Структурно-фазовые превращения на поверхности арсенидов галлия и индия в процессе взаимодействия с селеном тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

004611741

На правах рукописи

Кузубов Сергей Вячеславович

СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ АРСЕНИДОВ ГАЛЛИЯ И ИНДИЯ В ПРОЦЕССЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

С СЕЛЕНОМ

Специальность 01.04.07 -«физика конденсированного состояния»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

2 8 ОКТ ?010

Воронеж -2010

004611741

Работа выполнена в Воронежской государственной технологической академии.

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор Безрядин Николай Николаевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор Кущев Сергей Борисович

доктор ф га ико-математических наук, профессор Курганский Сергей Иванович

Ведущая организация: Физико-технический институт имени А.Ф. Иоффе РАН, г. С анкт-Пете рбург

Защита состоится « 28 » октября 2010 г. в 15ю на заседании

диссертационного совета Д .212.038.06 при Воронежском государственном университете по адресу: 394006, г. Воронеж, Университетская площадь, 1, ауд. 428

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного университета.

Автореферат разослан « 27 » сентября 2010

Ученый секретарь диссертационного совета

С.Н. ДРОЖДИН

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Атомно-гладкие, химически чистые поверхности полупроводников и резкие границы раздела необходимы для создания искусственных полупроводниковых микроструктур, в которых реализуются электронные явления в сверхтонких (квантоворазмерных) слоях и областях гетероструктур, с которыми, в частности, связано новое направление развития полупроводниковой электроники -наноэлектроника.

Многие оптоэлектронные устройства и твёрдотельные элементы с повышенным быстродействием в своей основе используют полупроводниковые соединения A'"Bv(GaAs, InP, AlAs).

Однако до настоящего времени практическая реализация приборов на основе различных материалов класса AIDBV сдерживается проблемой формирования совершенной границы раздела в гетероструктурах металл - AlnBv и диэлектрик -An,Bv ввиду высокой плотности поверхностных электронных состояний (ПЭС) на этих границах раздела.

Известно, что снижение плотности ПЭС может быть обусловлено реконструкцией поверхностей полупроводников A(1IBV. Реконструированное состояние полупроводников AmBv наблюдается in situ только на сколотых или очищенных в сверх высоком вакууме (СВВ) поверхностях полупроводников AmBv. в том числе и с адсорбированным монослоем халькогена.

В последние годы разрабатывается хапькогенная предварительная обработка поверхности полупроводников с целью снижения ПЭС. Она также применяется для создания гетероструктур на основе полупроводников A'"BV. Модификация поверхности AWBV атомами серы или селена, позволяет в принципе осуществлять как химическую, так и электронную пассивацию поверхности. Использование халькогенной пассивации, с одной стороны, позволяет улучшить характеристики различных приборов за счёт существенного уменьшения плотности ПЭС и снижения скорости поверхностной рекомбинации, а с другой стороны, позволяет существенно замедлить процессы окисления полупроводниковой поверхности в атмосфере. В результате такой химической пассивации с поверхности полупроводника удаляется слой окисла, вместо которого формируется тонкая кристаллическая плёнка химически инертного материала. Эта плёнка и выполняет функции сверхтонкого буферного слоя, защищая поверхность подложки от контакта с агрессивными компонентами ростовой среды. Необходимо отметить, что для подложек InAs подобные исследования практически отсутствуют.

Ранее показано, что обработка в парах халькогена приводит к формированию наноразмерных гетероструктур типа полупроводниковый слой соединения A1 '2BV'] на подложке из полупроводника AH,BV, что открывает пути к практической реализации новых различных типов классов приборов на основе AIUBV. в частности, солнечных элементов и светодиодов.

В современной литературе представлено большое количество работ, посвященных процессу формирования гетероструктур An,2BvVAmBv, однако вопрос о механизме и кинетике образования новой фазы и структуры формирующейся гетерограницы в процессе реакции гетеровалентного замещения (ГВЗ) мышьяка на селен и, особенно на начальных стадиях процесса, до сих пор остается открытым.

Поскольку именно эти процессы обуславливают структурное совершенство и функциональные характеристики данного класса гетеропереходов целью работы являлось установление закономерностей образования новой фазы на поверхности GaAs и InAs в процессе взаимодействия с селеном.

Работа выполнялась в рамках тематического плана ГБ НИР «Физико-химические основы формирования наноразмерных гетерофазных систем в процессе гетеровалентного замещения» (№ гос.рег. 1.1.09) и ГБ НИР «Физико-химические процессы в объёме и на границе раздела в неоднородных твёрдотельных системах» (№ гос.рег. 01960012699) кафедры физики Воронежской государственной технологической академии.

Основнымн задачами исследования, исходя из поставленной цели, являются:

1. Выбор термодинамических условий проведения процессов ГВЗ отвечающих начальным стадиям образования новой фазы на поверхности GaAs и InAs при взаимодействии с селеном.

2. Изучение условий получения атомно-гладкой поверхности подложек из GaAs и InAs.

3. Исследование кинетики образования слоев из селенидов галлия и индия на поверхностях подложек соответственно из GaAs и InAs в процессе термической обработки их в парах селена.

4. Исследование топологии и кристаллической структуры поверхности подложек из GaAs(lOO), GaAs(111). InAs(lOO) и InAs(lll) обработанных в парах селена в диапазоне температур и времен процесса, соответствующих начальной стадии реакции ГВЗ.

Объекты и методы исследования. Исследовались монокристаллические подложки арсенида галлия электронного типа проводимости марки АГЧ-25а <100> толщиной (390 ± 5) мкм, АГЧ-25а <111> В толщиной (390 ± 5) мкм и арсенида индия: ИМЭА-2а <111> В толщиной (350 ± 5) мкм. ИМЭА-2а <100> толщиной (350 ± 5) мкм исходные и обработанные в парах селена. Процессы ГВЗ проводились в СВВ в камере квазизамкнутого объёма (КЗО) в процессе термического отжига.

Исследование кристаллической структуры гетерограниц GaAs(100)-Ga2Se3, GaAs(l I l)-Ga2Se3, InAs(100Hn2Se3 и InAs(l 1 l)-In2Se3 проводилось в просвечивающем электронном микроскопе (ПЭМ) Hitachi Н-800 при ускоряющем напряжении 200 кВ и электронографии «на отражение» с помощью электронографа ЭГ-100М. Рельеф поверхности подложек контролировался на атомно-силовом микроскопе (АСМ) Solver-Pro (НТ-МДТ) и сканирующем электронном микроскопе (СЭМ) JEOL-JSM-6380LA с системой энерго-дисперсионного анализа INCA-250 для изучения элементного состава поверхности образцов методом рентгеноспектрального микроанализа (РСМА). Толщина образовавшихся пленок халькогенида определялась на эллипсометре ЛЭФ-ЗМ и в некоторых случаях по сколу в СЭМ.

Научная новизна. Обнаружены псевдоморфные к подложке GaAs ГЦК фаза Ga2Se3(100) со структурой сфалерита, имеющая 25% упорядоченных вакансий и ГЦК фаза Ga2Se3(lll) со структурой сфалерита, имеющая 33% упорядоченных стехиометрических вакансий. При этом в изучаемых гетероструктурах GaAs-Ga2Se3

поверхность GaAs(lOO) реконструирована по типу (2x2) и GaAs( 111) по типу (\'3х\'3)-R300.

Идентифицированы псевдоморфная ГЦК фаза In2Se3{ 111) со структурой сфалерита, имеющая 33% упорядоченных стехиометрических вакансий. Определена реконструкция поверхности InAs(lll) по типу (V3xV3)-R30° в гетероструктуре lnAs-In2Se3 с 33% упорядоченных стехиометрических вакансий в плёнке In2Se3.

Впервые реконструкция поверхности полупроводника AlnBv идентифицируется по дифракционным изображениям в ПЭМ в гетероструктурах GaAs(100)-Ga2Se3, GaAs(ll l)-Ga2Se3, InAs(100)-In2Se3 и InAs(lll)-In2Se3.

Практическая значимость. В данной работе были получены гетероструктуры GaAs(100)-Ga2Se3, GaAs(lll)-Ga2Se3, lnAs(100)-ln2Se3 и InAs(lll)-In2Se3, в которых сохраняется реконструкция подложки за счёт стабилизирующего действия псевдоморфной плёнки А 2BVI2. Эти гетероструктуры могут быть использованы, например, в фотопреобразователях солнечной энергии. Обработка в парах селена может быть использована для пассивации поверхностей арсенидов галлия и индия. Установлен факт ювенилизации поверхности арсенида галлия в результате обработки её в парах селена.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Стабилизация реконструкции GaAs(100)(2x2) псевдоморфным слоем Ga,Se3. а также реконструкции GaAs(Ul)(V3xV3)R-30° и InAs(l 1 l)(V3xV3)R-30° псевдоморфными слоями Ga2Se3 и In2Se3, соответственно. В слоях селенидов A"'2Se3 стехиометрические вакансии в катионной решётки упорядочиваются коррелированно с типом реконструкции подложки.

2. Происходящая при обработке в парах селена поверхности GaAs(lOO) (Тп=(600-620) К и времени обработки (5-15) минут) и lnAs(lOO) (Тп=(500-550) К и времени обработки (5-15) минут) реакция ГВЗ анионов приводит к образованию псевдоморфных к подложке релаксированных слоев ГЦК фаз Ga2Se,(100) и In2Se,(100) со структурой сфалерита, соответственно.

3. С увеличением времени обработки в парах селена поверхности InAs(lOO) образуется тонкая плёнка ГЦК фазы со структурой сфалерита ln2Se3 (а=5.460 А), в которой стехиометрические вакансии не упорядочены.

4. В исследованном диапазоне температур скорость образования селенидов вначале ограничена диссоциацией полупроводников АШВУ, а затем диффузией компонентов реакции через слой селенида. При этом для подложек InAs(lOO) наблюдается нарушение условия квазистационарности процесса ГВЗ

5. Процесс ювенилизации поверхности арсенида галлия в результате обработки в парах селена при Т„=(600-620) К и времени (5-15) минут объясняется двухстадийным механизмом формирования слоя селенида галлия. Нарушение квазистационарности протекания двух механизмов в случае ГВЗ в InAs не позволяет получить ювенильную поверхность подложки в этом случае.

Личный вклад автора. Постановка задачи и определение направлений исследований осуществлялись д. ф.-м. н., профессором H.H. Безрядиным Проведение основных экспериментов осуществлено автором лично. На некоторых этапах в работе принимали участие к.ф.-м. н.. доцент Г.И. Котов, к.т.н., доцент Б.Л. Агапов.

Обсуждение результатов на протяжении всей работы проведены вместе с д. ф.-м. н., профессором H.H. Безрядиным, к.ф.-м. н., доцентом Г.И. Котовым.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на XXI Российской конференции по электронной микроскопии «ЭМ'2006» (Черноголовка, 2006г.), XII и XIII национальной конференции по росту кристаллов (НКРК - 2006, 2008) (Москва, 2006 г., 2008г.), III Всероссийской конференции (с международным участием) «Химия поверхности и нанотехнология» (Санкт-Петербург, Хилово, 2006г.), X международной конференции «Арсенид галлия и полупроводниковые соединения группы III-V» (Томск, 2006 г.). Молодёжная конференция (Санкт-Петербург, 2007 г.), VIII Российской конференции по физике полупроводников (Екатеринбург, 2007г.), International Conference «Crystal Materials'2010» (ICCM'2010) (Kharkov, Ukraine, 2010), а также на отчетных научных конференциях ВГТА за 2006, 2007, 2008, 2009 года (Воронеж, 2007 г., 2008 г., 2009 г., 2010 г.).

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 21 печатных работах, из которых 4 статьи в журналах рекомендованных ВАК, 4 публикации в журналах, не входящих в перечень ВАК и 13 тезисов докладов на всероссийских и международных конференциях.

Объем и структура диссертации. Диссертация содержит 157 страниц машинописного текста, 47 рисунков, 13 таблиц и по структуре состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы, включающего 172 наименования работ отечественных и зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи работы, ее научная новизна, практическая значимость полученных результатов и научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе на основе литературных данных анализировались возможные

„ . IHi^V V-

типы реконструкции на поверхностях различных полупроводников A B . Было дано обоснование возможности использования халькогенной обработки для пассивации поверхности подложек из полупроводников A'"Bv, представлены различные методики обработки в халькогенах и происходящие при этом структурно-фазовые изменения и реконструкции поверхности полупроводника. Приведены различные способы получения гетероструктур A1"Bv-A2 B1vi. Обосновано использование в качестве основного метода исследований - ПЭМ. Глава завершается постановкой цели и задач исследования.

Во второй главе представлены результаты исследований условий образования наноразмерных слоев селенидов галлия и индия на поверхности арсенидов галлия и индия, соответственно, при обработке в парах селена. Использовались подложки из арсенида галлия электронного типа проводимости марки АГЧ-25а <100> толщиной (390 ± 5) мкм, АГЧ-25а <111> В толщиной (390 ± 5) мкм и арсенида индия: ИМЭА-2а <111> В толщиной (350 ± 5) мкм, ИМЭА-2а <100> толщиной (350 ± 5) мкм. Для устранения нарушенного после химико-механической полировки слоя в данной

работе использовался метод химико-динамического полирования (ХДП) поверхности GaAs в сернокислом травителе H^SO^b^O^HjO с соотношением компонентов 5:1:1. Подложки InAs подготавливались аналогично методом ХДП. но в смеси азотной, плавиковой и серной кислот 2,5HN03:20HF: 10H2S04. Остаточный оксид удаляли химическим способом - травлением в смеси Н20:НС1=Ю:1. После травления пластины промывались в проточной деионизованной воде и сушились центрифугированием.

Слои селенидов получали методом термической обработки подложек GaAs и InAs в парах селена в КЗО. Ранее было установлено, что при обработки GaAs(lOO) в парах селена, происходит образование псевдоморфной к GaAs плёнки Ga2Se3 с толщиной ~ (3-5) нм. Показано также, что плотность ПЭС снижается после обработок в парах селена в течении (1-15) минут при Тп=(570-620) К и парциальном давлении паров селена (1,33-4,5) Па. Именно эти технологические условия анализировались в данной работе.

Для GaAs характерно наличие на его поверхности естественных оксидов, в частности Ga203. Термодинамический анализ приводит к выводу о возможности взаимодействия селена только с материалом подножки. Т.е. слой селенида галлия при обработки GaAs в парах селена формируется под оксидом. С целью проверки этого предположения были проведены эксперименты по напыление плёнок GaAs на обработанную в селене поверхность GaAs(lOO) и без обработки. Напыление проводилось в КЗО из независимых источников As и Ga. Было установлено, что при одних и тех же режимах напыления плёнка GaAs получается монокристаллической и ориентированной в направлении <100> на подложках GaAs(lOO) предварительно обработанной в парах селена. На подложках арсенида галлия после ХДП такого не наблюдается. Т.е. образующийся наноразмерный слой селенида галлия способствует ориентированному рост) монокристаллического слоя GaAs(lOO).

Усреднённое по образцу значение амплитуды рельефа исходной поверхности GaAs (100) после ХДП составляет 20 нм. После обработки арсенида галлия в течение I минуты при температуре подложки 600 К на поверхности наблюдается образование островков фазы селенида газлия с латеральными размерами d=260 нм и высотой И^бО нм с плотностью Рс^Ю8 см'". Соответствующие изображения поверхностей, полученные в АСМ, представлены на рис. 1.

а) б)

Рис. 1. Топология (а) и профиль сечения (б) поверхности ОаАвООО) после обработки в парах селена в течение 1 минуты (масштаб (5*5) мкм).

Отношение толщины слоя селенида галлия, образованной островками к толщине суммарного слоя Ga2Se3 составляет: d0/ds=0.32. Этот факт соответствует результатам полученным ранее о существовании двух механизмов роста Ga2Se3:

- образование Ga2Se3 в результате гетеровалентного замещения мышьяка в решетке арсенида галлия на селен по реакции:

12GaAs + 6Se2 — 4Ga2[VGa]Se3 + 4Ga + 3As„(ra3) (1);

- сверхстехиометричные для Ga2Se3 атомы галлия, высвободившегося после протекания реакции (1) оказываются на поверхности образца. Этот галлий участвует в образовании Ga2Se3, непосредственно реагируя с селеном по реакции:

4Ga + 3Se2 -> 2Ga2[VGjSe3 (2).

На профилях сечений АСМ изображений, полученных для структуры с временем обработки 5 мин, Тп=600 К, наблюдается выглаживание рельефа поверхности (рис. 2).

Наблюдаемый эффект ювенилизации является следствием совместного протекания именно двух механизмов роста пленки Ga2Se3 на поверхности GaAs.

При этом рельеф поверхности арсенида галлия после стравливания слоя Ga2Se3 в растворе Н20:НС1= 10:1 составляет порядка 0.3 нм (рис. 3), что на 2 порядка лучше, чем гладкость исходной подложки.

1

i Ii S

тп

: - ¡г ! - Щ . ; щщ

i и

JOO I

-50 Mi it ¡1

i ■ it !

Л Д'

if-

О Iii | л }'! 25 ' а U 0.1 0.2 O.S 0.4 0-5 (К. 0.1 08 0.9

Рис. 2, Профиль сечения поверхности Рис. 3. Сечение поверхности арсенида GaAs(lOO) после обработки в парах селена галлия после обработки в парах селена с в течение 5 минут. последующим стравливанием слоя

Ga2Se3 в растворе Н20:НС1=Ю:1.

На поверхности InAs(lOO) после обработки в парах селена в течение 15 минут при температуре подложки 550 К образуются наноостровки (средняя плотность р0=2-! О7 см"2) с латеральными размерами d=250 нм и высотой h=14 нм.

Образование островков фазы ln2Se3 на поверхности InAs также можно объяснить двумя последовательными взаимосвязанными химическими реакциями, как и для GaAs. Но при этом наблюдаются отличия: I) на GaAs средняя плотность островков ро=108 см"2 - на InAs - ро=2-107 см"2: 2) отношение толщины слоя ln2Se3, образованного островками к суммарной толщине слоя ln2Se3 составляет do/d£=0.008, в то время как для Ga2Se3 do/dy=0.32; 3) общий микрорельеф поверхности подложки InAs(lOO) после обработки в течение 15 мин и Тп=570 К составляет (2-3) нм, как и на поверхности после ХДП. Т. е. в отличие от GaAs, при обработки в парах селена поверхности InAs ювенилизации не происходит.

В главе 3 показано, что при продолжительности процесса обработки до 5 минут скорость образования селенида ограничена скоростью химической реакции (1). При продолжительности процесса более 5 минут - диффузией селена, мышьяка или галлия через растущий слой. Из исследования кинетических закономерностей образования фазы селенида галлия установлено, что этот процесс в изучаемом диапазоне температур подложки является квазистационарным в случае подложек из ОаАз.

После отжига поверхности ОаАз(ЮО) в парах селена в течение I минуты при температуре подложки Тп=600 К (что соответствует начальной стадии ГВЗ) на микродифракционном изображении проявляются сверхструктурные рефлексы Ьк1={013}, {033}, что свидетельствует об удвоении периода в реальном пространстве в обеих направлениях <110> (рис. 4) и соответствует реконструкции с(2х2).

а) б)

Рис. 4. Микродифракционное изображение поверхности ОаАз(ЮО). обработанной в парах селена в течение 1 минут, Т„=600 К (а), и соответствующая ей схема (б), где 1 -основные рефлексы, 2 - сверхструктурные рефлексы.

Систему сверхструктурных рефлексов можно отнести к слою наноразмерной толщины образовавшейся упорядоченной фазы а-Оа28е3(ЮО), реконструированной с(2х2). При этом экспериментальные значения с1 в решетке соединения сс-Оа25е3 ближе к табличным значениям для ОаАз, чем к соответствующим значениям для а-Оа28е3. Это является следствием псевдоморфизма тонких слоев А2ШВУ13 к подложке из арсенида галлия. Реконструированная поверхность ОаАз(ЮО)с(2х2) создаёт условия для формирования фазы а-Оа28е3(ЮО)с(2><2) с 25% упорядоченных вакансий галлия, которая в свою очередь стабилизирует данную реконструкцию, сохраняющуюся на воздухе.

После отжига поверхности ОаАз(ЮО) в парах селена в течение 5 минут и Т„=600 К на микродифракционном изображении (рис. 5) сверхструктурные рефлексы реконструкции с(2*2) отсутствуют, а проявляются новые дополнительные рефлексы соответствующие «видимым» плоскостям (ПО) и (310), не отвечающие реальному направлению роста слоя Оа28е3.

002

022

ИЗ

Рис. 5. Микродифракционное изображение поверхности ОаА5(ЮО), обработанной в

• ■ Ся первый {верхний) спой О - Эе второй слой

• - С а третий слой П- вакансия ва

Рис. 6. Вакансионной модель атомной структуры поверхности Оа25ез(ЮО) с упорядоченными стехиометрическими вакансиями галлия.

По-мере увеличения длительности отжига возрастает концентрация атомов селена на границе раздела и. следовательно, возрастает концентрация вакансий галлия

с 25% до 33%, соответствующих объёмной фазе a-Ga2Se3. В соответствии со стехиометрией в упорядоченной структуре объёмного Ga2Se3 2/3 атомов Se (тип 1) соседствуют с одной вакансией галлия, а 1/3 атомов Se (тип 2) - с двумя вакансиями галлия, то есть в селениде галлия существуют «различающиеся» атомы селена. На рис. 6 изображена атомная поверхность a-Ga2Se3(100) с 33% вакансий галлия. Именно на такой поверхности существует 2/3 атомов Se первого типа и 1/3 - второго типа. Атомы селена второго типа смещаются (релаксируют) от двух ближайших вакансий галлия вдоль направления [010] на 0,825 А и тем самым, образуют дополнительные межплоскостные расстояния dm, d220. Тогда в рамках вакансионной модели можно объяснить появление дополнительных рефлексов {111}, {220} на микродифракционном изображении релаксацией атомов селена второго типа в слое Ga2Se3(100), растущем в направлении [100], параллельном направлению ориентации подложки GaAs( 100).

Глава 4 представляет результат изучения кинетики роста и структурно-фазовым превращениям на поверхности lnAs(100) при обработке в парах селена. В отличие от селенида галлия, образование селенида индия в исследуемых технологических условиях протекает с нарушением режима квазистационарности.

Следствием нарушения режима квазистационарности является и то, что отношение толщины слоя In2Se3. образованного островками, к суммарной толщине слоя In2Se3 составляет - 0.008 в отличие от 0.32 в случае процессов на арсениде галлия. Т.е. практически вся плёнка селенида индия растёт вглубь образца по реакции (1), вклад островковой фазы (реакция 2) мал. Это нарушение квазистационарности и не позволяет обеспечить ювенилизацию поверхности InAs.

После отжига поверхности lnAs(100) в парах селена в течение (1-5) минут и Тп=(500-530) К (рис. 7) на микродифракционном изображении проявляются дополнительные рефлексы, соответствующие «видимым» кристаллографическим плоскостям (310) и (ПО), аналогичные, наблюдаемым для образцов на GaAs. Соответственно для анализа и интерпретации полученных результатов справедлива та же вакансионная модель атомной структуры, предложенная ранее (рис. 6) для GaAs(100)._____

Рис. 7. Микродифракционное изображение поверхности 1пАз(100), обработанной в парах селена в течение 5 минут (Тп=500 К).

Таким образом, на поверхности 1пА$(100) в изучаемых технологических условиях образуется монокристаллическая плёнка 1п28е3(100) подобная а-Са28е3(100) с 33% неупорядоченных вакансий. При этом постоянная кристаллической решётки 1п28е3(100), кристаллизующейся в решётке сфалерита, равна 0,605 нм, что соответствует решётке 1пАз( 100).

Увеличение температуры подложки 1пАз(100) до 570 К и длительности процесса до 15 минут приводит к тому, что на микродифракционном изображении наблюдается только система рефлексов, отвечающая кристаллографической плоскости (100) (рис. 8). Наблюдаемое раздвоение одноимённых рефлексов, соответствует двум различным фазам ориентации (100): первая - 1пАз(100), вторая -1п28е3(100), но уже с неупорядоченными вакансиями. Постоянная кристаллической решётки 1п28е3(!00), рассчитанная по микродифракционному изображению, равна 0.546 нм, а рассогласование с решёткой 1пАз составляет около 10%.

Рис. 8. Микродифракционное изображение поверхности InAs(lOO), обработанной в парах селена в течение 15 минут (Т„=570 К).

В главе 5 обсуждаются структурно-фазовые превращения на поверхностях GaAs( 111) и InAs( 111) при обработки в парах селена. После отжига поверхности GaAs(lll) в парах селена в течение 5 минут и Тп=600 К и InAs(llI) в течение 1 минуты Тп=550 К на микродифракционных изображениях проявляются сверхструктурные рефлексы реконструкции (\/3x\/3)-R300 (рис. 9), которые относятся к образовавшейся фазе Ga2Se3(lll) In2Se3(!H). соответственно, представляющие собой сверхструктуру псевдоморфной упорядоченной фазы Ga2Se3 In2Se3, соответственно.

а) б)

Рис. 9. Микродифракционные изображение поверхности ОаА5(111). обработанной в парах селена в течение 5 минуты, Тп=600 К (а) и соответствующая ей схема (б), где 1-основные рефлексы. 2- сверхструктурные рефлексы.

Появление сверхструктуры объясняется в рамках вакансионной модели (рис. 10) атомной структуры поверхности Ga2Se3(lll) с упорядоченными стехиометрическими вакансиями галлия, в которой 1/3 узлов катионной подрешётки вакантны. Элементарная ячейка такой поверхности по геометрическим размерам соответствует элементарной ячейке реконструированной поверхности GaAs( 111 )(V3xV3)-R30°. Предложенная структура поверхности Ga2Se3( 111) полностью удовлетворяет условию электронейтральности и стехиометрии на границе раздела. Таким образом, реконструированная поверхность GaAs(U l)(V3x\i3)-R30° создаёт условия для формирования фазы Ga2Se3(I11) с упорядоченными стехиометрическими вакансиями галлия, которая в свою очередь стабилизирует данную реконструкцию.

Предложенная вакансионная модель поверхности Ga2Se3(lll) может быть использована и для описания поверхности ln2Se3( 111). Таким образом, на поверхности lnAs(lll) наблюдается образование фазы селенида индия ln2Se5( 111) с упорядоченными стехиометрическими вакансиями индия, кристаллизующейся в решётке сфалерита. Реконструированная поверхность InAs(l 11)(V3xv3)-R30° является основой для формирования наноразмерного слоя фазы ln2Se3(l 11) с упорядоченными стехиометрическими вакансиями индия.

р- ■ 4 3" '

\ / *

' V'

Щ. У * Ь «

• V- »

\

;

\

« » •

[101] • [1211

3 * / * " * • Ga - верхний слой V ■■ Ъ Vea- верхний слой

6 в в Se- нижний слой

Рис. 10. Вакансионная модель атомной структуры поверхности Ga2Se3(l 11) с упорядоченными стехиометрическими вакансиями галлия.

Основные результаты и выводы:

1. Обработка подложки GaAs в парах селена повышает степень атомной гладкости (ювенилизации) поверхности подложки. Подобного эффекта не наблюдается для подложек из арсенида индия из-за нарушения квазистационарности процесса ГВЗ в этом случае.

2. Идентифицирована ГЦК фаза селенида индия IrbSe.iUOQ) кристаллизующаяся в решётке сфалерита, с параметром решётки 5.460 А.

3. Изучены кинетические закономерности протекания реакции ГВЗ мышьяка на селен в полупроводниках GaAs и InAs на начальных стадиях процесса. Установлено, что в отличие от GaAs, процесс ГВЗ в подложке из InAs протекает не в стационарных условиях.

4. Поверхности арсенида галлия ориентацией (100) и (111) и арсенида индия (111) реконструируются в процессе термического отжига в парах селена. Тип реконструкции формируется коррелированно с характером упорядоченного распределения стехиометрических вакансий в образующейся псевдоморфиой к подложке GaAs(100) и (111) или lnAs( 111) плёнке Ga2Se3 или ln2Se3, соответственно.

5. Впервые идентифицированы кубические фазы с упорядоченными вакансиями катиона Ga2Se3 и ln2Se3 псевдоморфные к GaAs и InAs, соответственно.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Безрядин H.H. Электронномикроскопическое исследование наноразмерных структур GaAs(100)/(Ga2Se3)/GaAs / H.H. Безрядин, Б.Л. Агапов, Г.И. Котов, Ю.В. Сьгаоров, C.B. Кузубов, Е.А. Татохин, A.A. Стародубцев // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования,- 2007 г.,№ 12, с. 62-65.

2. Безрядин H.H. Пассивация поверхности арсенида галлия халькогенидом галлия / H.H. Безрядин, Г.И. Котов, C.B. Кузубов, И.Н.Арсентьев [и др] // Письма в ЖТФ/- 2008 г.- Т. 34,- № 10,- С. 47-52.

3. Безрядин H.H. Кинетика и механизм образования наноструктур селенидов a'"2Bvi3 на поверхности полупроводников GaAs и InAs ! H.H. Безрядин, Г.И. Котов. C.B. Кузубов [и др.] // Конденсированные среды и межфазные границы.-2010г.-T.12.-JV»!.- С.'28-35.

4. Безрядин H.H. Наноразмерный слой фазы АШ2ВЛ(Ш) с упорядоченными вакансиями катиона на GaAs(lll) и InAs(lll)/ H.H. Безрядин, Г.И. Котов, C.B. Кузубов, Б.Л. Агапов // Кристаллография.- 2010г.- Т. 55.- № 5,- С. 896899.

5. Агапов Б.Л. Электронографическое исследование наноразмерных структур GaAs-Ga2Se3-GaAs [Текст] / Б.Л. Агапов, H.H. Безрядин, IO.B. Сыноров, Г.И. Котов, Е.А. Татохин, A.A. Стародубцев, C.B. Кузубов// Тезисы докладов XXI Российской конференции по электронной микроскопии «ЭМ'2006». -Черноголовка, 510 июня 2006г.- С. 29.

6. Ассесоров В.В. Электронно-микроскопическое исследование поверхности GaAs, обработанной в парах селена [Текст] / В.В. Ассесоров, Б.Л. Агапов, H.H. Безрядин, Г.И. Котов, A.A. Стародубцев, C.B. Кузубов, Ю.Н. Власов// Тезисы докладов XXI Российской конференции по электронной микроскопии «ЭМ'2006». -Черноголовка, 5-10 июня 2006г. -С. 31.

7. Безрядин H.H. Усиление ориентирующего действия подложки GaAs(IOO) обработкой в парах селена/ H.H. Безрядин, Э.П. Домашевская, Ю.В. Сыноров, Г.И. Котов, Е.А. Татохин, Е.В. Руднев, A.A. Стародубцев, C.B. Кузубов [Текст]// Тезисы докладов XII национальной конференции по росту кристаллов (НКРК - 2006)- Москва, 23-27 октября 2006 г.- С. 378.

8. Безрядин H.H. Формирование элементов сверхрешеточных структур в системе GaAs-Ga2Se3-GaAs/ H.H. Безрядин, Г.И. Котов, Ю.В. Сыноров, Е.А. Татохин, Е.В. Руднев, C.B. Кузубов, A.A. Стародубцев// Тезисы докладов III Всероссийской конференции (с международным участием) «Химия поверхности и нанотехнология».-Санкт-Петербург, Хилово. 24 сентября-01 октября 2006г.-С.126-127.

9. Безрядин H.H. Структурно-фазовые превращения поверхности GaAs(iOO) в процессе обработки в парах селена / H.H. Безрядин, Э.П. Домашевская, Г. И. Котов, Ю.В. Сыноров, Е.А. Татохин, Е.В. Руднев, A.A. Стародубцев, C.B. Кузубов // Материалы десятой международной конференции «Арсенид галлия и полупроводниковые соединения группы III-V» - Томск, 3-5 октября 2006, -С.168-170.

10. Сыноров Ю.В. Формирование плёнок селенида галлия на кремнии. Межвузовский сборник научных трудов // Ю.В. Сыноров, C.B. Кузубов, С.Ю. Чистяков // Твердотельная электроника и микроэлектроника. Межвузовский сборник научных трудов. -Воронеж, ВГТУ.- 2006,- С. 70-73.

11. Безрядин H.H. Халькогенная обработка в технологии наноразмерных структур на подложках из арсенида галлия / H.H. Безрядин, Г.И. Котов, C.B. Кузу бов, A.A. Стародубцев, Ю.Н. Власов, Т.А. Кузьменко // Тезисы докладов VIII Российской конференции по физике полупроводников. Екатеринбург, 30 сентября-5 октября, 2007, - С.121.

12. Кузубов C.B. Наноразмерные образования в приповерхностной области арсенида галлия при обработке в парах селена / C.B. Кузубов, H.H. Безрядин // Девятая всероссийская молодёжная конференция по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике. Санкт-Петербург, 3-7 декабря, 2007, - С.26.

13. Безрядин H.H. Электронная микроскопия приповерхностной области арсенида галлия / H.H. Безрядин, Б.Л. Агапов, C.B. Кузубов // Материалы XLV отчетной научной конференции ВГТА за 2006 год.- 2007г.- С. 137

14. Агапов Б.Л. Электронографические исследования поверхности GaAs, обработанной в парах селена // Б.Л. Агапов, Г.И. Котов, C.B. Кузубов // Твердотельная электроника и микроэлектроника. Межвузовский сборник научных трудов. -Воронеж, ВГТУ,- 2007.- С. 29-32

15. Безрядин H.H. Структура переходной области в полупроводниковой системе Ga2Se3-GaAs/ H.H. Безрядин, C.B. Кузубов // Материалы XLVI отчетной научной конференции ВГТА за 2007 год.- 2008г.- С. 126

16. Образование наноструктур на подложках InAs{100) и InAs(lll) [Текст] / H.H. Безрядин, Г. И. Котов, C.B. Кузубов // Тезисы докладов XIII национальной конференции по росту кристаллов (НКРК - 2008)- Москва, 17-21 ноября 2008 г.-С. 391

17. Котов Г.И. Кинетика и механизм образования наноструктур In2Se3 на поверхности InAs(lOO) и InAs(llI) // Г.И. Котов, C.B. Кузубов, Б.Л. Агапов, A.A. Гайдин // Твердотельная электроника и микроэлектроника. Межвузовский сборник научных трудов. -Воронеж, ВГТУ.- 2008.- С. 113-118.

18. Безрядин H.H. Структура переходной области в гетеропереходе In2Se3-InAs/ H.H. Безрядин, Б.Л. Агапов, C.B. Кузубов // Материалы XLVII отчетной научной конференции ВГТА за 2008 год,- 2009г.- С. 152

19. Котов Г.И. Структура переходной области в гетеропереходе ln2Se3-InAs/ Г.И. Котов, C.B. Кузубов // Материалы XLVII отчетной научной конференции ВГТА за 2008 год.- 2009г.- С. 153

20.* Котов Г.И. Структурно-фазовые превращения поверхности GaAs(100) и InAs(lOO) в процессе взаимодействия с селеном // Г.И. Котов, C.B. Кузубов, Б.Л. Агапов // Твердотельная электроника и микроэлектроника. Межвузовский сборник научных трудов. -Воронеж, ВГТУ,- 2009.- С. 52-58.

21. Bezryadin N.N. Stabilization of A'"Bv surface reconstruction by pseudomorphous layer A21UB3V1 on GaAs and InAs / N.N. Bezryadin, G.I. Kotov, S.V. Kuzubov [et. al.] // International Conference «Crystal Materials'2010» (ICCM'2010)-Kharkov, Ukraine, may 31 -june 03,2010. - p. 148.

Работы 1-4 опубликованы в изданиях списка ВАК РФ.

*) Более подробно будет опубликовано в статье H.H. Безрядин, Г.И. Котов, C.B. Кузубов, Я.А. Болдырева, Б.Л. Агапов. Реконструкция границы раздела в наногетероструктурах Ga2Se3/GaAs(100) и In2Se3/InAs(100) / Кристаллография, 2010, т.55, № 6, с. 1202-1206.

Подписано в печать 24.09.2010. Формат 60 х 84 1/16 Усл. печ. л. 1,00. Тираж 100 экз. Заказ № 304.

ГОУВПО «Воронежская государственная технологическая академия» (ГОУВПО «ВГТА») Отдел полиграфии ГОУВПО «ВГТА» Адрес академии и отдела полиграфии: 394036, Воронеж, пр. Революции, 19

Введение.

ГЛАВА 1. СТРУКТУРА ПОВЕРХНОСТИ АРСЕНИДОВ ГАЛЛИЯ И ИНДИЯ.

1.1 Структура поверхности полупроводников АШВУ и современные методы исследования поверхности твёрдых тел.

1.1.1. Электронная спектроскопия и микроскопия поверхности твёрдых тел.

1.1.2. Просвечивающая электронная микроскопия.

1.1.3. Реконструкция поверхности полупроводников АШВУ.

1Л .4. Реконструкция поверхности АШВУ при адсорбции атомов халькогена.

1.2 Пассивация поверхности и природа электронных состояний на. поверхности в полупроводниках АШВУ.

1.2.1. Электронные процессы, происходящие на поверхности полупроводников АШВУ при адсорбции кислорода.

1.2.2. Халькогенная пассивация АШВУ.

1.3 Соединения со стехиометрическими вакансиями типа А2шВ3у и способы получения тонких плёнок из этих материалов.

Выводы по главе 1. Цель работы и задачи исследования.

ГЛАВА 2. ПАССИВАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ ОаАз(ЮО) В ПАРАХ

СЕЛЕНА.

2.1 Формирование нано- и гетероструктур в системе ОаА8-Оа28е3.

2.1.1. Подготовка подложек арсенида галлия и арсенида индия.

2.1.2. Обработка поверхности подложек ОаАэ и 1пАб в парах селена.

2.2. Пассивация поверхности арсенида галлия в процессе обработки в парах селена.

2.3. Ювенилизация поверхности арсенида галлия в процессе обработки в парах селена.

2.4. Выводы по главе

ГЛАВА 3. КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ, МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ И КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА

НАНОРАЗМЕРНЫХ ПЛЁНОК Ga2Se3 НА ПОВЕРХНОСТИ GaAs(lOO).

3.1. Кинетические закономерности образования новой фазы на поверхности арсенида галлия.

3.2. Электронографический фазовый анализ образующихся в процессе ГВЗ плёнок на поверхности GaAs(lOO).

3.3. Электронно-микроскопические микродифракционные исследования структур GaAs(100)-Ga2Se3.

3.4. Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ InAs(lOO) И КИНЕТИКА ОБРАЗОВАНИЯ СЕЛЕНИДА ИНДИЯ В ПРОЦЕССЕ ОТЖИГА В ПАРАХ СЕЛЕНА.

4.1. Кинетические закономерности образования новой фазы на поверхности арсенида индия в процессе отжига в парах селена.

4.2. Структурно-фазовые превращения на поверхности InAs(lOO) при обработке в парах селена.

4.3. Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5. НАНОРАЗМЕРНЫЙ СЛОЙ ФАЗЫ Am2Bv,3(l 11) С УПОРЯДОЧЕННЫМИ ВАКАНСИЯМИ КАТИОНА НА GaAs(lll) И InAs(lll).

5.1. Структурно-фазовые превращения и реконструкция поверхности GaAs(l 11) при обработки в парах селена.

5.2. Структурно-фазовые превращения и реконструкция поверхности InAs(l 11) при обработки в парах селена.

5.3. Выводы по главе 3.

Актуальность темы:

Атомно гладкие, химически чистые поверхности полупроводников и резкие границы раздела необходимы для создания искусственных полупроводниковых микроструктур, в которых реализуются электронные явления в сверхтонких (квантоворазмерных) слоях и областях гетероструктур, с которыми, в частности, связано новое направление развития полупроводниковой электроники - наноэлектроника [1,2].

Многие оптоэлектронные устройства и твёрдотельные элементы с повышенным быстродействием в своей основе используют полупроводниковые соединения AmBv(GaAs5 InP, AlAs).

Однако до настоящего времени практическая реализация приборов на основе различных материалов класса AmBv сдерживается проблемой формирования совершенной границы раздела в гетероструктурах металл -АШВУ и диэлектрик — АШВУ ввиду высокой плотности поверхностных электронных состояний (ПЭС) на этих границах раздела [3].

Известно, что снижение плотности ПЭС может быть обусловлено реконструкцией поверхностей полупроводников АШВУ. Реконструированное состояние полупроводников АШВУ наблюдается in situ только на сколотых или очищенных в сверх высоком вакууме (СВВ) поверхностях полупроводников АШВУ, в том числе и с адсорбированным монослоем халькогена [2, 4].

В последние годы разрабатывается халькогенная предварительная обработка поверхности полупроводников с целью снижения ПЭС [3, 5, 6]. Она также применяется для создания гетероструктур на основе полупроводников АШВУ [3, 7, 8]. Модификация поверхности АШВУ атомами серы или селена [3, 5, 9-13], позволяет в принципе осуществлять кз,к химическую, так и электронную пассивацию поверхности. Использование халькогенной пассивации, с одной стороны, позволяет улучшить характеристики различных приборов за счёт существенного уменьшения плотности ПЭС [9, 10] и снижения скорости поверхностной рекомбинации, а с другой стороны, позволяет существенно замедлить процессы окисления полупроводниковой поверхности в атмосфере. В результате такой химической пассивации с поверхности полупроводника удаляется слой окисла, вместо которого формируется тонкая кристаллическая плёнка химически инертного материала. Эта плёнка и выполняет функции сверхтонкого буферного слоя, защищая поверхность подложки от контакта с агрессивными компонентами ростовой среды [14]. Необходимо отметить, что для подложек 1пАз подобные исследования практически отсутствуют [1,3].

В работах [15-20] показано, что обработка в парах халькогена приводит к формированию наноразмерных гетероструктур типа полупроводниковый слой соединения Аш2ВУ1з на подложке из полупроводника АШВУ, что открывает пути к практической реализации новых различных типов классов приборов на основе А В [15, 21], в частности, солнечных элементов и светодиодов.

В современной литературе представлено большое количество работ, посвященных процессу формирования гетероструктур А1И2ВУ1з/А111ВУ, однако вопрос о механизме и кинетике образования новой фазы и структуры формирующейся гетерограницы в процессе реакции гетеровалентного замещения (ГВЗ) мышьяка на селен и, особенно на начальных стадиях процесса, до сих пор остается открытым. Поскольку именно эти процессы обуславливают структурное совершенство и функциональные характеристики данного класса гетеропереходов, целью работы являлось: установление закономерностей образования новой фазы на поверхности ваАБ и 1пАб в процессе взаимодействия с селеном.

Основными задачами исследования, исходя из поставленной цели, являются:

1. Выбор термодинамических условий проведения процессов ГВЗ отвечающих начальным стадиям образования новой фазы на поверхности ваАБ и 1пАз при взаимодействии с селеном.

2. Изучение условий получения атомно-гладкой поверхности подложек из GaAs и InAs.

3. Исследование кинетики образования слоев из селенидов галлия и индия на поверхностях подложек соответственно из GaAs и InAs в процессе термической обработки их в парах селена.

4. Исследование топологии и кристаллической структуры поверхности подложек из GaAs(lOO), GaAs(lll), InAs(lOO) и InAs(lll) обработанных в парах селена в диапазоне температур и времен процесса, соответствующих начальной стадии реакции ГВЗ.

Объекты и методы исследования. Исследовались монокристаллические подложки арсенида галлия электронного типа проводимости марки АГЧ-25а <100> толщиной (390 ± 5) мкм, АГЧ-25а <111> В толщиной (390 ± 5) мкм и арсенида индия: ИМЭА-2а <111> В толщиной (350 ± 5) мкм, ИМЭА-2а <100> толщиной (350 ± 5) мкм исходные и обработанные в парах селена. Процессы ГВЗ проводились в СВВ в камере квазизамкнутого объёма (КЗО) в процессе термического отжига.

Исследование кристаллической структуры гетерограниц GaAs(lOO)-Ga2Se3, GaAs(lll)-Ga2Se3, InAs(100)-In2Se3 и InAs(l 1 l)-In2Se3 проводилось в просвечивающем электронном микроскопе (ПЭМ) Hitachi Н-800 при ускоряющем напряжении 200 кВ и электронографии «на отражение» с помощью электронографа ЭГ-100М. Рельеф поверхности подложек контролировался на атомно-силовом микроскопе (ACM) Solver-Pro (НТ-МДТ) и сканирующем электронном микроскопе (СЭМ) JEOL-JSM-6380LA с системой энерго-дисперсионного анализа INCA-250 для изучения элементного состава поверхности образцов методом рентгеноспектрального микроанализа (РСМА). Толщина образовавшихся пленок халькогенида определялась на эллипсометре ЛЭФ-ЗМ и в некоторых случаях по сколу в СЭМ.

Научная новизна.

Обнаружены псевдоморфные к подложке ваАэ ГЦК фаза 0а28е3(100) со структурой сфалерита, имеющая 25% упорядоченных вакансий и ГЦК фаза Оа28е3(111) со структурой сфалерита, имеющая 33% упорядоченных стехиометрических вакансий. При этом в изучаемых гетероструктурах ваАБ-Оа28е3 поверхность ОаАз(ЮО) реконструирована по типу (2x2) и СаАз(111) по типу (л/Зхл/ЗЭ-ИЗО0.

Идентифицированы псевдоморфная ГЦК фаза 1п28е3(111) со структурой сфалерита, имеющая 33% упорядоченных стехиометрических вакансий. Определена реконструкция поверхности 1пАз(111) по типу (^Зхл^З)-ЮО0 в гетероструктуре 1пАз-1п28е3 с 33% упорядоченных стехиометрических вакансий в плёнке 1п28е3.

Впервые реконструкция поверхности полупроводника АШВУ идентифицируется по дифракционным изображениям в ПЭМ в гетероструктурах ОаАз(100)-Оа28е3, ОаАБ(111)-Са28е3, 1пАз(100)-1п28е3 и 1пА8(111)-1п28е3.

Практическая значимость.

В данной работе были получены гетероструктуры ОаАз(100)-Оа28е3, ОаАБ(111)-Оа28е3,1пАз(100)-1п28е3 и 1пАз(111)-1п28е3, в которых сохраняется реконструкция подложки за счёт стабилизирующего действия псевдоморфной плёнки АШ2ВУ12. Эти гетероструктуры могут быть использованы, например, в фотопреобразователях солнечной энергии. Обработка в парах селена может быть использована для пассивации поверхностей арсенидов галлия и индия. Установлен факт ювенилизации поверхности арсенида галлия в результате обработки её в парах селена.

На защиту выносятся следующие положения:

1;. Стабилизация реконструкции ОаАз(100)(2х2) псевдоморфным слоем Оа28е3, а также реконструкции ОаАз(1 11)(^3хл/3)к-30° и ЫАбО 11)(^3хл/3)я

30° псевдоморфными слоями Ga2Se3 и Iti2Se3, соответственно. В слоях селенидов Ain2Se3 стехиометрические вакансии в катионной решётки упорядочиваются коррелированно с типом реконструкции подложки.

2. Происходящая при обработке в парах селена поверхности GaAs(lOO) (Тп=(600-620) К и времени обработки (5-15) минут) и InAs(lOO) (Тп=(500-550) К и времени обработки (5-15) минут) реакция ГВЗ анионов приводит к образованию псевдоморфных к подложке релаксированных слоёв ГЦК фаз Ga2Se3(100) и In2Se3(100) со структурой сфалерита, соответственно.

3. С увеличением времени обработки в парах селена поверхности InAs(lOO) образуется тонкая плёнка ГЦК фазы со структурой сфалерита In2Se3 (а=5.460 Ä), в которой стехиометрические вакансии не упорядочены.

4. В исследованном диапазоне температур скорость образования селенидов вначале ограничена диссоциацией полупроводников АШВУ, а затем диффузией компонентов реакции через слой селенида. При этом для подложек InAs(lOO) наблюдается нарушение условия» квазистационарности процесса ГВЗ

5. Процесс ювенилизации поверхности арсенида галлия в результате обработки в парах селена при Тп=(600-620) К и времени (5-15) минут объясняется двухстадийным механизмом формирования слоя селенида галлия. Нарушение квазистационарности протекания двух механизмов в случае ГВЗ в InAs не позволяет получить ювенильную поверхность подложки в этом случае.

Личный вклад автора. Постановка задачи и определение направлений исследований осуществлялись д. ф.-м. н., профессором H.H. Безрядиным. Проведение основных экспериментов осуществлено автором лично. На некоторых этапах в работе принимали участие к.ф.-м. н., доцент Г.И. Котов, к.т.н., доцент Б.Л. Агапов. Обсуждение результатов на протяжении всей работы проведены вместе с д. ф.-м. н., профессором Н.Н: Безрядиным, к.ф.-м. н., доцентом Г.И. Котовым.

Апробация работы.

Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на XXI Российской конференции по электронной микроскопии «ЭМ'2006» (Черноголовка, 2006г.), XII и XIII национальной конференции по росту кристаллов (НКРК - 2006, 2008) (Москва, 2006 г., 2008г.), III Всероссийской конференции (с международным участием) «Химия поверхности и нанотехнология» (Санкт-Петербург, Хилово, 2006г.), X международной конференции «Арсенид галлия и полупроводниковые соединения группы III-V» (Томск, 2006 г.), Молодёжная конференция (Санкт-Петербург, 2007 г.), VIII Российской конференции по физике полупроводников (Екатеринбург, 2007г.), International Conference «Crystal Materials'2010» (ICCM'2010) (Kharkov, Ukraine, 2010), а также на отчетных научных конференциях ВГТА за 2006, 2007, 2008, 2009 года (Воронеж, 2007 г., 2008 г., 2009 г., 2010 г.).

Публикации.

Материалы диссертации опубликованы в 21 печатных работах, из которых 4 статьи в журналах рекомендованных ВАК, 4 публикации в журналах, не входящих в перечень ВАК и 13 тезисов докладов на всероссийских и международных конференциях.

Объем и структура диссертации

Диссертация содержит 157 страниц машинописного текста, 47 рисунков, 13 таблиц и по структуре состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы, включающего 172 наименование работ отечественных и зарубежных авторов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Обработка подложки GaAs в парах селена повышает степень атомной гладкости (ювенилизации) поверхности подложки. Подобного эффекта не наблюдается для подложек из арсенида индия из-за нарушения квазистационарности процесса ГВЗ в этом случае.

2. Идентифицирована ГЦК фаза селенида индия In2Se3(100) кристаллизующаяся в решётке сфалерита, с параметром решётки 5.460 А.

3. Изучены кинетические закономерности протекания реакции ГВЗ мышьяка на селен в полупроводниках GaAs и InAs на начальных стадиях процесса. Установлено, что в отличие от GaAs, процесс ГВЗ в подложке из InAs протекает не в стационарных условиях.

4. Поверхности арсенида галлия ориентацией (100) и (111) и арсенида индия (111) реконструируются в процессе термического отжига в парах селена. Тип реконструкции формируется коррелированно с характером упорядоченного распределения стехиометрических вакансий в образующейся псевдоморфной к подложке GaAs (100) и (111) или InAs(lll) плёнке Ga2Se3 или In2Se3, соответственно.

5. Впервые идентифицированы кубические фазы с упорядоченными вакансиями катиона Ga2Se3 и In2Se3 псевдоморфные к GaAs и InAs, соответственно.

1. Алферов Ж.И. История и будущее полупроводниковых гетероструктур/ Ж.И. Алферов// ФТП. -1998. -Т. 32, №1. -С. 3-18

2. Бехштедт Ф. Поверхности и границы раздела полупроводников: Пер. с англ./ Ф. Бехштедт, Р. Эндерлайн М.: Мир, 1990. - 448 с.

3. Бессолов В.Н., Лебедев М.В. Халькогенидная пассивация поверхности полупроводников А3В5 // Физика и техника полупроводников. 1998. Т. 32. №11, с. 1281-1299.

4. Оура К. Введение в физику поверхности. / К. Оура, В.Г. Лифшиц, А.А. Саранин, А.В. Зотов, М. Катаяма-М.: Наука, 2006. 490 с.

5. K. Ueno / Growth and characterization of Ga2Se3/GaAs(100) epitaxial thin films// K. Ueno, M. Kawayama, Z. R. Dai, A. Koma, F. S. Ohuchi. Jornal of Crystal Growth, V. 207, Iss. 1-2, 1999, p. 69-76.

6. St. Hohenecker / The influence of a selenium interlayer on the In/GaAs(100) interface formation// St. Hohenecker, D. Drews, M. Lubbe, D.R.T. Zahn, W. Braun. Applied Surface Science, Volumes 123-124, 1998, 585-589.

7. Венгер Е.Ф. и др. Электронные свойства реальной и сульфидированной поверхности арсенида галлия // Физика и техника полупроводниковю 1995. №2.

8. Кириллова С.И., Примаченко В.Е. Электронные свойства сульфидированной поверхности арсенида галлия // Поверхность. 1994. №12.

9. Берковиц В.Л., Иванцов Л.Ф. исследование в сканирующем туннельном микроскопе поверхности арсенида галлия, пассивированной в водном растворе натрия // Физика и техника полупроводников. 1990. Т. 25. №3.

10. Ботнарюк В.М., Жиляев Ю.В., Коненкова Е.В. Сульфидная пассивация силовых GaAs-диодов // Физика и техника полупроводников. 1999. Т. 33. №6.

11. Сумец М.П. Электронные процессы на гетерогранице Ga2Se3-GaAs, сформированные обработкой GaAs в парах селена: Автореф. дис. . канд. физ.-мат. наук, Воронеж, 1999.

12. Т.В. Львова. Сульфидная пассивация подложек InAs(lOO) в растворах N2S/ T.B. Львова, И.В. Седова, М.С. Дунаевский, А.Н. Карпенко, В .П. Улин, С.В. Иванов, В.Л. Берковиц// ФТТ. 2009, том 51, вып. 6.

13. Влияние обработки поверхности арсенида галлия в парах халькогенов на свойства барьеров Шоттки в структурах М GaAs / Б. И. Сысоев и др. // ФТП. -1993. -Т. 27, №. 1. -С.131 - 135.

14. Пассивация поверхности GaAs (100) халькогенидами галлия Am2Bv3(l 10)/ Б.И. Сысоеви др. // ФТП.- 1995. -Т. 29, №1. -С. 24-32.

15. Sysoev B.I., Bezryadin N.N., Shlyk Yu.K. et al. Electrophysical properties of In2Te3 InAs heterojunction // Phys. St. Sol. (a), 1986, v. 95, p. K169-K173.

16. Б.И. Сысоев, Б.Л. Агапов, H.H. Безрядин и др. Гетеровалентное замещение в процессе получения полупроводникового гетероперехода In2Te3/InAs // Неорганические материалы, 1996, т. 32, № 12, с. 1449-1453.

17. Б.И. Сысоев, Б.Л. Агапов, H.H. Безрядин и др. Свойства границы раздела InAs тонкий полуизолирующий слой In2Se3 // ФТП, 1991, т. 25, № 4, с. 699-709.

18. H.H. Безрядин, A.B. Буданов, Е. А. Татохин и др. Синтез плёнок In2Se3 на подложках из арсенида индия методом гетеровалентного замещения // Неорганические материалы, 2000, т. 36, № 9, с. 1037-1041.

19. Изолирующее покрытие для арсенида галлия / Б. И Сысоев и др.// ЖТФ. -1986. -Т.56, № 5. -С.913 -915.

20. Иевлев В.М. Просвечивающая электронная микроскопия неорганических материалов: учебное пособие/ В.М. Иевлев, С.Б. Кугцев; Воронеж: ВГТУ, 2003. 164 с.

21. Горелик С. С. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. / С. С. Горелик. -М.:-МИСИС, 1994.

22. Зенгуил Э. Физика поверхности: пер. с англ./ Э. Зенгуил М.: Мир, 1990.-536с.

23. Q. Xue, T. Hashizume, A. Ichiniya, T. Ohno, Y. Hasegawa, T. Sakuraj. Sci. Rep. RITU, A44, 113 (1997).

24. A.R. Avery, D.M. Holmes, T.S. Jones, B.A. Joyce, G.A. Briggs. Phys. Rev. В, 50, 8098 (1994).

25. Q. Xue, T. Hashizume, T. Sakuraj. Progr. Surf. Sci., 56, 1 (1997).

26. T. Hashizume, Q. Xue, J. Zhoe, A. Ichiniya, T. Sakuraj. Phys. Rev. Lett., 73, 2208 (1994).

27. Ю.Г. Галицын, В.Г. Мансуров, С.П. Мощенко, А.И. Торопов. ФТП, 2000, т.34, вып. 8.

28. Ю.Г. Галицын, С.П. Мощенко, А.С. Суранов. ФТП, 2000, т.34, вып. 2.

29. D.J. Chadi, J. Vac, Sci. Technol. A, 5, 834 (1997).

30. Structure of Ga-stabilized GaAs(OOl) surface at high temperatures/A. Ontake et al.//Appl. Surf. Sci. -2003. -V. 212-213. -P.146-150.

31. Hirichi Y. Surface structure transitions on InAs and GaAs(OOl) surfaces/Y. Hirichi, H. Yoshiji//Phys. Rev. B. -1995. -V. 51, № 15. -P.9836-9854.

32. Seino K. Structure and energetics of Ga-rich GaAs(OOl) surfaces/K. Seino, W.G. Schmidt// Surf. Sci. -2002. -V. 510. -P. 406-410.

33. Nagashima A. Surface structure of GaAs(001)-C(4x4), studied by LEED intensity analysis/ A. Nagashima, A. Nishimura, T. Kawakami// Surf. Sci. 2004. -V. 564,1. 1-3. -P.218-224.

34. Hiroki S. Determinations of surface structures of GaAs-(2x4) As-rich phase/ S. Hiroki, S. Masanori // Phys. Rev. B. -1995. -V. 51, № 7. -P.4200-4212.

35. Hiroki S. Fabrication of rectangular holes along (2x4) unit cells on GaAs(OOl) reconstructed surface with a scanning tunneling microscope/ S. Hiroki, S. Masanori, T. Masafumi// Jap. J. Appl. Phys. Pt.2. -1995. V. 34, № 6B. -P.727-729.

36. Y. Hirota. Scanning tunneling microscopy studying of GaAs(OOl) surface prepared by deoxygenated and de-ionized water treatment/ Y. Hirota, T. Fukuda// Appl. Phys. Lett. -1995. -V.66, №21. -P.2837-2839.

37. STM/nc-AFM investigation of (nx6) reconstructed GaAs(OOl) surface/B. Such etal.// Surf. Sci. -2003. -V.530,1. 3. -P.149-154.

38. W.G. Schmidt. Geometry and electronic structure of GaAs(001)(2x4) reconstructions/W.G. Schmidt, F. Bechstedt// Phys. Rev., B, 54, 23 (1996).

39. C. Ratsch. Surface reconstructions for InAs(OOl) stadied with DFT and STM/ C. Ratsch, W. Barvosa-Carter, F. Grosse, J. H. G. Owen, J.J. Zinck//

40. P. De Padova. Low-dimensional electronic structures on In-terminated InAs(001)-c(4x4) and (4x2)c(8x2) surfaces/ C. Ratsch et. al.//

41. Ю.Г. Галицын. Соразмерные и несоразмерные фазы In на поверхности (111)A InAs/ Ю.Г. Галицын, В.Г. Мансуров, И.И. Мараховка, И.П. Петренко// ФТП, 1998, т. 32, № 1, стр. 89-94.

42. J.M. Thornton, P. Unsworth, M.D. Jackson, P. Weightman, D.A. Woolf. Surf. Sci., 316, 231 (1994).

43. D.J. Chadi. Phys. Rev. Lett., 52, 1911 (1984).

44. D.A. Woolf, D.J. Westwood, R.H. Williams. Appl. Phys. Lett., 62, 13730(1993).

45. Pashley M.D. Control of the Fermi-level position on the GaAs(lOO) surface: Se passivation/.M.D. Pashley, D. Li// J.Vac.Sci.&Technol.A. -1994. -V. 12.- 1848-1854.

46. Li D. Interaction of selenium with the GaAs(001)-(2x4)/c(2x8) surface studied by scanning tunneling microscopy/ D. Li, M.D. Pashley// Phys. Rev. B.- 1994.-V. 49.-P. 13643-13649.

47. Gundel S. First principles simulation of Se and Te adsorbed on GaAs(001)/S. Gundel, W. Faschinger// Phys. Rev. B. -1999. -V. 59, № 8. -P. 56025611.

48. Ohno T. Passivation of GaAs(OOl) surface by chalcogen atoms (S, Se and Te)/ T. Ohno// Surface Science. -1991.- V. 386,1. 3. -P. 225- 229.

49. Szcsa B. Chalcogen passivation of GaAs(lOO) surface: theoretical study/B. Szcsa, Z. Hajnala, Th. Frauenheima//Appl. Surf. Sci. -2003. -V.212-213. -P. 861-865.

50. Biegelsen D.K. Selenium and tellurium terminated GaAs(lOO) surfaces observed by scanning tunneling microscopy/D.K. Biegelsen, R.D. Bringans, J.E. Nothrup// Phys. Rev. B. -1994. -V. 49, № 8. -P. 5424 5428.

51. Erico T. Sano. Adsorption on (001) GaAs under various AS4 pressure/Erico T. Sano, Yoshiji Horikoshi// Jpn. J. Appl. Phys.Pt.2. -1993. -V. 32, № 5A. -P.L.641-L644.

52. Shigekawa H. Selenium treated GaAs(001)-2x3 surface studied by scanning tunneling microscopy/ H. Shigekawa, H. Oigawa, K. Miyake// Appl. Phys. Lett. -1994. -V.65, № 5. -P. 607-609.

53. Bringans R.D. Scanning Tunneling Microscopy Studies Gf Semiconductor Surface Passivation / R.D. Bringans, D.K. Biegelsen , J.E. Nothrup//Jpn. J. Appl. Phys. -1993. -V.32, №3B. -P.1484-1492.

54. Li D. Reconstruction structure at Ga2Se3/GaAs epitaxial interface/ D. Li, Y. Nakamura, N. Otsuka// J.Cryst.Growth. -1991, №. 111. -P. 1038-1042.

55. Tamotsu O. Control of Arrangement of Native Gallium Vacancies in Ga2Se3 on (100)GaAs by Molecular Beam Epitaxy/O. Tamotsu, T. Tsuyoshi, Y. Akira// Jpn. J. Appl. Phys. Pt.l. -1995.-V.34, № 11. -P. 5984-5988.

56. Reflection high-energy electron diffraction and photoemission spectroscopy study of GaAs(OOl) surface, modified by Se adsorption/ T. Smireca et al.// Phys. Rev. B. -1992.-V. 45.-P. 8498-8505.

57. Takatani S. Reflection high-energy electron diffraction and photoemission spectroscopy study of GaAs (001) surface modified by Se adsorption/ S. Takatani, T. Kikawa, M. Nakazawa// Phys. Rev. B. -1992. -V. 45, N. 15. -P.8498- 8505.

58. Kampen T.U. Surface properties of chalcogen passivated GaAs(100)/T.U. Kampen, D.R.T. Zahn, W. Braun// Appl. Surf. Sei. -2003. -V. 212-213. -P.850-855.

59. Gundel S. An ab initio study of Se-reacted GaAs(OOl) surfaces/ S. Gundel, W. Spahn, W. Faschinger// J. Cryst. Growth. 1998. -V. 184-185. -P.80-84.

60. Atomic geometry and electronic states on GaAs(l ll)A-Se(2V3x2V3); K. Chuasiripattana, R. H. Miwa, G.P. Srivastava; Surface Science. 2004. - V. 566-568. - P. 909-915.

61. Structure of Se-adsorbed GaAs(l 1 l)A-(2V3x2"V3)-R30° surface; Akihiro Ohtake, Phys. Rev. В 59, 8032 8036 (1999).

62. M. В. Лебедев, M. Shimomura, Y. Fukuda. Реконструкция поверхности InSb(lll)A при адсорбции серы // Физика и техника полупроводников. 2007, том 41, вып. 5.

63. Grazhulis V.A. Some recent results on low-temperature studies of cleaved Si and Ge surfaces/ V.A. Grazhulis //Surf. Sei. -1986. -V. 168. -P. 16 -27.

64. Миленин B.B. Переходный слой поверхностно барьерных структур на Si и GaAs/ B.B. Миленин, P.B. Конакова// Петербургский журнал электроники. -2003.- №2. -С. 13-26.

65. Fundamental studies of III-V surfaces and III-V oxide interface/ W.E. Spicer et al. // Thin Solid Films. -1979. -V.56, № 1/2. -P. 1-19.

66. Unified mechanism for Shottky barrier formation and III-V oxide interface states// W.E. Spicer et al.// Phys. Rew. Lett. -1980. -V. 44, № 6. -P. 420-423.

67. Brundle C.R. Oxygen interaction with GaAs surfaces: an XPS/UPS study/ C.R. Brundle, D. Seybold// J. Vac. Technol. -1979. -V. 16, № 5. -P. 11861190.

68. Childs K.D. Species-specific densities of states of Ga and As in the chemisorption of oxygen on GaAs (110)/ K.D. Childs, M.G. Lagally //Phys. Rev. B. -1984. -V. 30, № 10. -P. 5742-5752.

69. The surface electron structure of III-V compounds and the mechanism of Fermi level pinning by oxigen (passivation) and metal (Schottky barrier)/ W.E. Spicer et al.// Surface Sci. -1979. -V.86. -P.763-768.

70. Kirchner P.D. Oxide layers on GaAs prepared by thermal, anodic and plasma oxidation in-depth profiles and annealing effects// P.D. Kirchner, A.C. Warren// Thin Solid Films. -1979. -V. 56. -P. 63-73.

71. Oxide passivation of photochemically unpinned GaAs/ P.D. Kirchner, et al. // J. Electrochem. Soc. 1988. -V. 135, № 7. -P. 1822-1824.

72. Chang C.C. Chemical preparation of GaAs surfaces and their characterization by Auger-electron and X-ray photo-emission spectroscopies/ C.C. Chang, P.H. Citrin, B. Schwartz.// J. Vac. Sci. Technol. -1977. -V. 14. №4. -P. 943-952.

73. Citrin P.H. Atomic geometry of cleavage surfaces of tetrahedrally cootdinated compound semiconductors// J. Vac, Sci. Technol.// P.H. Citrin, B. Schwartz/- 1976. -V. 13, № 4. -P. 761-768.

74. В.И. Белый /Химия поверхности полупроводников AmBv// Проблемы электронного материаловедения. Новосибирск: Наука, 1986, с. 168

75. Ow K.N., Wang X.W. // Phys. Rev. В. 1996. Vol.54.N 24.P. 1766117666.

76. Ohno Т., Shiraishi К. // Phys. Rev. В. 1990. Vol.42. N 17.P. 11941197.

77. Ren S.-F., Chang Y.-C. // Phys. Rev. B. 1990. Vol.41.N 11.P. 77057712.

78. D. Paget, J. E. Bonnet, V.L. Berkovits, P. Chiaradia, J. Avila. Phys. Rev. В 53, 4604 (1996).

79. V.L. Berkovits, V.P. Ulin, D. Paget, J.E. Bonnet, T.V. L'vova, P. Chiaradia, V.M. Lantratov. J. Vac. Sei. Technol. A 16, 4, 2528 (1998).

80. H. Sagahara, M. Oshima, H. Oigava, H. Shigekava, Y. Nannichi. J. Appl. Phys. 69, 4349(1991).

81. И.В. Седова, T.B. Львова, В.П. Улин, C.B. Сорокин, A.B. Анкудинов, В.Л. Буковиц, С.В. Иванов, П.С. Копьёв. ФТП 36, 1, 59 (2002).

82. T.V. L'vova, I.V. Sedova, V.P. Ulin, S.V. Sorokin, V.A. Solov'ev, V.L. Berkovits, S.V. Ivanov. Vacuum 57, 2, 163 (2000).

83. Sandroff C.J. Pramatic enhancement in the gain of a GaAs/GaAlAs heterostructure bipolar transistor by surface chemical passivation/ C.J. Sandroff, R.N .Nottenburg, J.C. Bischoftf/ Appl. Phys. Lett. -1987. -V. 51, N 1. -P.33-35.

84. Yablonovich E. Nearly ideal electronic properties of sulfide coated GaAs surfaces/ E. Yablonovich, C.J Sandroff., R. Bhat// Appl.Phys.Lett. -1987.-V. 51, N6.-P. 439-441.

85. Sandroff C.J.Electronic passivation of GaAs surfaces through the formation of arsenic-sulfur bands/ C.J Sandroff., M.S. Heyde, L.A. Farrow// Appl. Phys. Lett. -1989. -V. 54, N 4. -P. 362-364.

86. Carpenter M.S. Effect of Na2S and (NH^S edge passivation treatments on the dock current voltage characteristics of GaAs pn diodes/ M.S. Carpenter, M.R. Melloch// Appl. Phys. Lett. -1988-V. 52.-P. 2157-2159.

87. Carpenter M.S. Schottky barrier formation on (NH4) S2-treated n- and p-type (100) GaAs/ M.S.Carpenter, M.R. Melloch, Т.Е. Dungan // Appl. Phys. Lett. -1988. V. 53, № 1. -P.66-68.

88. Min-Gu Kang. Surface preparation and effective contact formation for GaAs surface/ Min-Gu Kang, Hyung-Ho Park// Vacuum. -2002. -V.67, 1.1. -P.91-100.

89. Бессолов B.H. Пассивация GaAs в спиртовых растворах сульфида аммония/ В.Н. Бессолов, Е.В. Коненкова, М.В. Лебедев, D.R.T. Zahn/ ФТП. -1997. -Т. 31, №11. -С.1350-1356.

90. Бессолов В.Н. Сравнение эффективности пассивации GaAs из растворов сульфидов натрия и аммония/В.Н. Бессолов, Е.В. Коненкова, М.В. Лебедев//ФТТ. -1997. -Т. 39, №1. -С.63-66.

91. Konenkova E.V. Modification of GaAs(100) and GaN(0001) surfaces by treatment in alcoholic sulfide solution/ E.V. Konenkova// Vacuum. -2002. -V.67,1.1. -P.43-52.

92. Сульфидная пассивация поверхности полупроводников А3В5: роль заряда иона серы и реакционного потенциала раствора/ В.Н. Бессолов и др. //ЖТФ. -1998. -Т. 68, №8. -С.116-119.

93. Ji-Wan Kim. A study on the structural distribution of Se-passivated GaAs surface/ Ji-Wan Kim, Seung-Hoon Sa, Min-Gu Kang// Thin Solid Films. -1998. -V.332,1.1-2. -P. 305-311.

94. Seung-Hoon Sa. The comparative analysis of S and Se in an (NH4)2(S,Se)lj08-treated GaAs(100) surface/ Seung-Hoon Sa, Min-Gu Kang, Hyung-Ho Park // Surface and Coating Technology. -1998. -V. 100-101. -P. 222228.

95. Belkovich S. GaAs surface chemical passivation by (NH4)2S+Se and effect of annealing treatment/ S. Belkovich, C. Aktik, H. Xu// Solid-State Electronics. -1996. -V. 39,1.4. -P.507-510.

96. Meskinis S. Effect of selenious acid treatment on GaAs Schottky contacts/ S. Meskinis, S. Smetona, G. Balcaitis// Sem. Sci. Technol. 1999. -V. 14. -P. 168-172.

97. Effect of SeS2 treatment on the surface modification of GaAs and adhesive wafer bonding of GaAs with Silicon/ P. Premchander et al.// J. Cryst. Growth. -2004. -V. 263,1. 1-4. -P. 454-458.

98. Islam А. В. M. O. Passivation of GaAs surface by GaS/ А. В. M. O. Islam, T. Tambo, C. Tatsuyama// Vacuum. -2000. -V. 59,1.4.-P.894-899.

99. Scimeca T. Surface chemical bonding of selenium-treated GaAs(ll 1)A, (100) and (111)В/ Т. Scimeca, Y. Watanabe, R. Berrigan.// Phys. Rev. B.-1992. -V. 46, 10201-10206.

100. Takatani S. Reflection high-energy electron diffraction and photoemission spectroscopy study of GaAs (001) surface modified by Se adsorption/ S. Takatani, T. Kikawa, M. Nakazawa// Phys. Rev. B. -1992. -V. 45, N. 15. -P.8498- 8505.

101. Chambers S.A. Structure, chemistry and band bending at Se-passivated GaAs(OOl) surface/ S.A. Chambers, V.S. Sundaram// Appl. Phys. Lett. -1990. -V. 57,1.22. -P.2342-2344.

102. Massies J. Monocrystalline aluminum ohmic contact to n-GaAs by H2S adsorption/ J. Massies, J. Chaplart, M. Laviron// Appl. Phys. Lett. -1981. -V. 38, №9. -P. 693-695.

103. Feng P.X. Surface and bulk properties of GaAs(OOl) treated by Se layers/ P.X. Feng, J.D. Riley, R.G.G.Leckty// Surf. Sci. -2000. -V.468. -P. 109121.

104. Feng P.X. Surface, interface and bulk properties of GaAs(lll)B treated by Se layers/ P.X. Feng, J.D. Riley, R.G.G. Leckty// J. Phys. D: Appl. Phys. -2001. -V.34. -P.678-682.

105. Formation of a Me/GaAs heterocontact with an intermediate layer of gallium selenide/B.I. Sysoev et al.//Phis. Stat. Sol.(a). 1992. V.129. -P.207-212.

106. Электронные состояния в приповерхностной области арсенида галлия, обработанной в парах селена с мышьяком / Н. Н. Безрядин и др.// ФТП. -1999. -Т. 33, №. 6. -С. 79-81.

107. Н. Oigawa, J.F. Fan, Y. Nannichi, H. Sugahara, M. Oshima. Jpn. J. Appl. Phys. 30, L 322 (1991).

108. Y. Fukida, Y. Suzuki, N. Sanada, M. Shimomura, S. Nasuda. Phys. Rev. В 56, 1084 (1997).

109. D.Y. Petrovykh, M.J. Yang, L.J. Whitman. Surf. Sci. 523, 231 (2003).

110. Chemical and electronic properties of sulfur-passivated InAs surfaces, D.J. Petrovykh, M.J. Yang, L.J. Whitman, Surface Science, vol.523, issue 3, 20 January 2003, p. 231-240.

111. Заславский А.И., Сергеева B.M. ФТТ, 1960, т.2, №2, стр. 112.

112. Вайполин А.А., Григорьева B.C. Сб. «Исследования по полупроводникам. Новые полупроводниковые материалы». Изд-во «Картя Молдовеняскэ», Кишинёв, 1964, стр.77.

113. Палатник Л.С., Белова Е.К., Козьма А. А. ДАН СССР, 1964, т. 159, № 1,р. 362.

114. Атрощенко Л.В., Гальчинецкий Л.П., Кошкин В.М., Палатник Л.С. «Известия АН СССР», Неорганические материалы, 1965, т.1, №12, стр. 2140.

115. Палатник Л.С., Атрощенко Л.В., Гальчинецкий Л.П., Кошкин В.М. ДАН СССР, 1965, т. 165, стр. 809.

116. Палатник Л.С., Белов Е.К. «Известия АН СССР», Неорганические материалы, 1965, т.1, №2, стр. 1983.

117. Жузе В.П., Сергеева В.М., Шелех А.И. ФТТ, 1960, т.2, №11, стр.2858.

118. Suchet J. P. J. Phys. Chem. Solids., 1962, v. 23, №1/2, p. 19.

119. Палатник Л.С., Кошкин B.M., Комник Ю.Ф. Сб. «Химическая связь в полупроводниках и твёрдых телах». Изд-во «Наука и техника», 1965, стр. 301.

120. JI.C. Палатник, В.М. Кошкин, Е.К. Белова, Е.И. Рогачёва. «Соединения переменного состава», изд. «Химия», М.-Л., 1969, с. 434-455.

121. J. Jasinski. / Crystal structure of k-In2Se3// J. Jasinski, W. Swider, J.Washburn, Z. Liliental-Weber, A. Chaiken, K. Nauka, G. A. Gibson, C.C. Yang.

122. C.H. de Groot. / Growth and characterization of a novel In2Se3 structure // C.H. de Groot, J.S. Moodera. J. Appl. Phys. v. 89, n. 8 (2001).

123. Shinichiro Takatani. /Evidence of Ga2Se3-related compounds on Se-stabilized GaAs surfaces// Shinichiro Takatani, Asao Nakano, Kiyoshi Ogata, Takeshi Kikawa. Jpn. J. Appl. Phys. vol. 31 (1992) pp. L458-L460.

124. Investigation into the crystal structure of gallium-selenide nanowires. Alison Hatt. Department of Physics, University of Washington. Research Experience for Undergraduates Program, 2004.

125. Heteroepitaxy of gallium-selenide on Si(100) and (111): New silicon-compatible semiconductor thin films for nano structure formation. Taisuke Ohta. University of Washington. Presentations, 2004.

126. Taisuke Ohta. Intrinsic vacancy-induced nanoscale wire structure in heteroepitaxial Ga2Se3/Si(001). Taisuke Ohta, D.A. Schmidt, Shuang Meng, A. Klust. Phys. Rev. Lett. 94, 116102 (2005).

127. S. Marsillac. / A new simple technique to obtain In2Se3 polycrystalline thin films // S. Marsillac, J.C. Bernede, R. Le Ny, A. Conan. Vacuum. Vol. 46, Iss. 11 (1995), p. 1315-1323.

128. И.В. Бондарь. / Электрические свойства монокристаллов In2Se3 и фоточувствительность барьеров Шоттки Al/In2Se3// И.В. Бондарь, Г.А. Ильчук, Р.Ю. Петрусь, В.Ю. Рудь, Ю.В. Рудь, М. Сергинов. ФТП, 2009, т. 43, вып. 9, стр. 1179-1182.

129. С. Tatsuyama / Substrate orientation dependence of the growth of GaSe thin films on GaAs // C. Tatsuyama, H. Nishiwaki, K. Asai, K.K. Lim, T. Tambo, H. Ueba. Applied Surface Science, v. 117-118, 1997, p. 523-529.

130. Т. Izumi / Ga—Se films grown on a GaAs(OOl) surface at high temperature using a thermal evaporation of GaSe // T. Izumi, H. Nishiwaki, T. TamboC. Tatsuyama. Applied Surface Science, v. 104-105, 1996, p. 570-574.

131. Физико-химические свойства полупроводниковых веществ. Справочник. Коллектив авторов. М.: Наука, 1979. 339 с.

132. JCPDS-ICDD, 1995, PDF-2 Sets 1-45 database, Newton Square, Pa 19073, USA, card № : 08-0387, 44-931, 44-1012, 20-0492, 34-0455, 20-0494, 341279, 20-0493, 34-1313, 23-0294, 32-389, 5-724.

133. A.B. Буданов, E.A. Татохин, В.Д. Стрыгин, Е.В. Руднев // Новые модификации In2Se3 и Ga2Se3, полученные при взаимодействии подложек InAs и GaAs с селеном. Неорганические материалы, 2009, т. 45, № 10, с. 1-5.

134. Контролируемое травление эпитаксиальных слоев GaAs и твердых растворов GaixAlxAs и его применение в интегральной оптике/ Ж.И. Алферов и др. // ЖТФ. -1975. -Т. 45, Вып. 12. -С. 2602-2606.

135. Луфт Б.Д. Физико-химические методы обработки поверхности полупроводников/Под ред. Б.Д. Луфт.- М.: Радио и связь, 1982. 136с.

136. Piotrowska A. Methods of surface preparation for some A3Bs semiconductor compounds// A. Piotrowska, E. Kaminska, A. M. Kaminska// Electron Technol. -1984. -V. 14, № 1-2. -P. 3-24.

137. Антюшин В.Ф. Химическое травление полярных плоскостей арсенида галлия в сернокислом травителе// В.Ф. Антюшин, Т.А. Кузьменко, В.Д. Стрыгин// Полупроводниковая электроника: Межвузовский сборник научных трудов. Воронеж: ВГПИ. -1985. С. 11-15.

138. Baruchka I. Chemical etching of (100) GaAs in a sulphuric acid-hydrogen peroxide-water system/ I. Baruchka, I. Zubel// J. of Mater. Sci. -1987. -V. 22, №4. -P. 1299-1304.

139. Saletes A. Morphology of GaAs and InP(OOl) substrates after different preparation procedures prior to epitaxial growth/ A. Saletes, P. Turco, J. Massies//J. Electrochem. Soc.-1988. -V. 135, № 2. -P. 504-509.

140. Chemical etching of {111} surfaces of GaAs crystals in H2SO4-H2O2-H20 system// S. Sugawara, K. Saito, J. Yamauchi// Jpn. J. Appl. Phys. -2001. -V. 40. P.l, № 12. -P. 6792-6796.

141. Waldrop J. Influence of S and Se on the Shottky-barrier height and interface chemistry on Au contacts/ J. Waldrop// J. Vac. Sci. Technol. B.-1985.-V. 3,1.4.-P. 1197-1985.

142. B. J. Skromme, C. J. Sandroff, E. Yablonovich, T. J. Gmitter. Appl. Phys. Lett., 51,2022(1987).

143. Брудный B.H., Гриняев C.H., Колин Н.Г. // Изв. Выс. Уч. зав. сер.(Физика). 2003. №6. С. 59-65.

144. Nannichi Y., Fan J., Oigawa H., Кота А. // Jap. J. Appl. Phys. 1988.V.27. №12. P. L2367-L2369.

145. Sandroff C.J., Heyde M.S., Farrow L.A. // Appl. Phys. Lett. 1989. V. 54. № 4. P. 362-364.

146. Сысоев Б.И., Стрыгин В.Д., Котов Г.И. // Письма в ЖТФ. 1990. Т. 16. №9. С. 22-26.

147. Торхов Н. А. // ФТП. 2003. Т. 37. В. 10. С.1205-1213.

148. В.И. Белый / Проблемы электронного материаловедения. -Новосибирск: Наука, 1986. С. 29-40.

149. В.И. Белый, В. Р. Белослудов // Современные проблемы физической химии поверхности полупроводников. Новосибирск: Наука, 1988. С. 43-90.

150. Hwang J. S., Chang C.C., Chen M.F., Chen C.C. //Journal of Physics D: Applied Physics. 2003. V. 1. № 1. P. 348-353.

151. Кошкин B.M. // Некоторые вопросы химии и физики полупроводников сложного состава, Ужгород, 1970. С. 26-35.

152. Б.JT. Агапов, H.H. Безрядин, . C.B. Кузубов и др. Электронномикроскопическое исследование наноразмерных структур GaAs(100)/(Ga2Se3)/GaAs / Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2007, № 12, с. 62-65.

153. H.H. Безрядин, Г.И. Котов, C.B. Кузубов и др. Пассивация поверхности арсенида галлия халькогенидом галлия / Письма в ЖТФ, 2008, т.34, № 10, с.47-52.

154. H.H. Безрядин, A.M. Самойлов, Т.В. Прокопова, C.B. Сизов. Вестник ВГТУ, сер. «Материаловедение», 1.11, 47 (2002).

155. Гоулдстейн Дж. Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ.: В 2-х книгах. Книга 1. Пер. с англ/ Дж. Гоулдстейн, Д. Ньюбери, П. Эчлин и др.. М.: Мир, 1984. - 303 с.

156. Формирование наноструктур в системе Ga2Se3/ GaAs/ H.H. Безрядин, . .A.A. Стародубцев и др.// ФТП. 2005. - Т. 39, вып. 9. - С. 10251029.

157. Уэстон Дж. Техника свервысокого вакуума. Пер. с англ./ Дж. Уэстон. М.: Мир, 1988, с.365.

158. Фистуль В.И. Физика и химия твёрдого тела в 2 томах / В.И. Фистуль. -М.: Металлургия. 1995.Т.2. С.320.

159. Фистуль В.И. Атомы легирующих примесей в полупроводниках / В.И. Фистуль. М.: Физматлит. 2004. С.431.

160. Романовский Б.В. Основы химической кинетики / Б.В, Романовский. М.: Экзамен. 2006. С.415.

161. Shen J.Y., Chatillon С. // J. of Crystal Growth. 1990. V.106. P.543552.

162. Штабнова В.Л., Кировская В.А. // Неорганические материалы. 1989. Т.25. №2. С.207-211.

163. Кинетика и механизм образования наноструктур селенидов Am2BVI3 на поверхности полупроводников GaAs и InAs/H.H. Безрядин, Г.И.

164. Котов, C.B. Кузубов и др. // Конденсированные среды и межфазные границы, 2010, т. 12, №1, с. 28-35.

165. Образование наноостровков и пленок селенида галлия на поверхности GaAs, обработанной в парах селена/ H.H. Безрядин, . A.A. Стародубцев и др. // Конденсированные среды и межфазные границы. -2004. Т. 6, №3. - С. 225-228.

166. Компьютерные технологии для обработки физического эксперимента/ H.H. Безрядин и др.// Современные проблемы механики и прикладной математики. Сборник трудов международной школы-семинара.-Воронеж, 2005.-Ч.1.-С. 48.

167. Структурно-фазовые превращения поверхности GaAs(100) и InAs(lOO) в процессе взаимодействия с селеном/ Г.И. Котов, C.B. Кузубов, Б.Л. Агапов // Межвузовский сборник научных трудов. ВГТУ. «Твёрдотельная электроника и микроэлектроника», 2009, С. 52-58.

168. H.H. Безрядин, Г.И. Котов, C.B. Кузубов, Б.Л. Агапов. Наноразмерный слой фазы Am2BVI3(lll) с упорядоченными вакансиями катиона на GaAs(lll) и InAs(lll). / Кристаллография, 2010, т.55, № 5, с.896-899.

169. Jacobi К., Muschwitz C.V., Ranke W. // Surf. Sei. 1979. V. 82. № 1.1. P.270.