC). ДА1М)* с различным содержанием A1N, выращенных на подложках карбида кремния. Измерения cf('I) были проведены 4-х и 2-х зондовыми методами. Максимальная температура (~800К) при которой проводили измерения, 01раничивалась конструкцией и возможностями измерительной установки. На рнс.7 приведены температурные зависимости удельной электропроводности для 3-х образцов твердого раствора <SiC)(>т{ЛЬЧ)с.выращенных при различных температурах подложки.

Учитывая, чю собственная Г)рОВО;1ИМОСП> н SiC наблюдаете» в области температур 1700К и выше, полученные зависимости электропроводности от температуры однозначно обусловлены примесной проводимостью. Исследования электропроводности пленок {S)C)ot{A1N>o^ выращенных при различных температурах подложки, покачали, что с повышением температуры осаждения электропроводность пленок увеличивается, а энергия её активации уменьшаете«. Увеличение температуры подложки от 800 до 1300К вызывает к росту

электропроводности на 5-6 порядков. Влияние температуры подложки на электропроводность, возможно, связано с изменением структуры пленок. С образованием мелких кристаллитов в структуре пленок а даяние уровней Тамма на электропроводность становится существенным. Периодичность расположения структурных единиц на поверхности кристаллитов естественно нарушена. Поэтому поверхности криста.тли гов можно рассматривать как своеобразные дефекты в решетке. На поверхностях кристаллитов образуются

и

19

10

ш

ю

„и

iß

НМЛг,к

Ряс.7 Температурная зависимость э.^кгроироводаости пленок (StQj.^AlNXjj., выращенных при 1-Т-800К; 2-Т-1100К; 3-Т-1300К.

локальные энергетические уровни, приводящие к формированию обедненных приповерхностных слоев, т. е. к образованию потенциальных барьеров между кристаллитами. Чем крупнее кристаллиты, тем меньше потенциальных барьеров встречают свободные электроны при своем движении, т.е. меньше сопротивление, что и демонстрируют полученные нами зависимости удельной электропроводности пленок от температуры их осаждения.

В заключении диссертации сформулированы основные выводы и результаты работы.

1. Разработан способ синтеза твердых растворов (SiC)i_x(AlN)x на подложках SiC, AI2O3 методом магаетронного распыления, который позволяет получить твердые растворы при относительно низких температурах, улучшить качество пленок и уменьшить энергетические затраты.

2. Впервые методом магнетронного распыления поликристаллических мишеней SiC-AIN получены монокристаллические пленки (SiC^. x(A1N)j в атмосфере аргона. Рассчитаны и экспериментально установлены оптимальные технологические параметры осаждения пленок (SiC)].x(AlN)x

3. Методами рентгеновской дифрактометрии и электронной микроскопии исследованы структура, состав и морфология поверхности пленок (SiC)i_x(AlN)x. Установлено, что пленки (SÎC)i.x(AlN)» полученные методом магнетронного распыления достаточно однородны по площади и объему, а состав пленок близок составу поликристаллической мишени SiC-AIN.

4. Показано, что путем изменения параметров процесса распыления возможно управлять совершенством структуры пленок от аморфной фазы до монокристаллической.

5. Рассчитан параметр решетки с монокристаллических пленок

(SiC)i_x(A]N)x по рентгеновским дифрактограммам. Установлено, что с увеличением содержания нитрида алюминия в пленках параметр с уменьшается по линейному закону.

6. По рентгеновским кривым качания установлено, что структурное совершенство пленок с выращенных на подложках карбида кремния при Т-1300 К, сравнимо с совершенством подложки.

7. Изучены процессы транспорта распыленных частиц в пространстве дрейфа мишень-подложка. Рассчитаны зависимости протяженности зоны термализации распыленных атомов мишени SiC-AIN от давления рабочего газа в диапазоне 1-5-12 Па. Определена зависимость скорости распыления мишеней SiC-AIN от плотности мощности разрядного тока

и состава мишеней. Установлено, что скорость распыления поликристаллических мишеней SiC-AIN уменьшается с увеличением содержания AIN в них.

8. Показано, что скорость роста пленок (SiC)i.x(AIN)* уменьшается с повышением температуры осаждения. В диапазоне изменения температур от 800 до 1300 К скорость роста пленок уменьшается в 5-6 раз.

9. Установлена связь удельной электропроводности пленок с температурой их осаждения. Пленки, полученные при высоких температурах, имеют относительно высокую проводимость во всем исследованном температурном диапазоне. С ростом температуры осаждения от 800 до 1300 К удельная электропроводность пленок увеличивается на 5-6 порядков, что связано с изменением структуры пленок.

10.Установлено, что с увеличением содержания A1N в пленках спектры оптического пропускания смещаются в коротковолновую область. Сдвиг края поглощения в сторону коротких волн свидетельствует об образовании твердых растворов в системе SiC-AIN и связан с ростом ширины запрещенной зоны.

Список цитируемой литературы:

1. Сафаралиев Г.К. Закономерности формирования и физические свойства полупроводниковых твердых растворов на основе карбида кремния //Докт. диссертация,-Баку, 1988.

2. Янков РА., Фельсков М., Крайссиг У. и др. Высокотемпературная имплантация ионов N + и А1+ в 6Н-8Ю при высоких дозах // Письма в ЖТФ. 1997.Т.23.В.16.С.6-14.

3. Нурмагомедов Ш. А., Сафаралиев Г. К., Пихтин А. Н., Разбегаев В. Н., Таиров Ю.М., Цветков В.Ф., Получение и исследования эпитаксиальных слоев широкозонных твердых растворов (81С)1_ х (АЩ,.// Письма в ЖТФ. 1986, т. 12, в. 17, стр. 1043-1045

4. Дмитриев В. А., Ефимов И. Ю., Челноков В. Е., Чернов М. А. и др. Твердые растворы 8Ю-АШ, выращенных методом бесконтейнерной жидкофазной эпитаксии. // Письма в ЖТФ. 1991, т.17, в.6, стр.50-53.

5. Сафаралиев Т.К., Офицерова Н.В., Курбанов М.К., Таиров Ю.М., Влияние параметров роста на электропроводность твердых растворов (81С)1.Х (АШ),. // Изв. РАН. Неорганические материалы. 1995, т. 6, стр.

6. Курбанов М.К., Билалов БА Сафаралиев Г.К., Нурмагомедов ША, Исследование гетерострукгур SiC/(SiC)i_x(AlN)x методом вольт-фарадныххарактеристик// 2001.ФТП. Т.35.В2. С. 216-218.

7. Нурмагомедов ША, Сорокин Н.Д., Сафаралиев Г.К., Таиров Ю.М., Цветков В.Ф. Особенности получения эпитаксиальных слоев твердых растворов (SiC)i.x (АВДУ/ Изв. АН СССР. Неорг. Матер. 1986. Т.22.В.10.-С.1872-1874.

8. Дмитриев АЛ. Евлахов Н.В., Фурман А.С. Расчет зонной структуры твердых растворов SiC-AIN методом псевдопотенциала // ФТП. Т.ЗО.

B.I. 1996.-C.106-116.

9. Вольпяс ВА., Гольман Е.К., Цукерман МА // ЖТФ. 1996. Т. 66. В. 4.

C. 16-23.

10. Sputtering by Particle Bombardment.//Ind. R. Behrisch. Berlin, Heidelbeg, New York: Springer-Verlag, 1981. P. 336.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Гусейнов М.К., Сафаралиев Т.К., Курбанов М.К. Выращивание твердых растворов (81С)1.Х(А1Ы)Х методом магнетронного распыления //Материалы 3-й Всероссийской конференции по физической электронике.- Махачкала, 2003.-СС. 231-232.

2. Гусейнов М.К., Сафаралиев Г.К., Курбанов М.К.,.Билалов БА, Шабанов Ш.Ш., Нурмагомедов Ш.А., Офицерова Н.В. Свойства тонких пленок твердых растворов (81С)1.Х(АМ)Х, полученных методом магнетронного распыления// Труды 4-й Международной конференции по аморфным и микрокристаллическим полупроводникам.- Санкт-Петербург, 2004.-СС 79-80.

3. Гусейнов М.К., Сафаралиев Г.К., Курбанов М.К, Билалов БА, Шабанов Ш.Ш. Получение тонких пленок твердых растворов (8Ю)1.Х(А1Ы)Х методом магнетронного распыления // Тез. Докл. Международной конференции «Новые перспективные материалы и технология их получения»-Волгоград, 2004,- сс. 97-98.

4. Курбанов М.К, Гусейнов М.К., Сафаралиев Г.К., Билалов БА Барьеры шоттки на базе твердых растворов карбида кремния с нитридом алюминия.// Тез. Докл. III международной конференции «химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии»,- Ставрополь, 2003- с. 212.

5. Сафаралиев Г.К., Гусейнов М.К., Курбанов М.К, Билалов Б.А. Оптимизация технологии получения твердых растворов фС^.ДАШ)* и их свойства// Сборник трудов международной конференции «Фазовые

переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах». Махачкала, 2004.-СС. 382-385.

6. Гусейнов М.К. Способ получения эпитаксиальных слоев твердых растворов фС^ЛАШХД Свидетельство РИП № 73200400091 от 13.05. 2004 г. :

7. Сафаралиев Г.К., Гусейнов М.К., Курбанов М.К, Билалов Б.А., Шабанов Ш.Ш. Свойства тонких пленок твердых растворов (81С)1.„(А1М),„ полученных методом магнетронного распыления // Матер. V Всероссийской конференции «Керамика и композиционные материалы»,-Сыктывкар, 2004. с.52.

8. Сафаралиев Г.К., Нурмагомедов ША., Курбанов МХ, Билалов Б.А., Гусейнов М.К. Катодолюминесценция твердых растворов (ЗЮ^.ДАШ)»//

. • Вестник ДГУ (Естественные науки).-вып.4., 2001.-сс. 27-29.

9. Сафалалиев Г.К., Билалов Б.А., Гусейнов М.К, Курбанов М.К. Особенности ионно-плазменного осаждения пленок твердьж растворов (81С)1-х(А1М)х // Журнал «Известия высших учебных заведений. Материалы электронной Техники» (статья в печати).

Формах 60x84.1/16. Печать ризографная. Бумага № 1. Гарнитура Тайме. Ус.п.л. - 1 изд.п.л. - 1 Заказ Л"» 423 - 04 Тираж - 100 экз. Отпечатано в ООО «Деловой Мир» Махачкала, ул. Коркмасова, 35

(2 68 1 6

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЛУЧЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЙ ШИРОКОЗОННЫХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ (81С),.Х(А11Ч)Х.

1.1. Кристаллическая структура и свойства карбида кремния и нитрида алюминия.

1.2. Критерии образования твердых растворов.

1.3 Термодинамический анализ критериев образования твердых растворов в системе БЮ-АМ.

1.4 Полупроводниковые твердые растворы (81С)1.Х(А1Ы)Х и структуры на их основе.

ГЛАВА II. ПОЛУЧЕНИЕ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ (SiC)bx(AlN)x МЕТОДОМ МАГНЕТРОННОГО РАСПЫЛЕНИЯ.

2.1 Важнейшие параметры магнетронных сиситем распыления.

2.2. Расчет границы зоны термализации.

2.3.Оценка положения анода в плазме MPC.

2.4. Экспериментальная установка и технология получения пленок твердых растворов (SiC)i.x(AlN)x.

2.4.1 Методика подготовки подложек.

2.4.2. Зависимость скорости распыления поликристаллических мишеней SiC-AIN от мощности возбуждения разряда.

2 .4.3. Влияние температуры подложки на скорость роста пленок (SiC)i.x(AlN)x.

ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ, СОСТАВА И

МОРФОЛОГИИ ПЛЕНОК (81С)ьх(АШ)х.

3.1.Исследование структуры пленок (81С)1.Х(АШ)Х методом рентгеновской дифракции.

3.2.Исследование структуры пленок (81С)1-Х(АШ)Х методом дифракции быстрых электронов на отражение.

3.3. Исследование морфологии поверхности пленок.

3.4. Изучение однородности пленок (81С)1.Х(АШ)Х.

ГЛАВА IV. ОПТИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛЕНОК ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ ^СЭь^АШ)*.

4.1.Основные оптические характеристики полупроводниковых пленок.

4.2. Исследование оптических свойств пленок (8Ю)1Х(АШ)Х.

4.3. Катодолюминесценция пленок (81С)1.Х(АШ)Х.

4.4.Электропроводность пленок (8Ю)1.Х(А1М)Х.

Актуальность темы. Развитие полупроводниковой электроники требует исследований различных полупроводниковых материалов практически по всем направлениям. В настоящее время существует потребность в полупроводниковых приборах стойких к воздействию высокой температуры, радиации, в приборах, работающих в коротковолновой области оптического диапазона. Это связано с различными применениями данных приборов в микроэлектронике, медицине, военной технике и пр. Такие приборы не могут быть созданы на основе широко используемых в твердотельной электронике классических полупроводниковых материалов О /С

8^0е,А В ,А В ) из-за недостаточной тепловой, барической и радиационной стойкости. Важное значение в этой связи приобретает использование карбида кремния и твердых растворов на его основе, т.к. в силу удачного сочетания полупроводниковых и физико-химических свойств, приборы на их основе обеспечивают высокую надежность и стабильность параметров при экспериментальных условиях эксплуатации.

Наиболее перспективными в этом отношении являются твердые растворы карбида кремния с нитридом алюминия (8Ю)1.Х(А1Ы)Х[1]. Благодаря большой ширине запрещенной зоны (3<Её<6,2эВ) твердые растворы (81С)1.Х(А1]М)Х найдут применение особенно в тех областях, где требуется анализ ультрафиолетового (УФ) излучения при наличии мощного видимого или инфракрасного фона. Среди возможных применений можно назвать: датчики пламени и нагрева, приборы для измерения биодоз УФ (мониторы загара), диагностики плазмы, детектирования следов от двигателей ракет и т.д.

Псевдобинарные твердые растворы (81С)1.Х(А1Ы)Х позволяют существенно расширять диапазон важнейших электрофизических свойств 81С, открывают большие возможности при создании новых оптоэлектронных и высокотемпературных приборов[1,2]. В них путем изменения состава возможно в широких пределах управлять оптическими и электрическими свойствами. Следовательно, актуальными является решение таких задач, как:

- разработка управляемой технологии получения твердых растворов (81С)1.Х(АШ)Х с заданным составом и свойствами;

- исследование влияния технологических параметров синтеза твердых растворов (81С)1.Х(АШ)Х на их структурные и электрофизические свойства.

В настоящее время для получения твердых растворов (81С)ьх(А1К)х, в основном, применяют методы сублимации и жидкофазной эпитаксии[3-6]. Однако эти методы не позволяют пока получать однородные слои толщиной порядка десятков-тысяч ангстрем и ограничены возможностями управления уровнем легирования по толщине выращиваемых слоев (81С)1Х(АГМ)Х. В этой связи, разработка метода получения твердых растворов (81С)1Х(АШ)Х лишенных недостатков, присущих сублимационному и жидкофазному методам имеет важное практическое значение.

Данная диссертация посвящена проблемам получения твердых растворов (81С)1.Х(А1Ы)Х методом ионно-плазменного (магнетронного) распыления поликристаллических мишеней 81С-А1Ы и исследованию их свойств.

Цель работы:

Получение полупроводниковых твердых растворов (81С)1Х(А1М)Х методом магнетронного распыления поликристаллических мишеней 8Ю-АШ и исследование их структурных, электрических и оптических свойств в зависимости от условий осаждения.

Для достижения этой цели решены следующие задачи: 1. Определены физические и технологические условия образования твердых растворов (81С)1.Х(А1Ы)Х.

2. Изучены механизмы распыления поликристаллических мишеней БЮ-АШ и транспорта распыленных частиц в пространстве дрейфа мишень-подложка.

3. Получены пленки твердых растворов (81С)1.Х(А1>Т)Х методом магнетронного распыления.

4. Исследованы структура, состав, электрические и оптические свойства пленок (81С)1.Х(АМ)Х.

5. Установлена связь между свойствами пленок (8Ю)1.Х(А1М)Х и условиями осаждения.

Научная новизна заключается в том, что впервые:

1. Методом магнетронного распыления поликристаллических мишеней БЮ-АГЫ получены монокристаллические пленки (81С)1.Х(АШ)Х в атмосфере аргона. Рассчитаны и экспериментально установлены оптимальные технологические параметры осаждения пленок (8Ю)1Х(А1М)Х

2. Методами рентгеновской дифракции и электронографии установлены зависимости степени кристаллического совершенства и параметра решетки с монокристаллических пленок (81С)1.Х(А1Ы)Х от химического состава и температуры осаждения.

3. Из оптических исследований пленок (8Ю)1.Х(А11<Г)Х установлено, что с увеличением содержания нитрида алюминия от х=0,3 до х=0,46 наблюдается сдвиг края поглощения в коротковолновую область от 360 до 325 пт.

4. Исследована зависимость электрофизических свойств пленок (81С)1Х(АШ)Х от технологических условий получения и структуры. Показано, что повышение температуры осаждения пленок (81С)1.Х(А1Ы)Х от 800 до 1300К приводит к увеличению удельной электропроводности на 5-6 порядков, а энергия активации электропроводности пленок уменьшается при этом от 0,49 до 0,18 эВ.

5. Установлено влияние температуры осаждения на морфологию пленок

81С)1.Х(А1Ы)Х. Показано, что повышение температуры подложки приводит к изменениям поверхности роста и структуры пленок.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Способ получения пленок твердых растворов (81С)1.Х(А1Ы)Х методом магнетронного распыления поликристаллических мишеней 81С-А1Ы на подложках 8Ю, А^Оз в диапазоне температур от 800 до 1300 К.

2. Зависимости скорости роста, совершенства структуры и электропроводности пленок (8Ю)1.Х(А1Ы)Х от температуры подложки.

3. Аддитивное изменение параметра решетки с при увеличении содержания нитрида алюминия в пленках, подтверждающее образование непрерывного ряда твердых растворов (81С)1Х(А1М)Х.

4. Коротковолновый сдвиг края поглощения пленок (81С)1Х(А1Ы)Х с увеличением содержания нитрида алюминия, обусловленный изменением ширины запрещенной зоны (81С)1.Х(А1Ы)Х.

Практическая ценность:

Разработан способ низкотемпературного (Т=800-^-1300К) синтеза пленок твердых растворов (8Ю)1.Х(А1М)Х методом магнетронного распыления поликристаллических мишеней 81С-АШ на постоянном токе в атмосфере аргона с широкой возможностью управления процессом формирования пленок.

Установлена взаимосвязь между технологическими условиями осаждения, структурой и физическими свойствами пленок (81С)1.Х(АШ)Х, которая может быть использована для воспроизводимого получения

8Ю)1.Х(А11<Г)Х с заданными характеристиками в широком диапазоне изменения свойств.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на III Всероссийской конференции по Физической электронике (Махачкала,2003г.), на IV международной конференции «Аморфные и микрокристаллические полупроводники» (Санкт-Петербург, 2004г.), на международной конференции новые перспективные материалы «НПМ-2004» (Волгоград, 2004), на III международной конференции «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии» (Ставрополь, 2003г.), на V Всероссийской конференции «Керамика и композиционные материалы» (Сыктывкар, 2004г), на международной конференции «Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах» (Махачкала, 2004г), Результаты работ также докладывались на ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава физического факультета Даггосуниверситета (Махачкала, 2002-2004гг.).

Публикации: Материалы диссертации опубликованы в 7 научных работах. Подана заявка на изобретение (приоритет №2004109865), получено одно свидетельство РИП (№ 73200400091 от 13.05. 2004 г.).

Выводы к главе 4:

1. Установлено, что с увеличением содержания A1N в пленках (SiC)i.x(AlN)x спектры оптического пропускания смещаются в коротковолновую область. Наблюдаемый сдвиг края поглощения в сторону коротких волн по мере увеличения A1N в пленке связано с ростом ширины запрещенной зоны твердого раствора (SiC)i.x(AlN)x и свидетельствует об образовании твердого раствора в системе SiC-AlN.

2. Показано, что спектры катодолюминесценции состоят из двух полос излучения. Длинноволновая полоса, вероятно, обусловлена рекомбинацией на дефектах, в то время как коротковолновая полоса связана с донорно-акцепторных парах N-A1 . Интенсивность этих полос по разному зависит от температуры: интенсивность длинноволновой полосы в два раза уменьшается, а интенсивность коротковолновой полосы уменьшается в три раза с понижением температуры от ЗООК до 77К.

3. Установлено влияние температуры осаждения на удельную электропроводность полученных пленок. Пленки полученные при высоких температурах имеют относительно высокую проводимость. В диапазоне изменения температур от 800 до 1300К удельная электропроводность пленок увеличивается на 5-6 порядков.

4. Увеличение электропроводности с повышением температуры связано с изменением совершенства структуры пленок (81С)1.Х(АШ)Х и, возможно, с возрастанием концентрации электрически активных дефектов при высоких температурах.

Заключение.

В итоге проделанной работы получены следующие основные результаты:

1. Разработан способ синтеза твердых растворов (81С)1Х(А1М)Х на подложках БЮ, А120з методом магнетронного распыления, который позволяет получить твердые растворы (81С)1.Х(А1Н)Х при относительно низких температурах, улучшить качество пленок и уменьшить энергетические затраты.

2. Впервые методом магнетронного распыления поликристаллических мишеней БЮ-АШ в атмосфере аргона получены монокристаллические пленки (81С)1.Х(А1>0Х. Рассчитаны и экспериментально установлены оптимальные технологические параметры осаждения пленок (81С),.х(А1М)х

3. Методами рентгеновской дифрактометрии и электронной микроскопии исследованы структура, состав и морфология поверхности пленок (8Ю)IХ(А1Ы)Х. Установлено, что пленки (81С)1.Х(А1Н)Х, полученные методом магнетронного распыления достаточно однородны по площади и объему, а состав пленок близок составу поликристаллической мишени 81С-АМ.

4. Показано, что путем изменения параметров процесса распыления возможно управлять совершенством структуры пленок (81С)1.Х(А1М)Х от аморфной фазы до монокристаллической.

5. Рассчитан параметр решетки с монокристаллических пленок (SiC)i.x(AlN)x по рентгеновским дифрактограммам. Установлено, что с увеличением содержания нитрида алюминия в пленках параметр с уменьшается по линейному закону.

6. По рентгеновским кривым качания установлено, что структурное совершенство пленок с х<0.3, выращенных на подложках карбида кремния при Т~1300 К, сравнимо с совершенством подложки.

7. Изучены процессы транспорта распыленных частиц в пространстве дрейфа мишень-подложка. Рассчитаны зависимости протяженности зоны термализации распыленных атомов мишени SiC-AIN от давления рабочего газа в диапазоне 1-И2 Па. Определена зависимость скорости распыления мишеней SiC-AIN от удельной мощности разрядного тока и состава мишеней. Установлено, что скорость распыления поликристаллических мишеней SiC-AIN уменьшается с увеличением содержания A1N в них.

8. Показано, что скорость роста пленок (SiC)i.x(AlN)x уменьшается с повышением температуры осаждения. В диапазоне изменения температур от 800 до 1300 К скорость роста пленок уменьшается в 5-6 раз.

9. Установлена связь удельной электропроводности пленок с температурой их осаждения. Пленки, полученные при высоких температурах, имеют относительно высокую проводимость во всем исследованном температурном диапазоне. С ростом температуры осаждения от 800 до 1300 К удельная электропроводность пленок увеличивается на 5-6 порядков, что связано с изменением совершенства структуры пленок.

10.Установлено, что с увеличением содержания A1N в пленках спектры оптического пропускания смещаются в коротковолновую область. Сдвиг края поглощения в сторону коротких волн свидетельствует об образовании твердых растворов в системе SiC-AIN и связан с ростом ширины запрещенной зоны.

1. Сафаралиев Г.К. Закономерности формирования и физические свойства полупроводниковых твердых растворов на основе карбида кремния //Докт. диссертация, -Баку, 1988.

2. Янков P.A., Фельсков М., Крайссиг У. и др. Высокотемпературная имплантация ионов N + и AI + в 6H-SiC при высоких дозах // Письма в ЖТФ. 1997. Т.23. В.16. С. 6-14.

3. Нурмагомедов Ш. А., Сафаралиев Г. К., Пихтин А. Н., Разбегаев В. Н., Таиров Ю.М., Цветков В.Ф., Получение и исследования эпитаксиальных слоев широкозонных твердых растворов (SiC)i-x (A1N)X,// Письма в ЖТФ. 1986, т. 12, в. 17, стр. 1043-1045

4. Дмитриев В. А., Ефимов И. 10., Челноков В. Е., Чернов М. А. и др. Твердые растворы SiC-AlN, выращенных методом бесконтейнерной жидкофазной эпитаксии. // Письма в ЖТФ. 1991, т.17, в.6, стр.50-53.

5. Сафаралиев Г.К., Офицерова Н.В., Курбанов М.К., Таиров Ю.М., Влияние параметров роста на электропроводность твердых растворов (SiC)i.x (A1N)X. // Изв. РАН. Неорганические материалы. 1995, т. 6, стр. 1-4.

6. Курбанов М.К., Билалов Б.А. Сафаралиев Г.К., Нурмагомедов Ш.А., Исследование гетероструктур SiC/(SiC)i.x(AlN)x методом вольт-фарадных характеристик // 2001.ФТП. Т.35. В 2. С. 216-218.

7. Жданов Г. С. Физика твердого тела. Изд. МГУ. М., 1982, стр. 170-181, 335-338, 357-359.

8. Баровский Н. В., Добрынин А. В. и др. Осаждение эпитаксиальных слоев нитрида алюминия и его свойства // Сер. ТПО. Техника средств связи. 1987, № 1, стр. 25-28.

9. Сафаралиев Г. К., Суханек Г. К., Таиров Ю. М., Цветков В. Ф., Критерии образования твердых растворов на основе карбида кремния// Изв. АН СССР. Неорганические материалы. 1986, т. 22, в. 11, стр. 1839-1841.

10. Соболев B.C., Соболева О.С.физико-химическая трактовка изоморфизма.-Научн.зап. Львов. Унив-та, сер. хим., 1948. В.1. с.5

11. П.Ормонт Б.Ф. Термодинамика соединений переменного состава.-В кн.: Со соединение переменного состава. Гл.2.-Л, Химия, 1969.

12. Сирота Н.Н. Физико-химическая природа фаз переменного состава.-Минск: Наука и техника, 1970.

13. Киркинский В.А. Влияние температуры на границы изоморфной смесимости.- Геохимия, 1965, №4.

14. Киркинский В.А., Ярошевский А.А. Физико-химический аспект изоморфизма.- Зап. Всесоюзн. Мин. О-ва, 1967, 96, вып.5.

15. Ярошевский А.А. Термодинамическая интерпретация основных понятий изоморфизма.- В кн.: Проблема изоморфных замещений атомов в кристаллах.- М.: Наука, !971, с.48.

16. Киркинский В.А. Соотношение геометрического и энергетического факторов при изоморфизме.- В кн.: Материалы по генетической и экспериментальной минералогии, т.7- Новосибирск: Наука, 1972, с. 150.

17. Wasastjema I.A. On the theory of the heat of formation of solid solutions.-Soc. Sci. Fenn., Comment, phys.- math., 1949, 15, № 3.

18. Hietala J.Alkali, Halide Solid Solutions. I. Properties of pure components.-Ann. Acad. Sci. Fenn., 1963, AVI, №121.

19. Hietala J.Alkali, Halide Solid Solutions 2. Heat of formation of the Sodium chloride type.- Ann. Acad. Sci. Fenn., 1963, AVI, №122.

20. Урусов B.C. Теория изоморфной смесимости.- М.:Наука, 1972, с.251.

21. Таиров.Ю.М. Прогресс в технологии карбида кремния: современное состояние разработок и направления дальнейших исследований. В кн.: Широкозонные полупроводники Махачкала, 1988 , С.4 .

22. Таиров Ю.М.,Цветков В.Ф. Проблемы физики и технологии широкозонных полупроводников: Сб. ЛИЯФ. Ленинград, 1979. С. 122.

23. Van-Vechten J.A. Quantum dielectric theory of electronegayivity in covalent system. Parts 1-111. Phys. Rev. 1969 v. 187.,1007; Phys. Rev.B. V.7,N4, p.1479-1507.

24. Cutler I.B., Miller P.D., Rafaniello W., Thompson D.P., Jack H.K. New materials in the Si-C-Al-O -N and releted systems. Nature ( London), 1978, v.275, p. 434-435.

25. Rutz R.F. Epitaxial crystal fabrication of SiC-AlN. US pat. 4382837, 1983.

26. Суханек Г., Таиров Ю.М., Цветков В.Ф. Письма в ЖТФ. 1983.Т.9. В. 12. С.737.

27. Rafaniello W., Plichta M.R., Vircar A.V., Investigation of phasa stabiliti in the SiC- A1N J. Amer. Ceram. Soc., 1983, v. 66, N4, p. 272 -276.

28. Ervin G., Jr. Silicon carbide- aluminum nitride refractory composite. US pat. 3492153, North American Rockwell Corp., Jan. 27, 1970.

29. Cutler I.B., Miller P.D. Solid solution and process for production a solid solution. US pat. 4141740, Feb. 27, 1979.

30. Rafaniello W., Cho K., Virkar A.V. Fabrication and chracterization of SiC-A1N alloys. J. Mater. Sci., 1981, v. 16, N 12, p. 3470-3488.

31. Ruh R. and Zangvil A. Composition and propeties of hot-pressed SiC-AlN solid solutions. J. Am. Ceram. Soc., 1982, v.65, N 2, p. 260-265.

32. Zangvil A., Ruh R. Phase relatiohoships in the silicon carbide-aluminum nitride system. J. Amer. Ceram. Soc., 1988, v. 71, N10, p. 884-890.

33. Czekaj C.L., Hackeney M.L.J., Hurley W. J., Jr., Interrante L.V., Sidel G.A., Scheilds P.J., Slack G.A. Preparation of silicon carbide/ aluminum nitrideceramics using organometallic precursors. J. Am. Ceram. Soc., 1990, v.73, N 2 p. 352-357.

34. Сафаралиев Г.К., Таиров Ю.М., Цветков В.Ф., Шабанов Ш.Ш., Пащук Е.Г., Офицерова Н.В. Авров Д.Д., Садыков С. А. Получение и свойства поликристаллических твердых растворов SiC-AlN. ФТПД993, Т,27, Вып.З, С. 402-408.

35. Нурмагомедов Ш.А., Сорокин Н.Д., Сафаралиев Г.К. Таиров Ю.М., Цветков В.Ф. Особенности получения эпитаксиальных слоев твердых растворов (SIC)i.x(ALN)x . Изв. АН СССР, Неорг. матер., 1986, Т.22, Вып. 10, С. 1872-1874.

36. Нурмагомедов Ш.А., Пихтин А.Н., Разбегаев В.Н., Сафаралиев Г.К., Таиров Ю.М., Цветков В.Ф. Получение и исследование эпитаксиальных слоев широкозонных твердых растворов (SlC)ix(AlN)x. Письма в ЖТФ, 1986, т. 12, вып 17, с. 1043-1045.

37. Офицерова Н.В. Курбанов М.К., Никитина И.П., Сорокин Н.Д. Сафаралиев Г.К., Таиров Ю.М., Цветков В.Ф., Особенности получения гетероэпитаксиальных структур на основе твердых растворов (SIC). x(A1N)x . Изв. РАН, Неогр. мат., 1992, т. 28, N9, с.2011-2012.

38. Дмитриев В.А., Ефимов Л.Б., Линьков И.Ю., Морозенко Я.В., Никитина И.П., Челноков В.Е., Черенков А.Е., Чернов М. А., Твердые растворы SiC-AlN, выращенные методом бесконтейнерной жидкофазной эпитаксии. Письма ЖТФ, т. 17, вып. 6, 1991, с. 50-53

39. Kern R.S., Rowland L.B., Tanaka S., Davis R.F., Solid Solution of A1N and SiC grown by plasma-assisted, gas-sourse molecular beam epitaxy J. Mater. Res., 1983, v. 8, N7, p. 1477-1480.

40. Царегородцев A.M., Лебедев A.O. Термодинамический анализ процесса осаждения из газовой фазы твердых растворов (SiC)ix(AlN) х, Неорг. мат-лы, 1995, т.31, № 6, с. 748-753.

41. Офицерова H.B., Курбанов M.K., Сафаралиев Г.К. Влияние условий получения на состав и электропроводность твердых растворов (SiC)j. X(A1N)X .В сб. статей (Естественно-технические науки), Издательство ДГУ, 1992г. с. 109-110.

42. Сафаралиев Г.К., Курбанов М.К., Офицерова Н.В., Таиров Ю.М. Влияние параметров роста на электропроводность твердых растворов (SIC),.X(A1N)X . Изв. РАН, Неорг. мат-лы, т.6, 1995, с. 1-4.

43. Абдуев А.Х., Атаев Б.М., Ашурбеков С.А., Курбанов М.К., Нурмагомедов Ш.А., Сафаралиев Г.К., Управляемое изменение люминесцентных свойств твердых растворов на основе SiC. Письма в ЖТФ, т. 14, в.12, 1988, с. 1095-1098.

44. Safaraliev G.K, Kurbanov М.К, Ofitcerova N.V. Luminescence of heterojunctions (SIC).X(A1N)X / SIC.// Trans. International Amorphous and Crystalline Silicon Carbide, Santa-Clara, USA, 1991, p. 114-119.

45. Safaraliev G., Kurbanov M., Isabecova Т., Magomedov A., Ofitcerova N. The growth and electrical properties of heteroepitaxial layers (SiC)i.

46. X(A1N)X.// Trans. 3-th International High Temperature Electronic Conference, Albuquerque, USA, 1996,v.2,p.251-256

47. Сафаралиев Г.К., Разбегаев B.H., Курбанов M.K. Таиров Ю.М., Цветков В.Ф. Влияние состава слоев на электролюминесценцию гетероструктур (SiC)i.AlN)x/(SIC). Электронная техника. Сер. Материалы, вып. 4 (258), 1991, с. 22-24.

48. Safaraliev G.K, Kurbanov M.K, Nurmagomedov Sh.A., Ofitcerova N.V. Heteroj unctions on basis wide-gap solid solutions (SiC)ix(AlN)x. // 2-nd European High Temperature Electronic Conference, Manchester (England), 1997

49. Дмитриев А.П., Евлахов H.B., Фурман. A.C., Расчет зонной структуры твердых растворов SiC-AIN методом псевдопотенциала. ФТП, т.30, в. 1, 1996, с. 106-116.

50. S. Tungasmita, Р. О. A. Persson, Т. Seppanen, L. Hultman, and J. Birch The Growth of (SiC)x (A1N),.X Epitaxial Thin Films on 6H-SiC, by lon-assisted Dual Magnetron Sputter Deposition// Materials Sciece Forum Vols. 389-393 (2002) pp. 1481-1484.

51. Francis F. Chen. Industrial applications of low temperatures plasma physics. Phys. Plasmas vol. 2, n. 6, June 1995, pp. 2164 - 2175.

52. Плазменные ускорители/Под общей редакцией JI. А Арцимовича. М.: Машиностроение, 1973.

53. Данилин Б. С., Неволин В. К., Сырчин В. К. Исследование магнетронных систем ионного распыления материалов. Электронная техника. Сер. Микроэлектронника, 1977, вып. 3 (69), с. 37 - 44.

54. J. G. Kirk, D. J. Galloway. The evolution of a test particle distribution in a strongly magnetized plasma. PI. Phys., vol. 24. n. 4, 1982, pp. 339 359.

55. L. Vriens. Energy balance in low pressure gas discharges. J. Appl. Phys. vol. 44, n. 9, September 1973, pp. 3980 - 3989.

56. F. A. S. Ligthart, R. A. J. Keijser. Two electron group model and electron energy balance in low - pressure gas discharges. J. Appl. Phys. vol. 51, n. 10, October 1980, pp. 5295 - 5299.

57. K. Kuwahara, H. Fujiyama. Application of the Child Langmuir Law to Magnetron Discharge Plasmas. IEEE Trans. Plasma. Sci., vol. 22, n. 4, August 1994, pp. 442 - 448.

58. Suzuki M., Enomoto Y., Murakami T. // J. Appl. Phys. 1982. Vol. 53. P. 1622-1629.

59. Suzuki M., Murakami T. //J. Appl. Phys. 1984 Vol. 56.P. 2330-2339.

60. Gras-Marti A., Valles-Abarca J.A. // J. Appl. Phys. 1983. Vol. 54. N 2. P. 1071-1078.

61. Valles-Abarca J.A., Gras-Marti A. // J. Appl. Phys. 1984. Vol. 55. N 5. P. 1370-1379.

62. Westwood W.D. //J. Vac .Sci. Technol. 1978. Vol. 15. N 1. P. 1-9.

63. Robinson R.S. // J. Vac. Sci. Technol. 1979. Vol. 16. N2. P. 185-188.

64. Sputtering by Particle Bombardment.//Ind. R. Behrisch. Berlin, Heidelbeg, New York: Springer-Verlag, 1981. P. 336.

65. B.A. Вольпяс, E.K. Гольман, M.A. Цукерман // ЖТФ. T.66. B.4. 1996.

66. Keller J.H., Simmons R.G. // IBM. J. Res. Develop. 1979. Vol. 23. N 1. P. 24-37.

67. Данилин Б. С., Сыргин В. Н. Магнетронные распылительные системы. М.: Радио и связь, 1982. 72с.

68. Ландау Л.Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика. Т. 2. Теория поля. М.: Наука, 1967. 460с.

69. Технология тонких пленок. Справочник. Т.1/ Под ред. Л. Майссела,

70. Р. Глэнга. М.: Сов. Радио, 1997. 664 с.

71. А.Ф. Хохлова //Физика твердого тела, лабораторный практикум- Н.Н.: 2000. с.310

72. Matsui S., Misuki S., Yamato Т., Aritome H., Namba S. Reactive ion-beametching of Silicon Carbide, -Jpn. J. Appl.Phys., 1981,v.20,Nl, p.L38-L40

73. Попов И.В., Сыркин А.Л., Челноков B.E. Реактивное ионно-плазменное травление карбида кремния. Письма в ЖТФ, т. 12,вып.4,с.240-243

74. Гудков В.А., Крысов Г.А. Плазменное травление карбида кремния. Электронная техника, сер.1, Электроника СВЧ, 1984,вып.7(367), с.60-61

75. Winters H.F.,Cjburn J.W., Chuang T.J. Surface processes in plasma assisted eatching environments. — J.Vac. Sci. and Technol. B,1983,v.l,Nl, p.469-480

76. Ponce F.A., Van de Walfe C.G., Northrup G.E. Atomic arrangment at the AIN/SiC interface.// Physical Review B, v.53.,№l 1, 7473-7478,1996.

77. Данилин Б.С., Киреев В.Ю., Назаров Д.А. Реактивное ионное травление. -Обзоры по электронной технике, сер.З, Микроэлектроника, 1984, вып.1 (1010),71с.

78. Технология сверхбольших интегральных схем/ под ред.С.Зи. М.: Мир, 1986.-Т. 1.-404 с.

79. Вайнштейн Б.К. К теории метода радиального распределения //Кристаллография. 1957. Т.2. Вып. 1.С. 29-37.

80. Франк Каменецкий В.А. Руководство по рентгеновскому исследованию минералов . Ленинград, из-во "Недра", 1975г

81. Cutler I.B., Miller P.D. Solid solution and process for production a solid solution. US pat. 4141740, Feb. 27, 1979.

82. Rafaniello W., Cho K., Virkar A.V. Fabrication and chracterization of SiC-A1N alloys. J. Mater. Sci., 1981, v.16, N 12, p. 3470-3488.

83. Ruh R. and Zangvil A. Composition and propeties of hot-pressed SiC-AIN solid solutions. J. Am. Ceram. Soc., 1982, v.65, N 2, p. 260-265.

84. Zangvil A., Ruh R. Phase relatiohoships in the silicon carbide-aluminum nitride system. J. Amer. Ceram. Soc., 1988, v. 71, N10, p. 884-890.

85. Czekaj C.L., Hackeney M.L.J., Hurley W. J., Jr., Interrante L.V., Sidel G.A., Scheilds P.J., Slack G.A. Preparation of silicon carbide/ aluminum nitride ceramics using organometallic precursors. J. Am. Ceram. Soc., 1990, v.73, N2 p. 352-357

86. Миркин Л.И. Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов. М: Ф-М. .Л, 1961, 863с

87. Эндрюс К. , Дайсон Д., Киоун С. Электронограммы и их интерпретация . перевод с англ. языка из-во Мир, Москва, 1971г.

88. А.Ф. Хохлова //Физика твердого тела, лабораторный практикум- Н.Н.: 2000. с.265.

89. Бонч-Бруевич В.М., Калашников С.Г. Физика полупроводников. М: Наука, 1977. 700с.

90. Рембеза С.И., Синельников Б.М., Рембеза Е.С. Физические методы исследования материалов твердотельной электроники.- Ставрополь.: СевКавГТУ, 2002.-141с.

91. Хохлов А.Ф. Физика твердого тела. Лабораторный практикум. Физичекие свойства твердых тел. Изд.П. М. Высшая школа 2001.

92. Курбанов М.К. Гетеропереходы на основе твердых растворов (SiC)i. X(A1N)X.// Диссерт. на соиск. уч.степени канд. физ.-мат. наук,-Махачкала,1998.

93. James J.F. On the use of aphotomultiplier as aphoton counter. Mot.Not R.Astor Soc. 1967, v. 137, p.15.

94. Totnill A.A., W. Measurement of very low spectral intensities. EMI. Ltd. Document. Ref. R/P029Z70.

95. Нурмагомедов Ш.А. Твердые растворы нитрид алюминия карбид кремния.: Диссерт. на соиск. уч.степени канд. физ.-мат. наук - Л., ЛЭТИ, 1986.

96. Сафаралиев Г.К., Таиров Ю.М., Офицерова Н.В., Морозенко Я.В., Абилова H.A.// Физика и техника полупроводников, 1996, Т. 30, В.З, с. 493-496.

97. Дмитриев В.А.,.Иванов П.А, Морозенко Я.В., Попов И.В., Челноков

98. B.Е. Письма в ЖТФ, 11, 246 (1985).

99. Аникин М.М., Стрельчук A.M., Сыркин А.Л. // ФТП.1994. Т.22.В.2.1. C.284-289.

100. Вадков Ю.А., Ломакина Г.А., Мохов E.H. // Сб. статьей: Широкозонные полупроводники. Махачкала, 1988. С. 169

101. Павлов Л.П. Методы определения основных параметров полупроводниковых материалов. М.: Высшая школа, 1987.-239 с.

102. Батвин В.В. Коцевой Ю.А., Федорович Ю.В. Измерение параметров полупроводниковых материалов и структур. М.: Радиои связь, 1985.284 с.

103. Батвин В.В. Контроль параметров полупроводниковых материалов и эпитаксиальных слоев. М.: Советское радио, 1976.-104 с.

104. Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Корицкого Ю.В., Пасынкова В.В., Тареева Б.М. Т.З, Л., Энергоатомиздат. 1988. 726 с.

105. Tamm I. Е. Uber eine Möglich Art der Elektronenbindungen an Kristalloberflachen.- «Physikal. Zeitschr. Der Sowjetunion», 1932, В 1, H. 6, S. 733-746.

106. Hume Rothery W„ Mabort 1 G. W., Chamel - Evans К .M.- Ph 11. Trans . Roy . Soc ., А 223 , 1, 1934.

107. Pauling L., J. Am.Chem. Soc., 54, 570, 1932.