Совершенство структуры и свойства пленок оксида цинка, получаемых ионным распылением

Исмаилов, Абубакар Магомедович

Совершенство структуры и свойства пленок оксида цинка, получаемых ионным распылением тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.04 ВАК РФ

Исмаилов, Абубакар Магомедович АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Махачкала МЕСТО ЗАЩИТЫ

2000 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.04 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Совершенство структуры и свойства пленок оксида цинка, получаемых ионным распылением»

Автореферат диссертации на тему "Совершенство структуры и свойства пленок оксида цинка, получаемых ионным распылением"

РГВ од 2 5 «к то

На правах рукописи

Исмаилов Абубакар Магомедович

СОВЕРШЕНСТВО СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВА ПЛЕНОК ОКСИДА ЦИНКА, ПОЛУЧАЕМЫХ ИОННЫМ РАСПЫЛЕНИЕМ

Специальность 01.04.04. - "Физическая электроника"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Махачкала 2000

Работа выполнена в Дагестанском государственном университете.

- ■ Научай руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор P.A. Рабаданов.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Г.А. Мустафаев, кандидат физико-математических наук, доцент Н.Н. Магомедов.

Ведущая организация: Кабардино-Балкарский государственный

университет.

Защита состоится 15 декабря 2000 г. в 14°° часов на заседании диссертационного совета Д.063.61.02 при Дагестанском государственном университете по адресу:

367025, Россия, Дагестан, г. Махачкала, ул. Гаджиева, № 43 а.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Дагестанского государственного университета.

Автореферат разослан 10 ноября 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного советг —~— -------

проф<

Ш.А. Гайдаров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Монокристаллы и тонкие пленки оксида цинка, благодаря уникальным физико-химическим свойствам, нашли ширЪкое применение в микро-, опто-, акустоэлектронике, космической технике, производстве люминофоров, катализаторов, детекторов газов и др. Среди пьезополупровод-никовых материалов, используемых в настоящее время в акустоэлектронике, лучшим является оксид цинка, поскольку он обладает наивысшим значением коэффициента электромеханической связи. Во многих фундаментальных исследованиях оксид цинка стал "модельным" материалом, позволяющим разобраться в различных явлениях физики и химии твердого тела, его поверхности.

К проблеме синтеза монокристаллов и монокристаллических слоев и пленок 2пО исследователи подходили исходя из опыта кристаллизации других соединений. Однако такой подход не приводил к решению проблемы: удавалось получать и исследовать свойства лишь небольших кристаллов и пленок, получаемых в слабо контролируемых условиях.

В работе [1] теоретическими и экспериментальными исследованиями установлено, что известные трудности получения ZaO в монокристаллическом состоянии с воспроизводимыми свойствами обусловлены анизотропией его структуры. Показано, что для ZnO стехиометрического состава более естественно нахождение в поликристаллическом состоянии и для реализации монокристаллического состояния требуется уменьшение величины потенциала взаимодействия между подслоями ионов цинка и кислорода двойных слоев его структуры, параллельных плоскости базиса. Такая цель в этой работе достигнута введением в растущий кристалл донорной примеси для частичной компенсации электростатических полей взаимодействия подслоев ионов цинка и кислорода.

уменьшением этого параметра возрастает коэффициент электромеханической связи. Из анализа литературных данных следует:

- Интервал температуры подложки высокоориентированного роста пленок у разных авторов меняется в широких пределах (200-400 °С), минимальное значение угла разориентации кристаллитов равно 1,5-2°.

- Ухудшение структурного совершенства пленок с ростом скорости осаждения. Максимальная скорость в магнетронной системе не превышает 2,5 нм/с для текстурированных пленок и 0,3 нм/с для эпитаксиальных.

- Противоречивость результатов разных авторов о зависимости структуры пленок от условий получения и неоднозначность их объяснения.

Данные факты явно указывают на еще недостаточное понимание всех процессов, происходящих в катодных распылительных системах, включая процессы формирования структуры самих пленок ZnO.

Практически отсутствуют в литературе сообщения о фотоэлектрических свойствах пленок 2пО, хотя во многих работах сообщается о получении пленок с высоким удельным электрическим сопротивлением (р>1010 Ом-см).

Актуальной на сегодняшний день является одна из важнейших проблем кристаллизации: получение ориентированных (в том числе монокристаллических) пленок на неориентирующих подложках. В этом направлении наибольшее распространение получили различные варианты метода искусственной эпитаксии. Наряду с этим предложены и другие подходы, которые отличаются способами обеспечения ориентации. Уровень разработанности у этих подходов различен: одни из них уже близки для реализации на практике, а другие могут рассматриваться лишь в плане отдаленной перспективы. Предложение нового подхода (метода) было бы ценным дополнением к известным методам, особенно, если он совместим с планарной технологией микроэлектроники.

можности при получении пленок 2п0 в магнетронной системе распыления. Известно, что диэлектрик (или изолированный проводник) помещенный в плазму заряжается отрицательно до определенного, так называемого, плавающего потенциала. Конечной целью работы является разработка технологии получения высокоориентированных высокоомных пленок 2пО с учетом его структурной особенности и исследование их электрических и оптических свойств в зависимости от условий получения.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые осуществлен процесс кристаллизации оксида цинка в магнетронной системе распыления с учетом кристаллохимической особенности его структуры. Экспериментально обоснована правомерность использования отрицательного потенциала ип, до которого заряжается подложка в системе, в качестве технологического параметра, наиболее сильно определяющего совершенство структуры и свойства пленок. В ходе выполнения работы получены следующие результаты.

1. Впервые на аморфных подложках получены пленки ХпО с равным нулю углом аксиальной разориентации кристаллитов. Такой структуры пленки предложено называть одноосно-эпитаксиалъными, дополняя классификацию ориентации, предложенную Бауэром [2].

2. Установлено, что технологическими параметрами, наиболее сильно определяющими структурное совершенство пленок, являются отрицательный потенциал на подложке и ее температура. В координатной плоскости Тп-ип этих параметров определена двумерная область роста одноосно-эпитаксиальных пленок гпО: Тп=500-700 °С; ип=9-12 В.

3. Предложены два метода реконструкции поверхности (0001)А1203. Получены эпитаксиальные пленки 2пО на реконструированной поверхности (0001)А1203 и (112 0) А1203. При этом базисная плоскость (0001)2п0 растет параллельно поверхности подложки.

4. Получены нелегированные фоточувствительные пленки ТпО (при освещенности В=100 Вт/м2 сопротивление образцов падает на 4-5 порядков без их дополнительной термообработки после получения).

Научная и практическая значимость работы. Определены оптимальные технологические параметры осуществления процесса получения одноосно-эпитаксиальных и эпитаксиальных пленок ZnO, структура и свойства которых позволяют использовать их в различных приборах опто-и акустоэлектроники, при создании фоторезисторов, пьезопреобразователей, оптических волноводов и т.д. Предложены два метода целенаправленной реконструкции поверхности

монокристаллического сапфира, причем, при одном из них есть возможность

выбора (подбора) параметров структуры поверхности на определенном этапе ее реконструкции. Данным способом реконструктированную поверхность (0001)А1203 удается использовать в качестве подложки при получении эпитаксиальных пленок других полупроводниковых соединений.

Наш подход к кристаллизации вещества и установленные в работе закономерности формирования структуры пленок могут быть использованы в ионно-плазменных методах получения пленок других соединений. В первую очередь, это касается веществ с вюрцитной структурой, таких как BeO, GaN, AIN, InN и др., которые легко могут быть получены реактивным распылением соответствующих металлов, что подтверждено нами в процессе работы и в этом направлении.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Разработка технологии получения одноосно-эпитаксиальных пленок ZnO на аморфной поверхности с большими скоростями роста (до 7 нм/ с).

2. Доказательство того, что отрицательный потенциал Un на подложке является технологическим параметром, оказывающим влияние на степень совершенства структуры пленок как на начальном этапе формирования пленки, так и при последующем ее росте.

3. Установление области роста одноосно-эпитаксиальных пленок ZnO в плоскости технологических параметров T„-Un: Tn=500-700 °С, Un=9-12 В.

4. Объяснение физического механизма формирования двумерной кристаллической решетки на начальном этапе роста пленки.

5. Установление причин отсутствия эпитаксии ZnO на чистой поверхности (0001)А1203 и разработка двух способов реконструкции этой поверхно-

сти в целях осуществления эпитаксии на ней. Осуществление процесса получения эпитаксиальных пленок 7пО базисной ориентации на поверхности (1120)А1203 и реконструированной поверхности (0001)А1203.

6. Получение фоточувствительных пленок 2пО и установление того, что эти свойства определяются межкристаллитной областью одноосно-эпитаксиальной структуры пленок.

Апробация работы и публикации. Основные результаты работы докладывались на: Всероссийской конференции "Физика межфазных явлений и процессов взаимодействия потоков энергий с твердыми телами" (Нальчик, 1995,

1998); Международной конференции "Фазовые переходы и критические явления в конденсированных средах" (Махачкала, 1998); Всероссийской конференции по физической электронике "ФЭ-99" (Махачкала, 1999); Международной конференции, посвященной 275-летию РАН и 50-летию ДНЦ РАН (Махачкала,

1999); Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (Екатеринбург, 1999); IX Национальной конференции по росту кристаллов (Москва, 2000); Ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава физического факультета Даггосуниверситета 1995-2000 гг.

По теме диссертации опубликовано 11 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 137 наименований. Общий объем работы составляет 134 страниц, включая 33 рисунка.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, показаны научная новизна и практическая ценность работы, сформулированы цель и основные защищаемые положения диссертационной работы.

Глава I носит обзорный характер. В разделе 1.1 дается общая характеристика оксиду цинка.

Раздел 1.2 посвящен краткому обзору методов получения кристаллов, ориентированных и монокристаллических слоев и пленок ZllO. Далеко не все

предложенные методы равнозначны по результатам: лишь отдельные из них позволяют получать достаточно совершенные, относительно большого размера, пригодные для исследований и применений кристаллы и пленки ZnO. В настоящее время, монокристаллические и ориентированные пленки ХпО, применяемые в целях опто- и акустоэлектроники, получают в основном методом химического транспорта и методом катодного распыления. В данной работе использован один из вариантов метода катодного распыления - магнетронный.

В разделе 1.3 дается краткий обзор работ по получению пленок ZnO методом катодного распыления (диодным, триодным и магнетронным), посвященных изучению зависимостей структурного совершенства и свойств пленок ХпО от условий получения. В основном усилия исследователей были направлены на разработку технологии получения высокоомных пленок ZnO на аморфных подложках с минимальным углом разориентации кристаллитов в пленке, поскольку с уменьшением этого параметра возрастает коэффициент электромеханической связи К, являющийся прямой мерой пьезоэффекта. Наилучшим достижением является угол 0=1.5-2° при максимальной скорости роста пленок 2.5 нм/с. Оптимальные технологические параметры роста, сообщаемые разными исследователями, меняются в широких пределах, данные о зависимости структуры пленок от условий получения противоречивы и дается неоднозначное их объяснение. Это объясняется недостаточным пониманием всех процессов, происходящих в катодных распылительных системах, включая процессы формирования структуры самих пленок ZnO.

Обычно, чтобы определить оптимальные условия роста высокоориентированных пленок, проводят многофакторный эксперимент, где выходным параметром является угол 0 разориентации кристаллитов в пленке, а входными переменными - технологические параметры (температура подложки, скорость осаждения, давление и др.). При этом должно выполняться условие однозначности: набору точек входных параметров должна соответствовать одна точка выходного параметра. Это условие нарушается, если система входных параметров является неполной, т.е. если из рассмотрения выпадает один или более парамет-

ров. Именно, неполноту системы входных технологических параметров следует считать возможной причиной сильной расходимости и противоречивости данных у разных исследователей. В данной работе показано, что месторасположение подложки в распылительной системе является тем "упущенным" параметром, на которого технологи не обращали должного внимания.

В разделе 1.4 приведены методы получения ориентированных слоев и пленок на неориентирующих подложках. Эта проблема в полной мере еще не решена и поэтому существует необходимость в разработке научных и практических основ получения ориентированных слоев различных веществ на произвольной поверхности.

В разделе 1.5 рассмотрены особенности кристаллизации оксида цинка и дана постановка задачи. Установлено [1], что известные трудности получения 2пО в монокристаллическом виде обусловлены слоистостью его структуры и ее полярностью в направлении [0001]. Эффективный заряд ионов цинка и кислорода, из которых состоят подслои ZnO, q= 1,1 е (где е- заряд электрона). Они между собой связаны тройной связью на каждый ион и находятся в направле-

нии [0001] на расстоянии а=0,6бА. Далее, по адсорбционному эксперименту известно, что каждой микроплоскости двойного слоя соответствует разделенный заряд c=qns=3,5 Кл м"2.

Монокристалл ZnO в целом состоит из набора таких однотипных и взаимно параллельных двойных слоев, находящихся друг от друга на расстоянии

Ь=1,9бА и связанных между собой одинарной связью на ион цинка и кислорода. В такой системе между катион-катионными и анион-анионными микроплоскостями возникают внутренние силы, действующие в противоположных направлениях. Поле данных сил полностью дестабилизирует кристалл. В противном случае это означало бы возможность реализации состояния 2пО с избыточной энергией электростатической природы.

Поскольку поверхности (0001) и (0001) 2пО стабильны (не реконструируются), дестабилизация монокристалла ZnO стехиометрического состава заклю-

чается в генерации кристаллических блоков и их разориентации друг относительно друга до формирования поликристаллической структуры с таким соотношением внешних и внутренних поверхностей раздела кристалликов (их энергия \УГ- всегда положительная величина), чтобы общая энергия V/ оказалась меньше энергии монокристалла такого же объема. Поэтому, более естественно нахождение стехиометрического оксида цинка в поликристаллическом состоянии.

Из сказанного выше следует, что значительного ослабления внутренних сил, действующих по С-оси и стабилизации его ориентированного состояния, можно добиться заряжением растущей поверхности пленки (цинковой стороны) отрицательным электронным зарядом. Такая возможность может быть реализована в ионно-плазменных методах получения пленок. Известно, что диэлектрик (или изолированный проводник), помещенный в плазму тлеющего разряда заряжается отрицательно до определенного (так называемого плавающего) потенциала. Исходя из сказанного выше, была поставлена задача получения высокоориентированных высокоомных пленок ZnO на аморфной поверхности методом магнетронного распыления и исследования их свойств.

В главе II описана методика эксперимента. Раздел 2.1 посвящен описанию установки для получения пленок ZnO магнетронным распылением керамической мишени в атмосфере чистого кислорода.

Методика подготовки подложек и изготовления мишеней ZnO дана в разделе 2.2. В качестве подложек использовали высокотемпературное стекло, плавленный кварц, термически окисленный кремний, поликор, ситалл, А1203 ориентации (0001) и (1120). При необходимости для восстановления монокристалличности подложек А1203 применяли высокотемпературный вакуумный отжиг. Нагрев подложки до соответствующей температуры обеспечивался резистив-ным нагревателем (нихром), а температуру контролировали с помощью хро-мель-алюмелевой термопары.

Для оценки совершенства структуры и определения ориентации пленок ZnO использовали метод дифракции быстрых электронов на отражение (раздел 2.3).

Сопротивление пленок измеряли мегоомметром МОМ-3 и универсальным вольтметром-электрометром В7-30, релаксационные кривые фотопроводимости и ее спектральное распределение снимали стандартными методами.

В главе III изложены основные экспериментальные результаты по получению пленок ZnO на аморфных и монокристаллических подложках и дано им физическое объяснение.

В разделе 3.1 приведены экспериментальные зависимости совершенства структуры пленок ZnO, получаемых на аморфной поверхности, от условий получения. Если подложку расположить вне центральной области мишени, то степень ориентированности пленок зависит от угла ос между нормалью к плоскости мишени и нормалью к поверхности подложки и вектора г, соединяющего центр мишени с центром подложки. С учетом симметрии тороидальной формы разряда, вектор г можно задать в полярных координатах (г, ср). На рис. 1 показано задание местоположения подложки относительно катода параметрами (а, г, ф). Пленки ZnO обладают максимальным совершенством при некотором расположении подложки относительно катода (магнетрона), оптимальность которого, по отношению к структуре получаемых пленок, установлена подбором значений параметров а, г, ф эмпирическим путем. Индицирование электрон-нограммы на отражение от пленки ZnO, полученной при комнатной температуре и токе разряда 60 мА (что соответствует скорости роста 0,9 нм/с), показало, что направление оси текстуры [0001] ZnO совпадает с нормалью к плоскости подложки и угол разориентации кристаллитов, определяемый по угловой ширине дужек дифракционных рефлексов, равен Ö = 5°.

Для определения температурной зависимости структуры пленок при фиксированных остальных параметрах температуру подложки поднимали от 50 до 800 °С с интервалом 25 °С. При увеличении температуры подложки до 400° С, угол разориентации 0 остается почти неизменным, возрастает контраст дифракционной картины, что свидетельствует об увеличении размера кристаллитов пленки. При увеличении температуры подложки от 400°С до 500°С на-

магнетрон

Рис. 1. Задание местоположения подложки в системе параметрами (а, г, <р).

Рис. 2. Электронограмма на отражение от пленки 2пО, полученной на стеклянной подложке при температуре Т=500 °С.

Рис. 3. Электронограмма на отражение от пленки ZnO, полученной на стеклянной подложке при температуре Т=650"С.

Рис. 4. Электронограмма на отражение от эпитаксиальной пленки 2пО на реконструированной поверхности (0001)А1203. (0001)А1203 // (0001)гп0.

блюдается постепенное уменьшение угла разориентации Э с одновременным появлением тяжей по нормали к направлению первичного пучка электронов (рис. 2). С дальнейшим увеличением температуры подложки до 650 °С длина вертикальных тяжей на электроннограммах уменьшается и электроннограмма от пленки 2пО, полученной при 650 °С, состоит из точечных рефлексов (рис. 3). Такая картина сохраняется до 700 °С, выше которой наблюдается ухудшение структуры пленок. Оно выражается в увеличении угловых размеров рефлексов электронно-граммы.

При увеличении тока разряда от 60 до 450 мА скорость роста пленки 2пО увеличивается до 6 нм/с. При токе разряда 450 мА наблюдается формирование пленок с такой же температурной зависимостью структурного совершенства, какая наблюдается при токе 60 мА. Однако, скорость роста пленок 2пО, равная 6 нм/с, является не предельной скоростью, выше которой наблюдается ухудшение структуры пленок. Ограничение скорости роста связано с разрушением мишени при большой подводимой электрической мощности.

С увеличением давления выше 2-10'2 мм.рт.ст. наблюдается ухудшение структуры пленок (начало разориенгировки кристаллитов). При изменении давления с 2-10"2 до 810"3 мм.рт.ст. не обнаружено ухудшения структурного совершенства пленок и этот интервал давлений является рабочим (нижний предел давления ограничен тушением разряда).

Наиболее сильное влияние на структуру пленок оказывает расположение подложек относительно катода. Выбранное, оптимальное положение подложек надо соблюдать достаточно точно: г - с точностью ±3-4 мм, а а - с точностью +5°, (р - с точностью ±2-3°.

В разделе 3.2 дается оценка структурному совершенству пленок ZnO в соответствии с тремя признаками, предложенными Бауэром для классификации ориентации [2]: 1) характер ориентации; 2) стадия роста пленки, на которой она проявляется; 3) причина возникновения данной ориентации.

По Бауэру существуют два типа ориентаций. Если наблюдается преимущественное расположение только одной кристаллографической оси большинства кристаллитов в каком-либо одном направлении, называемом направлением ориентации

или осью текстуры, то говорят о наличии одноосной ориентации (1-0). Если две оси большей части кристаллитов располагаются в предпочтительных направлениях, ориентация является двуосной (Н-О). Предельным случаем ориентации 1-0 для увеличивающихся отклонений от предпочтительного направления является хаотичная ориентация всех кристаллитов (поликристалл). Предельному случаю ориентации И-О для уменьшающихся отклонений соответствует монокристаллическое состояние. Структурное совершенство полученной нами пленки, электронограмма от которой дана на рис. 2 и рис. 3 соответствует предельному случаю ориентации 1-0 для уменьшающихся отклонений кристаллитов от предпочтительного направления. Угол разориентации кристаллитов, определяемый по угловой ширине дужек дифракционных рефлексов, равен нулю. Это означает, что полярное направление [0001^п0 всех кристаллитов пленки перпендикулярно плоскости подложки. При этом, ориентации кристаллитов в плоскости подложки совершенно беспорядочны. Другими словами, сохраняется азимутальная разориентация кристаллитов при полном отсутствии их аксиальной разориентации. Придерживаясь и дополняя терминологию Бауэра, описанное выше структурное состояние пленки логично было бы называть одноосной эпитаксией.

При температуре подложки Т=650°С, токе разряда 1=60 мА, давлении кислорода в системе р=10"2 мм.рт.ст. и фиксированном оптимальном положении подложки относительно катода пленки 2п0 растут со скоростью у=0,9 нм/с. Пленки полученные при данных условиях и длительности процесса осаждения

менее 2 с в среднем обладают толщиной <15 А. Электронограммы на отражение от таких пленок представляются текстурами ориентации (0001). С самой ранней стадии формирования пленки ее кристаллиты ориентированы, т.е. их ось нормальна к поверхности подложки, угол разориентации этой оси не превышает ~0,2 градуса.

Раздел 3.3 посвящен описанию физического механизма формирования пленки 2п0, структуру которой можно рассматривать одноосно-эпитаксиальной.

В магнетронной системе распыления плазма локализована у распыляемой поверхности мишени. Степень ионизации плазмы максимальна у центральной части над зоной распыления и падает по мере отдаления от нее. Измерением пла-

вающего потенциала ип в различных точках плазмы при фиксированных остальных технологических параметрах установлена связь между плавающим потенциалом и геометрическими параметрами (а, г, ср), предложенными в качестве "координат" технологического параметра, от которого существенно зависит степень совершенства структуры получаемых пленок ZnO. Такие измерения показали, что оптимальному расположению подложки соответствует значение оптимального плавающего потенциала и„= 6-12 В.

Значение плавающего потенциала зависит от параметров самого разряда. Из этих параметров давление газа и ток разряда считаются параметрами, оказывающими влияние и на структуру пленок. Поэтому была изучена зависимость оптимального плавающего потенциала от этих параметров. Увеличение давления газа в системе приводит к уменьшению плавающего потенциала. Плавающий потенциал практически не зависит от тока разряда (40-450 мА) при фиксированном давлении. Здесь явно видно согласование этих зависимостей с экспериментальными результатами о зависимости структуры пленок от указанных выше параметров. Выходит, что часть технологических параметров (кроме температуры подложки) можно заменить одним параметром - плавающим потенциалом ип.

Каков же физический механизм влияния этого параметра на процессы формирования структуры пленки? Для ответа на данный вопрос были проведены специальные исследования:

а) первые две минуты распыление проводилось при оптимальном расположении подложки. Затем подложку отодвигали параллельно катоду на 7 мм в сторону от катода и держали в этом месте до окончания процесса;

б) первые 5 секунд распыление проводилось в неоптимальном месте, а для последующего роста подложку возвращали в место оптимального расположения.

Перемещение подложки из одного положения в другое осуществляли, не прерывая процесса, с помощью механического вакуумного ввода. Общее время распыления составляло 20 минут. Результатом обеих опытов было ухудшение

структуры пленок: степень разориентации кристаллитов в опыте а) доходило до 5°, а в опыте б) — до 8°.

Результат опыта а) объясняется тем, что в неоптимальном местоположении подложки плотность отрицательного заряда, поступающего на растушую поверхность, недостаточна для эффективной компенсации положительного заряда цинковой стороны ZnO. Необходимость зарядки оптимальным отрицательным зарядом растущей поверхности назовем первым условием роста одноосно-эпитаксиальных пленок ZnO.

Результат опыта б) указывает на оптимальность начальной стадии роста пленки по отношению к степени зарядки подложки и определяющий характер этой стадии независимо от выполнения первого условия роста при последующем росте.

Основываясь на качественных соображениях, вытекающих из теории адсорбции, для объяснения начального этапа формирования одноосно-эпитаксиальных пленок ZnO можно дать следующий предполагаемый механизм. Конденсация кислорода на заряженной подложке приводит к образованию двумерного поверхностного газа, состоящего из отрицательных ионов атомарного кислорода. Между отдельно взятым ионом кислорода и поверхностью подложки возникает сила электростатического притяжения. Она нормальна к поверхности подложки и ее потенциал увеличивает величину энергии связи иона с подложкой. Взаимодействие между собой таких ионов приводит к их взаимному отталкиванию. Такие силы параллельны поверхности подложки, их потенциал способствует взаимной координации ионов. Таким образом, возникает двумерная кристаллическая решетка, для которой зависимой от степени зарядки поверхности подложки является величина трансляции этой решетки. Это дает возможность довести расстояние между симметрично расположенными ионами на подложке до той или иной трансляции плоской сетки узлов, соответствующей грани напыляемого вещества. Образованная таким образом двумерная кристаллическая решетка является основой для кристаллизации следующих осаждающихся слоев.

Особенности роста эпитаксиальных пленок 2пО на подложках из монокристаллического сапфира в условиях зарядки растущей поверхности отрица-

тельным зарядом (электронами) изложены в разделе 3.4. В работе были использованы подложки ориентации (0001) и (1120). Ни при каких условиях нам не удалось получить эпитаксиальные пленки на базисной поверхности (0001)А1203. Вероятно, это связано с двумерным характером зародышеобразо-вания, при котором важное значение для ростовых процессов приобретает принцип кристаллографического несоответствия. Действительно, атомы, поступающие на заряженную поверхность подножки, становятся ионами, а образование объемных скоплений из одноименно заряженных ионов энергетически не выгодно. Кроме того, повышается энергия связи заряженных адатомов с подложкой. Кристаллографическое несоответствие для системы 2п0/А1203 составляет 32 %, что существенно больше допускаемого значения 14%. Дня уменьшения кристаллографического несоответствия в работе предложены два способа реконструкции поверхности (0001)А1203 и получены эпитаксиальные пленки ZnO на реконструированной поверхности (0001)А1203 и на (1120)А1203. В обоих случаях плоскость (0001^п0 параллельна поверхности подложки. На рис.4 дана электронограмма на отражение от пленки ХпО на реконструированной поверхности (0001)А1203. "Ромбическая" дифракционная картина соответствует отражению от незанятого пленкой 2пО участка реконструированной поверхности подложки.

Глава IV посвящена исследованию зависимости электрических и оптических свойств пленок оксида цинка от условий получения. В разделе 4.1 рассмотрены особенности свойств межзеренных границ в ХпО. Анализ литературных данных и наши исследования показывают, что межзеренные потенциальные барьеры в чистом оксиде цинка отсутствуют.

В разделе 4.2 представлены результаты исследования зависимости удельного сопротивления пленок ЪхО от температуры Т„ и потенциала Ц, подложки, а в разделе 4.3 рассмотрено влияние этих параметров на фотоэлектрические свойства пленок ТлО.

На рис. 5 представлена зависимость (кривая 1) удельного сопротивления пленок ХпО от температуры подложки при ее оптимальном потенциале. На этом же рисунке представлены зависимости 2, 3, 4, снятые по мере "ухода" потенциала подложки от оптимального значения. Как и следовало ожидать, здесь

прослеживается симбатность этих зависимостей с температурными зависимостями степени совершенства структуры пленок.

Участок в-г соответствует области одноосной эпитаксии со столбчатой формой кристаллитов и небольшой протяженностью межкристаллитной области (рис.3). Межкристаллитные границы перпендикулярны подложке, и следовательно, носители заряда, пересекая их тоже перпендикулярно, не испытывают заметного рассеяния т.е. доминирующую роль в механизме проводимости здесь играют не межкристаллитные границы, а внутрикристаллитные свойства 2пО. Поэтому, удельное

Рис. 5. Зависимость удельного сопротивления

пленок гпО от температуры подложки. рефлексов на элекггронограм-

мах. С дальнейшим уменьшением температуры дайна тяжей увеличивается с одновременным усилением аморфного фона на дифракционной картине. Это означает, что кристаллиты постепенно переходят от столбчатой формы к пластинчатой. Своих предельных значений указанные изменения достигают при Тп=500 °С (рис.2). На участке б—>а одноосная эпитаксия переходит в одноосную текстуру т.е. к азимутальной разориентации кристаллитов добавляется и аксиальная разориентация. При этом аморфный фон дифракционной картины заметно уменьшается, что говорит об уменьшении межкристаллитной доли в пленке и увеличении размера самих кристаллитов.

Возрастание удельного сопротивления пленок ХпО на участке в—>б связано с увеличением высокоомной межкристаллитной доли в объеме пленки и, в меньшей степени, удельного сопротивления самого кристаллита.

сопротивление пленок в этой области температуры, равное р«1 Ом-см, можно принять за значение объемного удельного

сопротивления

монокристаллического 2пО. При понижении температуры подложки на участке в—Я5

начинается появление тяжей

Для зависимостей 2, 3, 4 сопротивление пленок в температурной области в-г тем раньше выходит на насыщение по сравнению с зависимостью 1, чем больше разница в значении потенциала подложки между оптимальным и данным. Электронографический анализ показал, что длина тяжей растет от зависимости 2 к 4. Сопоставление сопротивлений насыщения и длины тяжей дифракционных рефлексов зависимостей 2, 3, 4 с соответствующими величинами (сопротивление пленки при данной длине тяжи) зависимости 1 показало, что сопротивление пленок однозначно определяется структурными особенностями пленки.

Максимальной фоточувствительностью обладают пленки ХпО с пластинчатой формой кристаллитов (область б на рис. 5). С уменьшением межкристал-литного объема в общем объеме пленки фоточувствительность падает. Фоточувствительность падает также и при увеличении аксиальной разориентации кристаллитов, при котором более сильно искажена межкристаллитная область, хотя при этом сопротивление пленок, наоборот, возрастает. Исходя из этих фактов сделано заключение о том, что за фотоэлектрические свойства ответственна межкристаллитная область одноосно-эпитаксиальных пленок (но не поликристаллических!). Кристаллографическая структура межкристагшитной области представляется в виде перпендикулярных подложке семейства плоскостей (ЬкО), которое обеспечивает сопряжение между собой азимутально разориентированных кристаллитов в одноосно-эпитаксиальных пленках.

Основные результаты работы.

1. Исходя из кристаллохимической особенности структуры 7пО, разработана воспроизводимая технология получения высокоомных одноосно-эпитаксиальных и эпитаксиальных пленок 2пО.

2. Впервые установлено, что плавающий потенциал на подложке ип, до которого она заряжается в системе, является технологическим параметром, от которого наиболее сильно зависит структурное совершенство пленок. Экспериментально

установлено существенное влияние этого параметра как на начальную стадию формирования структуры пленки, так и на ее последующий рост.

3. Предложен физический механизм формирования двумерной кристаллической решетки на начальном этапе роста пленки. Зарядка поверхности электронами приводит к образованию на поверхности подложки двумерной системы, состоящей из отрицательных ионов кислорода. Каждый ион этой системы связан с поверхностью нормальной силой, а между самими ионами действуют тангенциальные силы, которые определяют их взаимную координацию. Таким образом возникает двумерно ориентированная решетка, являющаяся основой для кристаллизации следующих осаждающихся слоев.

4. Температура и потенциал подложки являются технологическими параметрами, которые определяют механизм формирования эпитаксиальных и одноосно-эпитаксиальных пленок 2пО. Определена область одноосно-эпитаксиального роста в плоскости этих параметров Тп-и„: Тп=500-700 °С, ип=9-12 В.

5. Предложены два способа реконструкции поверхности (0001)А1203. При одном из них имеется возможность подбора параметров структуры поверхности на определенном этапе ее реконструкции, что позволяет использовать такую поверхность и для осаждения пленок других соединений. Осуществлено получение эпитаксиальных пленок ZnO на реконструированной поверхности (0001)А1203 и на (1120)А1203.

6. За исключением начального этапа зарождения, обусловленного монокристалличностью подложки, все особенности последующего роста и зависимости степени совершенства структуры эпитаксиальных пленок (переход текстура <-» монокристалл, тяжи дифракционных рефлексов) от условий получения аналогичны особенностям роста одноосно-эпитаксиальных пленок Zr^O на аморфной поверхности. Эпитаксиальная область роста пленок ZnO совпадает с областью роста одноосно-эпитаксиальных пленок.

7. Скорость роста эпитаксиальных и одноосно-эпитаксиальных пленок доходит до 7 нм/с и ограничена тепловой мощностью, выдерживаемой мишенью: распыляемая мишень ZnO разрушается при больших токовых нагрузках.

8. Основываясь на электронографическом анализе дифракционных картин объем пленки можно разделить на объем связанный с кристаллитами, и на объем, связанный с межкристаллитной областью. Поскольку в пленках ZnO отсутствуют межкристаллитные потенциальные барьеры, то для описания электрических и оптических свойств использована модель, которая основана на неоднородном проводнике, состоящем из последовательно соединенных однородных (электрически и структурно) областей высокой (кристаллиты) и низкой (межкристаллитная область) проводимости.

9. Получены эпитаксиальные и одноосно-эпитаксиальные пленки: а) со столбчатой формой кристаллитов и меньшей протяженностью межкристаллитной границы; б) с пластинчатой формой кристаллитов и значительной долей межкристаллитной области. Удельное сопротивление в случае а), равное ~1 Ом см, принимается за значение объемного удельного сопротивления кристаллитов. В случае б) сопротивление определяется межкристаллитной областью и равно р^Ю6 Ом см.

10. Максимальной фоточувствительностью обладают пленки ZnO с пластинчатой формой кристаллитов (случай б). Фоточувствительность падает с уменьшением межкристаллитного объема и увеличением аксиальной разориентации кристаллитов. Исходя из этого сделано заключение о том, что фотоэлектрические свойства определяются межкристаллитной областью одноосно-эпитаксиальных и эпитаксиальных пленок ZnO.

Цитированная литература.

1. Рабаданов P.A. Получение, реальная структура, некоторые объемные и поверхностные свойства монокристаллического оксида цинка. Дис. ... докт. физ.-мат. наук. - Махачкала, 1997. — 358 с.

2. Бауэр Э. Рост ориентированных пленок на аморфных поверхностях,- В кн.: Монокристаллические пленки. /Пер. с англ, под ред. З.Г. Пинскера. — М.: Мир, 1966.-С.58-90.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Рабаданов P.A., Исмаилов A.M. Стимулирование эпитаксиального роста тонких пленок электронным облучением // Тезисы докладов Всероссийской конференции "Физика межфазных явлений и процессов взаимодействия потоков энергий с твердыми телами". -Нальчик: 1995. - С.116-117.

2. Исмаилов A.M., Темиров А.Т., Рабаданов P.A. Электронная стимуляция роста слоев оксида цинка на аморфной поверхности // Труды региональной научной конференции "Физика межфазных явлений и процессов взаимодействия потоков энергий с твердыми телами". - Нальчик: 1998. - С.104-106.

3. Рабаданов P.A., Рабаданов М.Р., Исмаилов A.M., Темиров А.Т. Особенности кристаллизации оксида цинка // Материалы Всероссийской конференции по физической электронике. - Махачкала: 1999. - С.214-216.

4. Исмаилов А.М., Темиров А.Т., Рабаданов М.Р., Рабаданов P.A. Влияние величины плотности заряда электронов на поверхности на структурное совершенство пленок оксида цинка // Тезисы докл. Межд. конф., посвященной 275-летию РАН и 50-летию ДНЦ РАН (Естественные науки). - Махачкала: 1999. — С.40-41.

5. Рабаданов P.A., Рабаданов М.Р., Исмаилов A.M., Алиев И.Ш., Исаев З.А. Влияние условий термообработки и природы металла на процесс формирования и свойства структуры типа Me-ZnO // Вестник ДГУ. Естественные науки. - Махачкала: ИПЦ ДГУ, 1998. - вып.1. - С.36-39.

6. Рабаданов P.A., Рабаданов М.Р., Исмаилов A.M., Алиев И.Ш., Абдулаев Х.М. Механизм и условия формирования омического контакта к монокристаллическому оксиду цинка //Вестник ДГУ. Естественные науки. -Махачкала: ИПЦ ДГУ, 1998. - вып.1. - С.40-42.

7. Рабаданов P.A., Исмаилов A.M., Рабаданов М.Р., Темиров А.Т. Температурная зависимость совершенства структуры пленок ZnO на аморфной поверхности // Тезисы докладов Международной конференции "Фазовые переходы и критические явления в конденсированных средах". — Махачкала: 1998. — С. 75-76.

8. Исмаилов A.M., Рабаданов М.Р., Рабаданов P.A. Одноосная эпитаксия оксида цинка на аморфной поверхности // Тезисы докладов Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых. -Томск: 1999. - С. 234-235.

9. Исмаилов A.M., Рабаданов М.Р., Рабаданов РА., Темиров А.Т. Зависимость ориентации, совершенства структуры текстурированных пленок оксида цинка от величины и знака потенциала поверхности аморфной подложки // Тезисы докладов ЕХ национальной конференции по росту кристаллов. - Москва: 2000.—С. 334.

10. Исмаилов A.M., Рабаданов М.Р., Рабаданов P.A., Темиров А.Т. Влияние плотности электронного заряда на поверхности роста на совершенство структуры эпитаксиальных пленок оксида цинка // Тезисы докладов IX национальной конференции по росту кристаллов. - Москва: 2000. - С. 333.

11. Рабаданов P.P., Рабаданов М.Р., Исмаилов A.M. Особенности в формировании мококристаллической структуры оксида цинка // Тезисы докладов К национальной конференции по росту кристаллов. - Москва: 2000. - С. 624.

Исмаилов Абубакар Магомедович СОВЕРШЕНСТВО СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВА ПЛЕНОК ОКСИДА ЦИНКА, ПОЛУЧАЕМЫХ ИОННЫМ РАСПЫЛЕНИЕМ Автореферат

Сдано в набор 25.10.2000. Подписано в печать 2.11.2000. Формат 60 х 80 1/16. Гарнитура «Times New Roman Суг». Усл. печ. л.: 1,0. Заказ № 615, Тираж 100 экз.

Издательско-полиграфический центр Даггосуниверситета, 367003, г. Махачкала, ул. Ярагского, 59 "е".

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Исмаилов, Абубакар Магомедович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. Литературный обзор.

1.1. Общая характеристика оксида цинка.

1.2. Методы получения ориентированных и монокристаллических слоев и пленок ZnO.

1.3. Зависимость структурного совершенства и свойств пленок ZnO от условий получения.

1.4. Методы получения ориентированных слоев и пленок на неориентирующих подложках.

1.5. Особенности кристаллизации оксида цинка и постановка задачи.

ГЛАВА II. Методика эксперимента.

2.1. Описание установки для получения пленок ZnO магнетронным методом.

2.2. Методика подготовки подложек и изготовления мишеней ZnO.

2.3. Оценка совершенства структуры и определение ориентации пленок ZnO методом дифракции быстрых электронов

ГЛАВА III. Одноосная эпитаксия оксида цинка на поверхности аморфной структуры. Условия и механизм формирования одноосно-эпитаксиальных и эпитаксиаль-ных пленок ZnO.

3.1. Зависимость совершенства структуры пленок ZnO на аморфной поверхности от условий получения.

3.2. Одноосная эпитаксия оксида цинка на аморфной поверхности.

3.3. Механизм формирования пленки ZnO одноосно-эпитаксиальной структуры.

3.4. Особенности роста эпитаксиальных пленок ZnO на подложках из монокристаллического сапфира.

Выводы.

ГЛАВА IV. Зависимость электрических и оптических свойств пленок оксида цинка от условий получения.

4.1. Свойства межзеренных границ в ZnO.

4.2. Зависимость удельного сопротивления пленок ZnO от условий получения.

4.3. Зависимость фотоэлектрических свойств пленок ZnO от условий получения.

Выводы.

Введение диссертация по физике, на тему "Совершенство структуры и свойства пленок оксида цинка, получаемых ионным распылением"

Актуальность темы. Монокристаллы и тонкие пленки оксида цинка обладают уникальными физико-химическими свойствами: анизотропная кристаллическая структура, нестехиометрический состав соединения, полупроводниковые свойства при большой ширине запрещенной зоны, люминесцентные свойства, фотопроводимость, фотовольтаические и фотохимические свойства, высокая отражательная способность в видимой области спектра и сильное поглощение в ультрафиолетовой области спектра, каталитическая активность, лазерный и электрооптический эффект, сильный пьезо- и пиро-эффект, низкий коэффициент линейного расширения и т.д. Благодаря такому разнообразию свойств он нашел широкое применение в микро-, опто-, аку-стоэлектронике, космической технике, производстве люминофоров, катализаторов, детекторов газов и др. Среди пьезополупроводниковых материалов, используемых в настоящее время в акустоэлектронике, лучшим является оксид цинка, поскольку он обладает высоким значением коэффициента электромеханической связи (наивысшее значение среди известных пьезополу-проводников К=0,41 для продольной волны), который определяет эффективность преобразования электромагнитной энергии в упругую, и обратно. Во многих фундаментальных исследованиях оксид цинка стал "модельным" материалом, позволяющим разобраться в различных явлениях физики и химии твердого тела, его поверхности.

К проблеме синтеза монокристаллов и монокристаллических слоев и пленок ZnO исследователи подходили исходя из опыта кристаллизации других соединений. Однако такой подход не приводил к решению проблемы: удавалось получать и исследовать свойства лишь небольших кристаллов и пленок ZnO, полученных в слабо контролируемых условиях.

В работе [19] теоретическими и экспериментальными исследованиями установлено, что известные трудности получения ZnO в монокристаллическом состоянии с воспроизводимыми свойствами обусловлены анизотропией его структуры. Показано, что для ZnO стехиометрического состава более естественно нахождение в поликристаллическом состоянии и для реализации монокристаллического состояния требуется уменьшение величины потенциала взаимодействия между подслоями ионов цинка и кислорода двойных слоев его структуры, параллельных плоскости базиса. Такая цель в этой работе достигнута введением в растущий кристалл донорной примеси для частичной компенсации электростатических полей взаимодействия подслоев ионов цинка и кислорода. Для выполнения данного условия суммарная кон

Л 1 Л центрация доноров в растущем ZnO должна быть не меньше 2-10 м" .

Большое количество публикаций посвящено получению пленок ZnO методами ионного распыления (диодным, триодным, магнетронным). В основном усилия технологов были направлены на получение высокоомных пленок ZnO как можно с меньшим углом разориентации кристаллитов в пленке, поскольку с уменьшением этого параметра возрастает коэффициент электромеханической связи. Из анализа литературных данных следует:

- Ухудшение структурного совершенства пленок с ростом скорости осаждения. Максимальная скорость в магнетронной системе не превышает 2,5 нм/с для гекстурированных пленок и 0,3 нм/с - для эпи-таксиальных.

- Противоречивость результатов разных авторов о зависимости структуры от условий получения и не однозначное их объяснение.

Практически отсутствуют в литературе сообщения о фотоэлектрических свойствах пленок ZnO, хотя во многих работах сообщается о получении пленок с высоким удельным электрическим сопротивлением (р>1010 Ом-см).

Актуальной на сегодняшний день является одна из важнейших проблем кристаллизации: получение ориентированных (в том числе монокристаллических) пленок на неориентирующих подложках. В этом направлении наибольшее распространение получили различные варианты искусственной эпи-таксии. Наряду с этим предложены и другие подходы, которые отличаются способами обеспечения ориентации. Уровень разработанности у этих подходов различен: одни из них уже близки для реализации на практике, а другие могут рассматриваться лишь в плане отдаленной перспективы. Предложение нового подхода (метода) было бы ценным дополнением к известным методам, особенно, если он совместим с планарной технологией микроэлектроники.

Цель работы. Уменьшение величины потенциала взаимодействия между подслоями ионов цинка и кислорода в структуре ZnO можно обеспечить также непрерывной зарядкой растущей поверхности пленки (цинковой стороны) отрицательным зарядом. Данная работа посвящена реализации указанной возможности при получении пленок ZnO в магнетронной системе распыления. Известно, что диэлектрик (или изолированный проводник) помещенный в плазму заряжается отрицательно до определенного, так называемого, плавающего потенциала. С учетом сказанного выше конечной целью данной работы является разработка технологии получения высокоориентированных высокоомных пленок ZnO с учетом его структурной особенности и исследование их электрических и оптических свойств в зависимости от условий получения.

Выбор материала и объекта исследований. Оксид цинка среди соедине

О f\ ний группы А В является наиболее перспективным для изготовления элементов опто-и акустоэлектроники. На основе оксида цинка создаются источники и приемники света, пьезоэлектрические преобразователи, датчики и усилители акустических колебаний, устройства управления интенсивностью оптических пучков, оптические пленочные волноводы, системы записи и хранения информации. Очевидно, что наилучшим решением проблемы получения пленок ZnO с необходимыми свойствами является выбор технологии, обеспечивающей их получение по ходу осаждения. Отработка такой технологии обладала бы несомненным преимуществом для серийного производства приборов, в которых оптические, акустические, полупроводниковые компоненты сочетаются в единое целое, образуя модуль обработки сигналов сложной природы. Предельные возможности разрядных методов распыления для улучшения параметров пленок ZnO еще полностью не исчерпаны. Поэтому в качестве материала исследований был выбран оксид цинка, а объектом исследований - механизм влияния плавающего потенциала подложки на процессы формирования структуры, электрические и оптические свойства пленок ZnO, получаемых магнетронным распылением.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые осуществлен процесс кристаллизации оксида цинка в магнетронной системе распыления с учетом кристаллохимической особенности его структуры. Экспериментально обоснована правомерность использования отрицательного потенциала Un, до которого заряжается подложка в системе в качестве технологического параметра, наиболее сильно определяющего совершенство структуры и свойства пленок. В ходе выполнения работы получены следующие результаты.

1. Впервые на аморфных подложках получены пленки ZnO с равным нулю углом аксиальной разориентации кристаллитов. Такой структуры пленки предложено называть одноосно-эпитаксиальными, дополняя классификацию ориентаций, предложенных Бауэром [51].

2. Установлено, что технологическими параметрами, наиболее сильно определяющими структурное совершенство пленок, являются отрицательный потенциал на подложке и ее температура. В координатной плоскости Tn-Un этих параметров определена двумерная область роста одноосно-эпитаксиальных пленок ZnO: Тп=500-700 °С; Un=9-12 В.

3. Предложены два метода реконструкции поверхности (0001)А1203. Получены эпитаксиальные пленки ZnO на реконструированной поверхности (0001)А1гОз и (112 0) А1203. При этом базисная плоскость (OOOl)ZnO растет параллельно поверхности подложки.

4. Впервые получены нелегированные фоточувствительные пленки ZnO (при освещенности В=100 Вт/м сопротивление образцов падает на 4-5 порядков без их дополнительной термообработки после получения).

Практическая и теоретическая значимость. Определены оптимальные технологические параметры осуществления процесса получения одноосно-эпитаксиальных и эпитаксиальных пленок ZnO, структура и свойства которых позволяют использовать их в различных приборах опто-и акустоэлек-троники, при создании фоторезисторов, пьезопреобразователей, оптических волноводов и т.д. Предложены два метода целенаправленной реконструкции поверхности монокристаллического сапфира, причем, при одном из них есть возможность выбора (подбора) параметров структуры поверхности на определенном этапе ее реконструкции. Данным способом реконструированную поверхность (0001)А1203 удается использовать в качестве подложки при получении эпитаксиальных пленок других полупроводниковых соединений.

Наш подход к кристаллизации вещества и установленные в работе закономерности формирования структуры пленок могут быть использованы в ионно-плазменных методах получения пленок других соединений. В первую очередь, это касается веществ с вюрцитной структурой, таких как BeO, GaN, A1N, InN и др., которые легко могут быть получены реактивным распылением соответствующих металлов, что подтверждено нами в процессе работы и в этом направлении.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Разработка технологии получения одноосно-эпитаксиальных пленок ZnO на аморфной поверхности с большими скоростями роста (до 7 нм-с"1).

2. Доказательство того, что отрицательный потенциал Un на подложке является технологическим параметром, оказывающим влияние на степень совершенства структуры пленок, как на начальном этапе формирования пленки, так и при последующем ее росте.

3. Установление области роста одноосно-эпитаксиальных пленок ZnO в плоскости технологических параметров Tn-Un: Тп=500-700 °С, Un=9-12 В.

5. Установление причин отсутствия эпитаксии ZnO на чистой поверхности (0001)А1203 и разработка двух способов реконструкции этой поверхности в целях осуществления эпитаксии на ней. Осуществление процесса получения эпитаксиальных пленок ZnO базисной ориентации на поверхности (112 0)А12Оз и реконструированной поверхности (0001)А1203.

6. Получение фоточувствительных пленок ZnO и установление того, что эти свойства определяются межкристаллитной областью одноосно-эпитаксиальной структуры пленок.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на: Всероссийской конференции "Физика межфазных явлений и процессов взаимодействия потоков энергий с твердыми телами" (Нальчик, 1995, 1998); Международной конференции "Фазовые переходы и критические явления в конденсированных средах" (Махачкала, 1998); Всероссийской конференции по физической электронике "ФЭ-99" (Махачкала, 1999); Международной конференции, посвященной 275-летию РАН и 50-летию ДНЦ РАН (Махачкала, 1999); Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (Екатеринбург, 1999); IX Национальной конференции по росту кри

10 сталлов (Москва, 2000); Ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава физического факультета Даггосуниверситета 1995-2000 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ.

Структура и объем и диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 137 наименований. Общий объем составляет 134 страниц, включая 33 рисунка.

Заключение диссертации по теме "Физическая электроника"

Выводы

1. На основе электронографического анализа дифракционных картин установлено, что область (в плоскости Tn-Un) одноосно-эпитаксиального роста пленок ZnO можно условно разделить на три подобласти: а) область со столбчатой формой кристаллитов и с меньшей протяженностью межкристал-литной границы (2-3 параметра решетки); б) область с пластинчатой формой кристаллитов и со значительной шириной межкристаллитной границы; в) большая область плавного перехода от столбчатой формы кристаллитов к пластинчатой. Поскольку в пленках ZnO отсутствуют межкристаллитные потенциальные барьеры, то для описания электрических и оптических свойств использована модель, которая основана на неоднородном проводнике, состоящем из последовательно соединенных однородных (электрически и структурно) областей высокой (кристаллиты) и низкой (межкристаллитная область) проводимости.

2. Межкристаллитные границы в пленке в области роста а) имеют протяженность 2-3 параметров решетки и перпендикулярны подложке. Носители заряда пересекая их перпендикулярно не испытывают заметного рассеяния, т.е. доминирующую роль в механизме проводимости играют не межкристаллитные границы, а внутрикристаллитные свойства ZnO. Удельное сопротивление в этой области, равное ~ 1 Ом-см, принимается за значение объемного удельного сопротивления кристаллита. В области б) сопротивление пленки определяется межкристаллитной областью (р=106 Ом-см). Вне области роста одноосно-эпитаксиальных пленок с увеличением угла аксиальной разориентации кристаллитов рост удельного сопротивления пленок продолжается.

3. Максимальной фоточувствительностью обладают пленки ZnO с пластинчатой формой кристаллитов (область б). С уменьшением межкристаллитного объема в общем объеме пленки фоточувствительность падает. Фоточувствительность падает также и при увеличении аксиальной разориентации кристаллитов, при котором более сильно искажена межкристаллитная область, хотя при этом сопротивление пленок, наоборот, возрастает. Исходя из этих фактов сделано заключение о том, что за фотоэлектрические свойства ответственна межкристаллитная область одноосно-эпитаксиальных пленок (но не поликристаллических !). Кристаллографически структуру межкристаллитной области представляется в виде семейства плоскостей (hkO), перпендикулярных подложке, которые и обеспечивают сопряжение между собой тоже перпендикулярных к подложке (осью С)

117 азимутально разориентированных кристаллитов в одноосно-эпитаксиальных пленках и азимутально ориентированных - в эпитаксиальных пленках. В последнем случае межкристаллитная область должна быть более упорядоченной для сохранения азимутальной ориентировки между кристаллитами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Исходя из кристаллохимической особенности структуры ZnO, разработана воспроизводимая технология получения высокоомных одноосно-эпитаксиальных и эпитаксиальных пленок ZnO.

2. Впервые установлено, что плавающий потенциал на подложке Un, до которого она заряжается в системе, является технологическим параметром, от которого наиболее сильно зависит структурное совершенство пленок. Экспериментально установлено существенное влияние этого параметра как на начальную стадию формирования структуры пленки, так и на ее последующий рост.

4. Температура и потенциал подложки являются технологическими параметрами, которые определяют механизм формирования эпитаксиальных и одноосно-эпитаксиальных пленок ZnO. Определена область одноосно-эпитаксиального роста в плоскости этих параметров Tn-Un: Тп=500-700 °С, Un=9-12 В.

5. Предложены два способа реконструкции поверхности (ОСКЩАЬОз. При одном из них имеется возможность подбора параметров структуры поверхности на определенном этапе ее реконструкции, что позволяет использовать такую поверхность и для осаждения пленок других соединений. Осуществлено получение эпитаксиальных пленок ZnO на реконструированной поверхности (0(Ю1)А12Оз и на (112 0)А1203.

6. За исключением начального этапа зарождения, обусловленного монокристалличностью подложки, все особенности последующего роста и зависимости степени совершенства структуры эпитаксиальных пленок (переход текстура «-» монокристалл, тяжи дифракционных рефлексов) от условий получения аналогичны особенностям роста одноосно-эпитаксиальных пленок ZnO на аморфной поверхности. Эпитаксиальная область роста пленок ZnO совпадает с областью роста одноосно-эпитаксиальных пленок.

9. Получены эпитаксиальные и одноосно-эпитаксиальные пленки: а) со столбчатой формой кристаллитов и меньшей протяженностью межкристаллитной границы; б) с пластинчатой формой кристаллитов и значительной долей межкристаллитной области. Удельное сопротивление в случае а), равное ~1 Ом-см, принимается за значение объемного удельного сопротивления кристаллитов. В случае б) сопротивление определяется межкристаллитной областью и равно 06 Ом •см.

Наш опыт работы показывает, что задача кристаллизации вещества должна быть решена с учетом кристаллохимической особенности ее структуры, а сам процесс осаждения должен быть проведен с максимальной активацией окислительно-восстановительных реакций на атомарно-молекулярном уровне. Данное заключение может быть полезным при планировании эксперимента по получению пленок, поскольку оптимальные условия для нанесения пленок определяются, как правило, эмпирически. В плазменных методах получения пленок, в первую очередь, следует обращать наибольшее внимание на плавающий потенциал подложки для возможного рассмотрения его как технологического параметра.

Получение пленок со структурой одноосной эпитаксии может представлять определенный интерес для более общей проблемы кристаллизации: ориентированный (в том числе и монокристаллический) рост пленок на не-ориентирующих подложках.

В научном аспекте интерес связан с тем, что предложенные нами механизмы могут проливать дополнительный свет на ряд фактов и явлений кристаллизации в целом. Мы не исключаем также возможность пересмотра некоторых известных представлений о начальных стадиях формирования пленки. В практическом аспекте одноосную эпитаксию следует рассматривать как новый технический метод дополнительно к известным другим методам управления процессами кристаллизации пленок на аморфных подложках, интерес к которым представляется, по меньшей мере, с трех точек зрения: в связи с расширением круга "подложечных" материалов; возможность комбинирования различных материалов (полупроводниковых, магнитных, пьезо- и сегнетоэлектрических и др.), служащих активными средами для так называемых функциональных схем в едином ("монолитном") исполнении; возможность удешевления производства микросхем и других устройств путем ис

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Исмаилов, Абубакар Магомедович, Махачкала

1. Кузьмина И.П., Никитенко В.Н. Окись цинка. Получение и оптические свойства. - М.: Наука, 1984. - 166 с.

2. Kleber W., Mlodoch R. Uber die Synthese von Zinkit-Einkristallen //Krist. und Techn. 1966. - Bd.l. - pp.249-259.

3. Герасимов Я.И., Крестовников А.А., Шахов A.C. Химическая термодинамика в цветной металлургии. М.: Энергия, 1960. - Т. 1. - 61 с.

4. Patey D.R. Mineral specimen N 121 zincite //Mine and quarry enginering. -1963. - Y.29. -pp.430-431.

5. Hirschwald W., Bonasewicz P., Ernst L. et al. Zinc oxide: Properties and behaviour of bulk, the solid (vacuum and solid) gas interface //Curr. Top. Mater. Sci. 1981. - V.7. -pp.143-482.

6. Heiland G., Mollwo E., Stockhmann E. Electronic processes in zinc oxide //Solid State Phys. 1959. - V.8. - pp.191-323.

7. Георгобиани A.H. Широкозонные полупроводники А В и перспективы их применения //Успехи физ. наук. 1974. - Т. 113. - С. 129-155.

8. Крегер Ф. Химия несовершенных кристаллов. М.: Мир, 1969. - 654 с.

9. Никитенко В.А. Оптические свойства монокристаллов окиси цинка, полученных различными методами газотранспортных реакций: Автореф. дис. . канд. физ.-мат. наук. М.: МИСиС, 1975. - 18 с.

10. Димова-Алякова Д.И. Электрофизические свойства пленок окиси цинка, полученных разными методами. Автореф. дис. . канд. физ.-мат. наук. М.: МИСиС, 1974.-21 с.

11. Brown Н.Е. Zinc oxide: Properties and applications. N. Y.: Pergamon press, 1976.-112 p.

12. Hutson A.R. Hall effect of doped zinc oxide single crystals //Phys. Rev. -1957. -V. 108. -pp.222-230.

13. Garrett C.G.B. The electron as a chemical entity //Adv. Electron, and Electron. Phys. 1961. - V.14. -pp.1-35.

14. Bogner G. Messungen Der Electrschen Leitfahigkeit und des Halleffects An ZnO-Kristallen und Ihre Deutung durch Storbander //J. Phys.Chem. Solids. -1961. V.19. -pp.235-250.

15. Рябова JI.A., Савицкая Я.С., Шефталь P.H. Получение ориентированных пленок окиси цинка //Изв. АН СССР. Неорган, материалы. 1968. - Т.4. - С.602-603.

16. Димова-Алякова Д.И., Малов М.М., Дмитриев В.А. и др. Электрофизические свойства пленок окиси цинка, полученных окислением слоев цинка и селенида цинка //Тр. МЭИ, вып. 192: Электроника и радиотехника. 1974. - С.78-84.

17. Шпилькин АД., Магомедов З.А., Семилетов С.А. Гиперзвуковые преобразователи на основе пленок ZnO, полученных окислением селенида цинка //Изв. АН СССР. Сер.: Неорг. матер. 1981. - Т.17, №6. - С.1004-1007.

18. Георгобиани А.Н., Бутхузи Т.В., Зада-Улы и др. Оптические свойства диэлектрических слоев оксида цинка //Неорган, материалы. 1993. -Т.29, №10.-С.1404-1407.

19. Рабаданов Р.А. Получение, реальная структура, некоторые объемные и поверхностные свойства монокристаллического оксида цинка. Дис. . докт. физ.-мат. наук. Махачкала, 1997. - 358 с.

20. Lehmann H.W., Widmer R. Preffered Orientation in RF-sputtered ZnOFilms //Jap. J. Appl. Phys. 1974. - V.13, supp.2, part.l.-pp.741-744.

21. Chubachi N., Minakata M., Kikuchi J. Physical Structure of DC Diode Sputtered ZnO Films and Its Influence on the Electromechanical Coupling Factors //Jap. J. Appl. Phys. 1974. - V.13, supp.2, part.l. - pp.737-740.

22. Жуков С.П., Киндяк В.В., Демченко А.И. Получение и свойства высокоориентированных пьезоэлектрических пленок оксида цинка на подложках из плавленного кварца //Неорган, материалы. 1994. - Т.ЗО, №5. -С.710-712.

23. В.И. Бунарев, Б.Ф. Мочалов, Н.Н. Стрельцова и др. Экспериментальное исследование структурных свойств пленок ZnO, полученных магнетрон-ным методом//Электронная техника. 1981. - №5(29). - С.35-38.

24. К. Tominaga, S. Iwamura, I. Fujita et al. Influence of Bombardment by Energetic Atoms on c-Axis Orientation of ZnO Films //Jap. J. Appl. Phys. -1982. V.21, №7. - pp.999-1002.

25. Лютович A.C. Ионно-активированная кристаллизация пленок. Ташкент, 1982.-148 с.

26. Гранкин И.М., Кальная Г.И., Гришина Н.М. Высокоориентированные пленки оксида цинка //Неорганические материалы. 1982. Т.18, №5. — С.820-824.

27. Miura М. Crystallographic Character of ZnO Thin Films Formed at Low Sputtering Gas Pressure //Jap. J. Appl. Phys. 1982. - V.21, №2. - pp.264-271.

28. Дьяконова Н.И., Евдосеева И.А., Тихонов C.K., Хабаров С.Э. О структурных и пьезоэлектрических свойствах пленок окиси цинка //Письма в ЖТФ. 1989. - Т. 15, вып.6. - С.11 -15.

29. Yamazaki О., MitsuyuT., Wasa К. ZnO Thin-film SAW Devices //IEEE Trans. Son. Ultrason. 1980. - V.SU-27, №6. - pp.352-352.

30. Paradis E.L., Shuskus A.J. RF sputtered Epitaxial ZnO Films on Sapphire for Integrated Optics//Thin Solid Films. 1976. - V.38. -pp.131-141.

31. Шермегор Т.Д., Стрельцова H.H. Пленочные пьезоэлектрики. М.: Радио и связь, 1986. - 137 с.

32. Мочалов Б.Ф., Стрельцова Н.Н., Шермегор Т.Д. Получение пьезоэлектрических пленок ZnO методами ионно-плазменного распыления //Электронная техника, сер.6. 1979. - №11(136). - С.126-128.

33. Wasa К., Hayakawa S. Spesial Features of Thin Compound Films Prepared by Magnetron Sputtering //Surface Science. 1979. - Y.86. - pp.300-307.

34. Hickernell F.S. Low loss zinc oxide optical waveguides on amorphus substrates //Topical Meeting on Integr. and Guided Wave Optics. Nevada, 1980.-WB6.-pp.l-4.

35. Аникин В.И., Зайцев C.B., Корольков В.И., Шевцов В.М. В кн.: Интегральная оптика. Физические основы. Приложения. Новосибирск: Наука, 1986. -С.52-58.

36. Аникин В.И., Шевцов В.М. Структура субмикронных поликристаллических пленок ZnO, выращенных на неориентирующих подложках //Письма в ЭТФ. 1989. - Т.15, вып.З. - С.1-5.

37. Shiosaki Т., Ohnishi S., Kawabata A. Optical Properties of Single Crystalline ZnO Films Smoothly Chemical-vapour Deposited on Intermediately Sputtered Thin ZnO Film on Sapphire //J. Appl. Phys. 1979. - V.50, №5. -pp.3113-3117.

38. Гиваргизов Е.И. Искусственная эпитаксия перспективная технология элементной базы микроэлектроники. -М.: Наука, 1988. - 176 с.

39. Гиваргизов Е.И., Лиманов А.Б. Искусственная эпитаксия: новые факты и новые механизмы//Сб. "Рост кристаллов". М.: Наука, 1986.-Т.15. - С.5-13.

40. Александров Л.Н. Полупроводниковые пленки для микроэлектроники. -Новосибирск: Наука, 1977. -248 с.

41. Rasmanis Е. Thin film p-n junction silicon devices //Semicond. Products and Sol. St. Technol. 1963. - V.6, № 7. -pp.30-33.

42. Kwisera P., Reif R. Solid phase epitaxial recrystallization of thin polysilicon films amorphized by silicon ion implantation //Appl. Phys. Lett. 1982. -V.41, №4. -pp.379-381.

43. Рабаданов P.А., Рабаданов M.P., Исмаилов A.M., Темиров A.T. Особенности кристаллизации оксида цинка // Материалы Всероссийской конференции по физической электронике. Махачкала: 1999. - С.214-216.

44. Рабаданов Р.А., Исмаилов A.M. Стимулирование эпитаксиального роста тонких пленок электронным облучением //Физика межфазных явлений ипроцессов взаимодействия потоков энергий с твердыми телами Тез. докл Всерос конф я Нальчик С. 116-117.

45. В АЛабунов Н Щанилович А (Уксусов В Минайчев Современные магнетронные распылительные устройства //Зарубежная электронная техника я я Вып я С

46. Данилин Б С Применение низкотемпературной плазмы для нанесения тонких пленок я М Энергоатомиздат я с

47. Миркин JI И Справочник прентгеноструктурному анализу поликристаллов я М Физматгиз я с

48. Горелик С С Расторгуев JI СЫаков Ю А Рентгенографический и электронографический анализ я М Металлургия я с

49. Эндрюс К Дайсон ДСиоун С Электронограммы и их интерпретация я М Мир я с

50. Хирш П Хови А Пэшли Д Уэлан М Электронная микроскопия тонких кристаллов я М Мир я с

51. Рабаданов Р А Рабаданов М Р Исмаилов А М Алиев И Ш 3 А Влияние условий термообработки и природы металла на процесс формирования и свойства структуры типа Me-ZnO //Вестник ДГУ Естественные науки я Махачкала ИПЦ ДГУ я нып я С

52. Рабаданов Р А Рабаданов М Р Исмаилов А М Ал^бд^йаеШ X М Механизм и условия формирования омического контакта монокристаллическому оксиду цинка Вестник ДГУ Естественные науки я Махачкала ИПЦ ДГУ я вып я С

53. Павлов JI П Методы измерения параметров полупроводниковых материалов я М Высшая школа я с

54. Бауэр Э. Рост ориентированных пленок на аморфных поверхностях.- В кн.: Монокристаллические пленки. /Пер. с англ, под ред. З.Г. Пинскера. -М.: Мир, 1966. С.58-90.

55. Исмаилов A.M., Рабаданов М.Р., Рабаданов Р.А. Одноосная эпитаксия оксида цинка на аморфной поверхности // Тезисы докладов Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых. -Томск: 1999.-С. 234-235.

56. Александров JI.H. Кинетика кристаллизации и перекристаллизации полупроводниковых пленок. Новосибирск: Наука, 1985. - 224 с.

57. Черняев В.Н. Физико-химические процессы в технологии РЭА. М.: Высшая школа, 1987. - С.65-83.

58. Чернов А.А., Гиваргизов Е.И., Багдасаров Х.С., Куцнецов В.А., Демья-нец JI.H., Лобачев А.Н. Современная кристаллография. М.: Наука, 1980.-Т.3.-407 с.

59. Лодиз Р., Паркер Р. Рост монокристаллов. М.: Мир, 1974. 540 с.

60. Технология тонких пленок /Справоч. изд. Под ред Л. Майссела. М.: Советское радио, 1977. - С.12-176.

61. Физика тонких пленок /Под ред Г. Хасса. М.: Мир, 1967. - Т.1. -С.224-274.

62. Осаждение из газовой фазы /Пер. с англ. Под ред. К. Пауэлла. М.: Атомиздат, 1970. - С.471.

63. Воронцов В.В. Структура поверхности кристалла в модели Косселя. В кн.: Рост кристаллов. - М.: Наука, 1974. - Т. 10. - С.7-25.

64. Боровинский JI.A. К теории скорости образования двумерных зародышей на грани гомеополярного кристалла, содержащего микроскопические нарушения однородности. В кн.: Рост кристаллов. - М.: Наука, 1974.-Т.10.-С.35-47.

65. Шефталь Р.Н., Боровинский JI.A. Кристаллизация эпитаксиальных пленок методом вакуумной конденсации В кн.: Рост кристаллов. - М.: Наука, 1974. - Т.10. - С.62-70.

66. Зенгуил Э. Физика поверхности. М.: Мир, 1990. - С. 126-130.

67. Радиофизическая электроника /Под. ред. Н.А. Капцова. М.: Изд-во МГУ, 1960. - С.356-407.

68. Ворончев Т.А., Соболев В.Д. Физические основы электровакуумной техники. М.: Высшая школа, 1967. - С.298-347.

69. Моррисон С. Химическая физика поверхности твердого тела. М.: Мир, 1980.-488 с.

70. Волькенштейн Ф.Ф. Электронная теория катализа на полупроводниках.- М.: Физматгиз, 1960. С. 16-46.

71. Лопаткин А.А. Теоретические основы физической адсорбции. М.: Изд-во МГУ, 1983.-344 с.

72. Зандберг Э.Я., Ионов Н.И. Поверхностная ионизация. М.: Наука, 1969.- С.11-41.

73. Кузнецов Г. Д. Кристаллизация из газовой фазы при ионном воздействии на поверхность. В кн.: Рост кристаллов. -М.: Наука, 1986. - Т. 15. - С.24-42.

74. Люто ич А.С. Ионна-молекулярная эпитаксия.- В кн.: Рост кристалла . -М.: Наука, 1983. С.34-42.

75. Бабае В.Г., Гусе а М.Б. Адсорбция пара металла присутст ии ионного облучения //Из . АН СССР. Сер. физ. 1973. - Т.37, №12. -С.2596-2601.

76. Плеши це Н.В. Катодное распыление. М.: Атомиздат, 1968. - 344 с.

77. Технология тонких пленок //Спра оч. изд. М.: Со етское радио, 1977. - 662 с.

78. Распыление под дейст ием бомбардира ки частицами(Пад ред. Р. Бе-риша, К. Виттмака. М.: Мир, 1998. - ып.З. - 551 с.

79. К. Tominaga, S. Iwamura, Y. Shintani et al. Energy Analysis of High-energy Neutral Atoms in the Sputtering of ZnO and ВаТЮз //Jap. J. Appl. Phys. -1982. V.21, №5. - pp.688-695.

80. Molnar В., Flood J.J., Francombe M.H. //J. Appl. Phys. 1964. - V.35. -p.3554.

81. Елисее A.E., Калинкин И.П. Синтез эпитаксиальных полупро одникоых пленок на осно е катодно-плазменного испарения. -В кн.: Рост и легиро ание полупро однико ых кристалла и пленок. Но осибирск: Наука, 1977.-ч.2.-С. 167-171.

82. Багмут А.Г., Косе ич В.М.,Николайчук Г.П. Структурные и фазо ые пре ращения пленках, осажденных зоне оздейст ия лазерной плазмы на подложку. В кн.: Рост кристалло . - М.: Наука, 1988. -Т.17. -С.5-17.

83. Быка ский Ю.А.,Дудолада А.Г., Ко але Л.К1£озленко В.П.,Ли-тинская Л.И. Структура слое образо анных из низкотемпературной импульсной плазмы //По ерхность. 1985. - №8. - С.74-76.

84. Ахсахалян А.Д., Гапоно С.В., Лучин В.И. О неустойчи ости испаренияуело иях интенси ного поглощения плазмой лазерного излучения //Из . АН СССР. Сер. физ. 1985. - Т.49, № 4. - С. 776-778.

85. Chopra K.L. //J. Appl. Phys. 1966. - V.37. - p.2249.

86. Коробов O.E., Маслов B.H., Нечаев B.B. //Мат. IV Всесоюз. совещ. по росту кристаллов. Ереван, 1972. - С. 161-163.

87. Фрисер Р.Г. Прямое преобразование тепловой энергии в электрическую и топливные элементы. М., 1969. - С.81-86.

88. Кукушкин С.А., Осипов А.В. Процессы конденсации тонких пленок //Успехи физических наук. 1998. - Т.168, №10. - С.1083-1116.

89. Шефталь Р.Н. Процессы эпитаксиального роста монокристаллических пленок. В кн.: Рост кристаллов. - М.: Наука, 1974. - Т.10. - С.48-61.

90. Finch G.J., Quarrell A.D. //Proc. roy. Soc. 1933. - V.41. - p.398.

91. FinchGJ., Quarrell A.D.//Proc. roy. Soc.- 1934.-V.46.-p.l48.

92. Шаихов Д.А., Рабаданов P.A., Семилетов C.A., Эфендиев А.З. Зависимость электрических свойств эпитаксиальных пленок ZnO от условий выращивания и ориентации подложки //Микроэлектроника. 1978. -Т.7, вып.З. - С.271-273.

93. Данков П.Д. //Тр. второй конф. по коррозии металлов. М.: Металлургия, 1943.-Т.2.-С.12.

94. Ван-дер-Мерве Дж. X. Несоответствие кристаллических решеток и силы связи на поверхности раздела между ориентированными пленками и подложками. В кн.: Монокристаллические пленки. - М.: Мир, 1966. -С. 172-201.

95. Палатник Л.С., Фукс М.Я., Косевич В.М. Механизм образования и субструктура конденсированных пленок. М.: Наука, 1972. - 319 с.

96. Дамаск А., Дине Дж. Точечные дефекты в кристаллах. М.: Мир, 1966. -234 с.

97. Кузнецов А.В., Семилетов С.А., Чаплыгин Г.В. Ориентация нитрида галлия на сапфире. В кн.: Рост кристаллов. - М.: Наука, 1986. - Т.15. -С. 14-24.

98. Джелул Абделкадер. Закономерности формирования реальной структуры монокристаллических слоев оксида цинка и их некоторые свойства: Дис. . канд. физ.-мат. наук. Махачкала, 1989. - 164 с.

99. Рубин и сапфир. М.: Наука, 1974. - 236 с.

100. Семилетов С.А., Кузнецов Г.Ф., Багамадова A.M. и др. Ориентация пленок окиси цинка на сапфире //Кристаллография, 1978. Т.23, вып.2. - С.357-361.

101. Рабаданов Р.А. Получение и исследование эпитаксиальных пленок окиси цинка: Дис. . канд. физ.-мат. наук. -М., 1972. 183 с.

102. Пангаров Н.А. Ориентация кристаллитов при электроосаждении металлов. В кн.: Рост кристаллов. -М.: Наука, 1974. - Т.10. - С.71-97.

103. Варма А. Рост кристаллов и дислокации /Пер. с анг. З.И. Жмуровой. Под ред. Н.Н. Шефталя. М.: изд-во Иностранной литературы, 1958. -216 с.

104. Александров Л.Н. Кинетика кристаллизации и перекристаллизации полупроводниковых пленок. Новосибирск: Наука, 1985. - 225 с.

105. Александров Л.Н. Получение эпитаксиальных пленок полупроводников методом перекристаллизации при импульсном нагреве. В кн.: Рост полупроводниковых кристаллов и пленок. - Новосибирск: Наука, 1984. -ч.2. - С.35-52.

106. Сокол А.А., Косевич В.М., Маринчев А.Р. Рост кристаллов в пленочных системах с аморфной составляющей при твердофазных реакциях. В кн.: Рост кристаллов. -М.: Наука, 1989.-Т. 17.-С. 103-117.

107. Популярная библиотека химических элементов. М.: Наука, 1983. -С. 179-190.

108. Физико-химические свойства окислов /Справ, изд. М.: Металлургия, 1978.-471 с.

109. Тонкие поликристаллические и аморфные пленки. Физика и применение /Под ред. JI. Казмерски. Пер с англ. М.: Мир, 1983. - 304с.

110. Поликристаллические полупроводники. Физические свойства и применение /Под ред. Г. Харбеке. Пер. с англ. М.: Мир, 1989. - 341 с.

111. Аморфные и поликристаллические полупроводники /Пер. с нем. М.В. Акуленок. Под ред. В. Хейванга. М.: Мир, 1987. 160 с.

112. Айнцингер Р. Развитие физических моделей варисторов на основе ZnO. В кн.: Поликристаллические полупроводники. Физические свойства и применение /Под ред. Г. Харбеке. Пер. с англ. -М.: Мир, 1989. -С.315-338.

113. Рабаданов Р.А., Семилетов С.А., Багамадова A.M. Электрические свойства эпитаксиальных и поликристаллических пленок ZnO //Кристаллография. 1974. - Т. 19, вып.4. - С. 850-853.

114. Казмерски J1. Электрические свойства поликристаллических полупроводниковых тонких пленок. В кн.: Тонкие поликристаллические и аморфные пленки. Физика и применение /Под ред. JI. Казмерски. Пер с англ. -М.: Мир, 1983. - С.67-143.

115. Бурре А. Атомная структура межзеренных границ. В кн.: Поликристаллические полупроводники. Физические свойства и применение /Под ред. Г. Харбеке. Пер. с англ. - М.: Мир, 1989. - С.17-35.

116. Понд Р. Геометрия протяженных граничных дефектов в полупроводниках. В кн.: Поликристаллические полупроводники. Физические свойства и применение /Под ред. Г. Харбеке. Пер. с англ. - М.: Мир, 1989. -С.49-76.

117. Гамбург Ю.Д. Электрохимическая кристаллизация металлов и сплавов.- М.: изд-во "Янус-К", 1997. -С.339-358.

118. Рабаданов P.P., Рабаданов М.Р., Исмаилов A.M. Особенности в формировании монокристаллической структуры оксида цинка // Тезисы докладов IX национальной конференции по росту кристаллов. Москва: 2000. -С. 624.

119. Харбеке Г. Оптические свойства поликристаллических пленок кремния. В кн.: Поликристаллические полупроводники. Физические свойства и применение /Под ред. Г. Харбеке. Пер. с англ. -М.: Мир, 1989. - С.223-243.

120. Volger //J. Phys. Rev. 1950. - V.9.-p.1023.

121. Физика и химия соединений А2В6 /Под ред. С.А. Медведева. Пер. с англ.- М.: Мир, 1970.-624 с.

122. Гренишин С.Г. Электрофотографический процесс. М.: Наука, 1970. -С.9-86.

123. Абрамова Б.А. Исследование влияния условия получения и обработки поверхности пленок ZnO на их адсорбционные и фотоэлектрические свойства: Дис. . канд. физ.- мат. наук. Махачкала, 1984. - 166 с.

124. Полупроводниковые фотоприемники: ультрафиолетовый, видимый и ближний инфракрасный диапазоны спектра /Под ред. В.И. Стафеева. -М.: Радио и связь. 1984. 216 с.

125. Ибрагимов В.Ю., Рубинов В.М. Фоторезистивные свойства аморфных и поликристаллических пленок широкозонных полупроводников. Ташкент: изд-во "ФАН", 1991. - С.139.

126. Гайдялись В.И., Маркевич Н.Н., Монтримас Э.А. Физические процессы в электрофотографических слоях. Вильнюс, 1968. - 367 с.

127. Епифанов Г.И. Физические основы микроэлектроники. М.: Советское радио, 1971.-С.375.

128. Бонч-Бруевич В.Л., Калашников С.Г. Физика полупроводников. М.: Наука, 1990.-С.685.

129. Рыбкин С.М. Рекомбинация в полупроводниках. В кн.: Полупроводники в науке и технике. - М.: изд-во АН СССР, 1958. - С.463-515.134

130. Рыбкин С.М. Фотоэлектрические явления в полупроводниках. М.: Физматгиз, 1963. - 235 с.

131. Пуцейко Е.К. //Докл. акад. наук СССР. 1953 - Т.91. - С. 1071.

132. Бьюб Ф. Фотопроводимость твердых тел. М.: Мир, 1962. - 430 с.