Структурные и оптические характеристики эпитаксиальных пятикомпонентных твердых растворов в гетероструктурах на A3B5 тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

005537826

На правах рукописи

Терновая Вера Евгеньевна

СТРУКТУРНЫЕ И ОПТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭПИТ АКСИАЛЬНЫХ ПЯТИКОМПОНЕНТНЫХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ В ГЕТЕРОСТРУКТУРАХ НА А3В5

01.04.10. - Физика полупроводников

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

1 ноя ¿ш

Воронеж - 2013

005537826

Работа выполнена в Воронежском государственном университе

Научный руководитель: доктор физико - математических наук, доцент

Середин Павел Владимирович

Официальные оппоненты: Безрядин Николай Николаевич

доктор физико-математических наук, профессор, Воронежский государственный университет инженерных технологий, заведующий кафедрой физики

Овчинников Олег Владимирович доктор физико-математических наук, профессор, Воронежский государственный университет, заведующий кафедрой оптики и спектроскопии

Ведущая организация: Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе

РАН, г. Санкт-Петербург

Защита состоится 5 декабря 2013 г. В 15— на заседании диссертационного совета Д. 212.038.10 при Воронежском государственном университете по адресу: 394006, г. Воронеж, Университетская площадь, 1, ВГУ, физический факультет, ауд. 428

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного университета.

Автореферат разослан «31» октября 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Маршаков Владимир Кириллович

7

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

♦ Актуальность темы. Исследование и диагностика гетероструктур на основе пя-тикомпонентных твердых растворов (ТР) А1хОау1п | .^А^Р | _2/ОаА$( 100) и четверных ТР, легированных кремнием А1„Оа |_хАз, _уРу: Э ¡/йаЛ5( 100) является перспективным направлением исследований в области физики полупроводников, поскольку твердые растворы на основе полупроводниковых соединений А3В5 находят широкое применение в современной электронной технике, интегральной оптике и оптоэлектронике.

Наиболее успешно квантовые структуры используются для создания гетеролазеров и транзисторов. Применение гетероструктур с квантовыми ямами и сверхрешетками в полупроводниковых лазерах позволяет снизить пороговые токи и использовать более короткие волны излучения, что повышает быстродействие, снижает энергопотребление оптоволоконных систем.

Свойства бинарных соединений А3В5, в том числе их спектры фундаментального оптического поглощения, изучены довольно хорошо и представлены в ряде обзоров и справочников. Однако, для многокомпонентных твердых растворов экспериментальные данные ограничены не только узким кругом исследованных материалов, но и их составов.

Кроме того, изготовление кристаллической многокомпонентной структуры из сверхтонких слоев является необычайно сложной технологической задачей. Тем не менее, непрерывный прогресс таких методов тонкопленочной технологии, как молекулярно-лучевая эпитаксия, разложение металлорганических соединений в реакторе (МОС-гидридная эпитаксия) делают возможным создание высококачественных гетероструктур в системах типа А!хОау1П|.х.уА<>2Р1_2/ОаА5(100) и А^Са^АБ^Ру^ОаАБООО) с хорошо согласующимися постоянными решетки, имеющими требуемые профили потенциала и распределения примесей и фактически бездефектные границы раздела.

Несмотря на теоретическую возможность практически полного согласования параметров между эпитаксиальным слоем и подложкой в гетеростуктурах, часто в реальных технологических условиях эти параметры оказываются несколько рассогласованными, что приводит к возникновению в пленке внутренних напряжений. Поэтому большой интерес представляет изучение атомного и электронного строения гетероструктур в зависимости от соотношения элементов в составе твердых растворов и возможность полного согласования параметров пленки и подложки для многокомпонентных ТР на основе А3В5, а также проблема влияния легирования кремнием на фундаментальные свойства гетероструктур.

♦ Цель работы. Установление закономерностей влияния состава и структурных характеристик на оптические свойства полупроводниковых гетероструктур А3В5 на основе многокомпонентных твердых растворов А1 хОау1п! _х.у Аз2Р | _Д}аА 5( 100) и четверных твердых растворов А1хйа|.хАв|,уРу:81/ОаА5( 100), высоколегированных кремнием, на основе комплексных исследований методами рентгеновской дифракции, растровой электронной и атомно-силовой микроскопии, рентгеновского микроанализа, Рамановской и фотолюминесцентной спектроскопии.

♦ Основные задачи исследования:

1) определение параметров решетки пятикомпонентных твердых растворов и степени их согласования с параметрами подложки в гетероструктурах А1хОау1П|.х.уАя2Р|. ¡ЛЗаАзООО)

2) определение влияния легирования кремнием четверных твердых растворов А1хОа|_хА5|.уРу:81/(ЗаА5(100) на степень согласования их параметров с параметрами подложки СаАэ (100) методом высокоразрешающей рентгеновской дифракции;

3) получение данных о морфологии поверхности и элементном составе эпитакси-альных пленок многокомпонентных ТР методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) с использованием микроанализа (МА);

4) изучение особенностей спектров отражения многокомпонентных гетероструктур в области фононного резонанса методом ИК-спектроскопии;

5) получение данных о межатомном взаимодействии и энергетическом спектре методом Рамановской спектроскопии;

6) исследование фотолюминесцентных (ФЛ) свойств образцов многокомпонентных гетероструктур для определения их энергетического спектра.

♦ Объекты и методы исследования. В работе исследовались гетероструктуры, полученные методом МОС-гидридной эпитаксии на установке ЕМССЖЕ вБ 3/100 с вертикальным реактором и высокой скоростью вращения подложкодержателя, на подложках ОаА5(ЮО) марки АГЧТ, легированных теллуром ~1018 см"3, в Лаборатории «Полупроводниковой люминесценции и инжекционных излучателей»:

1) гетероструктуры на основе пятикомпонентных твердых растворов А^ОауТп^уА^Р^г;

2) гетероструктуры на основе тройных твердых растворов А1хОа|.хА5, полученные в области составов с х~0.20 - 0.50 и легированные атомами фосфора и кремния с высокими концентрациями.

Анализ влияния эффектов легирования высокими концетрациями на свойства многокомпонентных ТР производился методами, позволяющими получать прямые данные о структуре, оптических характеристиках, морфологии и энергетическом спектре. В работе использовался комплекс структурных и спектроскопических методов, таких как рентгеновская дифрактометрия, сканирующая электронная и атомно-силовая микроскопия, а также Рамановская и ИК-спектроскопия. Используемые методы являются прямыми, неразруша-ющими и позволяют получить полную информацию об атомном и электронном строении и свойствах новых материалов.

♦ Научная новизна определяется тем, что:

1) Впервые в МОС-гцдридных гетероструктурах А1хОау1п1.х.уА52Р1.2/ОаА5(ЮО) обнаружен частичный распад ТР при значениях х -0.40 , с образованием фазы, обладающей наибольшими параметрами решеток в данной системе (~5.70 А), наряду с основной фазой (пятикомпонентным ТР) со средним параметром -5.65 А, близким к параметру подложки.

2) Впервые законы Вегарда и Куффала в линейном приближении использованы дня уточнения составов пятикомпонентных ТР с учетом экспериментальных значений параметров решеток и энергетических характеристик спектров ФЛ.

3) Впервые в Рамановских спектрах гетерострукгур AlxGaUxAsbyPy:Si/GaAs(100), легированных кремнием, обнаружена мода Si-As, доказывающая внедрение атомов кремния в металлическую подрешетку А3В5 наряду с атомами Al и Ga.

♦ Практическое значение результатов работы заключается в определении оптимальных технологических условий получения многокомпонентных гетерострукгур типа А В на подложке GaAs (100) на основе комплексного подхода их диагностики, с использованием методов рентгеноструктурного анализа, Рамановской спектроскопии, фотолюминесценции, растровой электронной микроскопии, атомно-силовой микроскопии, которые позволяют получать основные характеристики гетерострукгур - параметры кристаллической решетки ТР, механические напряжения, возникающие в системе пленка / подложка, атомный состав и оптические свойства.

Полученные автором результаты внедрены и активно используются в технологических процессах роста гетерострукгур в Лаборатории полупроводниковой люминесценции и инжекционных излучателей ФТИ им. А.Ф. Иоффе, а также в учебном процессе на кафедре Физики твердого тела и наноструктур Воронежского государственного университета.

♦ Теоретическая значимость работы состоит в том, что полученные результаты расширяют фундаментальные представления об образовании новых фаз в составе многокомпонентных твердых растворов на основе полупроводниковых соединений А3В5.

♦ Достоверность полученных результатов обеспечивается использованием современной экспериментальной техники, применением современных и независимых методов обработки дагашх и воспроизведением обнаруженных эффектов в ряде зарубежных авторов. Достоверность созданных компьютерных моделей подтверждается использованием современного программного обеспечения, а также согласованностью с имеющимися экспериментальными данными.

♦ Научные положения, выносимые на защиту.

1) значения параметров кристаллических решеток и коэффициентов деформации пя-тикомпоненгных твердых растворов в гетероструктурах AlxGayIri|.x.yAszP|yGaAs(100);

2) методика уточнения составов пятикомпонентных ТР в приближении линейных законов Вегарда и Куффала с использованием экспериментальных значений параметров решеток и энергетических характеристик спектров ФЛ;

3) образование наноразмерных неоднородностей на поверхности гетерострукгур

A lxGayTn i x.yASjPi .^GaAsí 100) при частичном распаде пятикомпонентных твердых растворов со значениями х~0.40;

4) внедрение атомов кремния в металлическую подрешетку ТР AlxGa1.xAsi.yPy:Si с образованием связей Si-As.

♦ Личный вклад автора. Настоящая работа выполнена на кафедре Физики твердого тела и наноструктур Воронежского госуниверситета и проводилась в соответствии с планом научно-исследовательских работ кафедры, а также грантов РФФИ. Все включенные в диссертацию данные получены лично автором или при его непосредственном участии. Автором осуществлено обоснование метода исследования и проведены экспериментальные исследования.

Совместно с научным руководителем проведен анализ и интерпретация полученных результатов.

♦ Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены в виде докладов и обсуждались на следующих конференциях:

► V Всероссийской конференции «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах», (ФАГРАН-2010), Воронеж, 2010;

► Всероссийской молодёжной научной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике, Санкт Петербург, 2006 г.;

► 12 Всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике : Санкт-Петербург — 2010;

► llth International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures, St. Petersburg, Oct. 3-7, 2011

► Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Проведение научных исследований в области индустрии наносистем и материалов» (Белгород, 2009);

► XVII Международной молодежной конференции «Ломоносов» (Москва, 2007)

♦ Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 печатных работах, в том числе 7 из списка рекомендованных ВАК

♦ Объем и структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав и заключения с выводами, изложенных на 134 страницах машинописного текста, включая 33 рисунка, 11 таблиц и список литературы из 94 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении к диссертации обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи работы, ее научная новизна, практическая и теоретическая значимость полученных результатов и научные положения, выносимые на защиту. Даны сведения о публикациях и апробации работы.

В первой главе приводится обзор литературы, в котором изложено современное состояние вопроса о фундаментальных свойствах полупроводниковых твердых растворов на основе А3В5, а также рассмотрены современные методы эпитаксиального роста многокомпонентных твердых растворов в гетероструктурах на А3В5. Обсуждается возможность полного согласования параметров пленки и подложки в многокомпонентных твердых растворах, а также проблема влияния легирования кремнием на фундаментальные свойства гетероструктур.

Во второй главе обсуждается обоснование выбора исследуемых гетероструктур и приводятся их характеристики, описаны параметры исследованных образцов, распределенных по сериям, в зависимости от вида гетероструктуры и типа твердого раствора.

В этой же главе кратко изложены физические основы методов рентгеноструктур-ного анализа, Рамановской спектроскопии, фотолюминесценции, растровой электронной микроскопии, атомно-силовой микроскопии, которые использовались в работе для полу-

чения фундаментальных характеристик гетероструктур - параметров кристаллических решеток ТР, механических напряжений, возникающих в системе пленка / подложка, атомного состава и оптических свойств.

В третьей главе представлены результаты исследований состава, параметров и внутренних напряжений пятикомпонептных твердых растворов в гетероструктурах А 1хОау 1п, _х.уА82Р [ УОМ^ 100) методами рентгеноструктурного анализа на основе моделирования сложной формы рентгеновских отражений от многокомпонентных гетероструктур; приведены результаты микроскопических исследований поверхности гетероструктур методами РЭМ и АСМ, а также результаты исследований межатомных связей в ТР методами Рамановской спектроскопии и ИК-спектроскопии. Обсуждается влияние структурных характеристик на фотолюминесцентные спектры многокомпонентных гетероструктур.

Методом рентгеновского микроанализа с использованием приставки к электронному микроскопу 1ЕОЬ уточнены концентрации элементов, входящих в состав пятикомпонентных твердых растворов А1хОау1п]_х_уА82Р1_2.

Изучение структурного качества исследуемых в работе образцов гетероструктур, определение величин и согласования параметров кристаллической решетки ТР с параметрами подложки, проведено с помощью разложения и моделирования сложных профилей дифракционных линий (600) в интервале Брегговских углов 139-146°. Точность определения межплоскостных расстояний и параметров решетки составляла ~0.0001 А. На рисунке 1 ,а - 1 ,с1 сплошной линией приведены экспериментальные профили рентгеновской дифракции от эпитаксиальных гетроструктур А1хОау1П|_х. уА52Р|.гЛЗаА5 (100).

На вкладках рис. 1 приведена малоинтенсивная дифракция (600) от дополнительной фазы, обнаруженной нами в составе пятикомпонентного твердого раствора А1хОау1п!. х.уАБгР^ со средним параметром решетки а=5.70 А, превосходящим параметры всех пятикомпонентных ТР.

Разделение дублетов и моделирование профилей дифракции проводили по разработанной нами методике с помощью программного пакета SigmaPlot 10, позволившего минимизировать погрешности, используя различные аналитические функции. Результаты моделирования приведены на том же рисунке 1 ,а - 1Д

По результатам разложения уточнены углы брегговской дифракции и межплоскостные расстояния для компонент гетероструктур.

Величина параметра кубической решетки твердых растворов av с учетом упругих напряжений в гетероэпитаксиалыюм слое в соответствии с линейной теорией упругости рассчитывалась из соотношения: „ и 2и

а"=а -+ ап--т

1 + и 1 + и

где V - коэффициенты Пуассона для эпитаксиальных слоев, сА- и я' - перпендикулярная и параллельная составляющие параметра решетки. Выражения для параметра решетки пятикомпонентных ТР А1хОау1п1.х.уА52Р|_2 записываются в виде:

= а.

^ VAl,Gayhx_x_yAs.Pi_.

1 + VAlxGaJnl_I_,As!Pl-,

а,

2имг , ЛР (2)

'GaAs~T~

1 + UAI,GayIni.x_yAs.Pl-1

Параметры решеток пятикомпонентных TP различных составов рассчитывались в соответствии с соотношением (3), полученным в приближении линейного закона Вегарда, вначале через параметры тройных, а затем через параметры бинарных соединений А3В5

аА11СаМ.,^А-! ~ Х " aAIAs!Pl.1 + У ' "GÜAsA-, + П ~ * ~ ^ " =

= а,„Р + х• (амр -aInP) + y(aGaP-alaP) + z-(ahAs-aInP) +

+ fa Aiа, + аыр - a Aip -a,„J + yz- (aGaAs + a,„p - aMs - aGaP) = (3)

= 5.8687-0.4387-jt-0.4182-j> + 0.1896-Z + 0.0414-x-z + + 0.013l5-y-z

Были использованы следующие значения параметров решетки бинарных соединений из базы данных ФТИ им. А.Ф.Иоффе]: aAiP=5.4635Ä, aA|As=5.

6614Ä,

aCaP=5.4508Ä, aGaAs=5.65325Ä, aInP=5.8687Ä, aInAs=6.0583Ä.

Аналогичные соотношения были записаны для коэффициентов Пуассона, используемых в рассчетах:

^Чс*,/»,-,-,^-.- = V'»P + Х ■ (УА/Р ~VI„p) + y (УGuP - У,„р) + + 2 • (УЫА, - V,„p ) + X ■ 2 • (уАШ + vhp - vAtp - vMAs) +

+ У Z' (уCA, + VlnP ~ VlnA, - VGap) = (4)

= 0.359 - 0.059 • x - 0.053 • у - 0.007 • z + + 0.031 • jc ■ z + 0.013 • у • z

Значения коэффициентов Пуассона для бинарных соединений: vA]p=0.300, vAIAs=0.324, vGaP=0.306, vGaAs=0.312, vInP=0.359, vInAs=0.352.

Предполагая, что появление в эпитаксиальных пленках дополнительной фазы со средним параметром решетки, большим, чем у основного TP Al„GayIni_x.yAs7P|.z> найдет свое отражение в особенностях морфологии поверхности, нами были проведены исследования гетероструктур методом атомно-силовой микроскопии.

На рисунке 2 приведены АСМ изображения характерных микроучастков поверхности гетероструктур. Результаты АСМ исследований показывают, что на поверхности образцов присутствуют наноразмерные неоднородности, имеющие вид формирующихся островков (для наглядности единичный наноостровок для каждой гетероструктуры на рис. 2 выделен окружностью)

Морфология неоднородностей изменяются от образца к образцу несущественно.

"J

/ I

Рис. 1. Профили рентгеновской (600) дифракции от гетероструктур на основе А1хОау1п|.х.уА8гР,_2: а) ЕМ2160, Ь) ЕМ2170, с) ЕМ2175, с1) ЕМ2176.

Рис. 3. ИК-спектры отражения от (а) монокристаллической подложки ваАв и (Ь) эпитаксиальных гетероструктур А1хОау1п | _х.уА82Р | /ОаАз(ЮО).

Их латеральные размеры изменяются в пределах 300-500 нм . Экспериментальные ИК-спектры отражения в области фононных колебаний (600 - 100 см"1), полученные при угле падения, близком к нормальному, приведены на рисунке 3. Спектр отражения монокристаллической подложки ОаАзООО имеет ха-

Рис. 2. АСМ изображения поверхности эпитаксиальных гетероструктур AlxGayIn | ,x.yAszP 1 ,z/GaAs( 100): а) ЕМ2160, b) ЕМ2170, с) ЕМ2175, d) ЕМ2176.

/ \

А

V

возникновению плазменных колебаний в кристалле (рис. За).

ИК-спектры отражения гетероструктур содержат все основные колебательные моды, соответствующие пятикомпонентным твердым растворам в соответствии с

типом перестройки колебательного спектра. "*•*-* Все эти моды обозначены на Рис. 3(Ь).

2.06 1.7? 155 1 37 1 24 '

С изменением концентраций элементов пятикомпонентного ТР А^Оа^п^х.уАвгРьд наиболее заметное изменение в форме и положении фононных колебаний в спектрах испытывают моды А1 - Р, А1 - Ав и ва - Р.

Для определения оптической ширины запрещенной зоны Eg твердых растворов А^ОауЫ^.уАБгРьг использовался метод фотолюминесценции. Спектры ФЛ (Рис.4) были получены при температуре 77К. Выбор составов пятикомпонентных ТР вблизи соста-' вов тройных ТР АЦОа^хАв с х~0.40 и х~0.25 заведомо ограничивал максимально возможное значение ширины запрещенной зоны Eg. Однако, учитывая небольшие добавки индия и фосфора в общий состав ТР, мы изучили фотолюминесценцию эпитаксиальных пленок А^Оау^^х.уАвгР!^ в области от 600 нм до 1000 нм с использованием двух различных источников возбуждения, разделив изучаемую область на два интервала (на Рис. 4 обозначены линиями разной толщины). В области от 750 до 1000 нм присутствуют два максимума ФЛ от подложки ОаА8(ЮО) и буферного нелегированного слоя ОаАв( 820 нм). Во второй области от 600 до 750 нм спектры ФЛ от эпитаксиального пятикомпонентного ТР показывают также два максимума.

Один из них в области 600 - 650 нм представляет собой узкий пик, а второй максимум -широкая полоса в области 670 - 750 нм имеет интенсивность либо сравнимую с интенсивностью первого максимума, либо на порядок меньшую. Именно эту полосу ФЛ мы связываем с так называемой дополнительной фазой, имеющей самый большой средний параметр кристаллической решет-

Рис.4. Спектры фотолюминесценции гетероструктур А]хОау1П|.х.уА5гР1.2/ОаА8(100), полученные при температуре 77К.

ки в составе пятикомпонентных TP и порождающей слабые рефлексы со стороны малых углов от основных рефлексов (600) дифрактограмм.

В четвертой главе приводятся исследования образцов многокомпонентных гетероструктур AlxGai.xAs^yPyiSi/GaAsflOO), легированных кремнием, и обсуждаются вопросы возможного влияния на спектры ФЛ глубоких центров, возникающих в TP при легировании высокими концентрациями кремния, и его участия в образовании твердых растворов.

Изучение особенностей структуры и роста эпитаксиальных пленок было проведено с использованием карт обратного q-пространства исследуемых образцов, поскольку именно они позволяют получать прямую информацию о рассогласовании параметров кристаллических решеток у эпитаксиальной пленки и подложки, разориентации или релаксации слоя, плотности дислокаций в нем, его мозаичности или кривизне. Для каждого образца были получены карты распределения интенсивности дифрагированного излучения в обратном q-пространстве вокруг симметричного узла (400) и ассиметричного узла (511), которые приведены на рисунках 5,а - 5J.

Рис. 5. Карты обратного q-пространства, полученные вокруг узлов (400) и (511) гетероструктур Al„Ga 1 _xAsyP i_y: Si/GaAs( 100).

Комплексное использование методов высокоразрешающей рентгеновской дифракции, растровой электронной микроскопии, рентгеновского микроанализа, Рама-новской и фотолюминесцентной спектроскопии позволили детально изучить механизмы встраивания примесных атомов кремния в кристаллическую решетку основной фазы четырехкомпонентного ТР. Структурное качество гетероструктур и определение параметров решеток TP проводили методом высокоразрешающей рентгеновской дифракции на дифрактометре Seifert 3003 HR с четырехкружным гониометром и мо-нохроматизированным излучением меди с длиной волны Си ка1,2= 1-5405 А.Результаты показали хорошее согласование параметров пленок TP с подложкой

На рисунке 6 приведены спектры Рамановского рассеяния многокомпонентных гетероструктур AlxGa,.xAsi.yPy:Si/GaAs(100).

Глубина проникновения лазерного излучения, а следовательно и эффективная глубина анализа при Рамановском рассеянии для аргонового лазера с Х.=532 нм при анализе гетероструктур составляет приблизительно 500 нм, т.е. мы получаем информацию лишь от эпитаксиальных слоев твердых растворов.

Согласно правилам отбора, получаемых из анализа тензоров Рамановского рассеяния для кристаллов с алмазной структурой, при обратном рассеянии от поверхности (100) могут наблюдаться только LO фононы, а появления ТО фононов запрещено.

Приведенный на рисунке 6,а Рамановский спектр гомоэпитаксиальной структуры GaAs/GaAs(100) (образец ЕМ2350) содержит высокоинтенсивный пик продольного оптического фонона ЬО(Г) при -293 см"1 , что свидетельствуют о бездислокационном механизме роста и отличном структурном качестве пленки.

Однако Рамановские спектры гетероструктур с тройными TP (рис. 6, Ь) содержат не только продольные LO, но и поперечные ТО оптические фононные моды Ga-As и Al-As в точке (Г), локализованные около ~267см"' и ~380см"' соответственно.

Особо следует отметить, что в Рамановском спектре гетероструктуры ЕМ2449 (рис.6, b-пупктирная кривая),тройной твердый раствор которой легирован высокой концентрацией кремния, интенсивность поперечной ТО моды колебаний Ga-As, запрещенной правилами отбора, но присутствующей в спектре ,выше, чем интенсивность разрешенной продольной моды LO.

Это может быть вызвано локальным нарушением симметрии кристаллического поля в эпитаксиальной пленке в результате встраивания атомов кремния в кристаллическую решетку с образованием многокомпонентного ТР.

Прямым доказательством последнего является появление в спектрах рис.6,с дополнительной моды, локализованной в области -400 см"1, появление которой связано с тем, что атомы кремния Si занимают места в металлической подрешетке SiCa и SiAi, в результате чего появляется связь Si - As. Интенсивность дополнительной моды, зависит от начального потока источника кремния - силана и температуры подложко-держателя в процессе роста. Чем больше поток силана и ниже температура, тем выше концентрация кремния в пятикомпонентном ТР.

аоо эш 400

Ra.nan ñhtfl. спг

Рис.6. Спектры Рамановского рассеяния ге- Рис.7. Спектры фотолюминес-тероструктур цеиции

AlxGa|.xAsyPi.y:Si/GaAs(100). гетероструктур

AlxGa, ,хAsyP i _у: Si/GaAs( 100), полученные при комнатной температуре.

Все вышеперечисленные изменения в твердых растворах проявляются в энергетических характеристиках материала и находят отражение в спектрах ФЛ, приведенных на рис.7, которые были получены при комнатной температуре в области 1.3 - 2.0 эВ с возбуждением от аргонового лазера с длиной волны >.=514.5 нм. Результаты показывают , что эмиссия ФЛ от гомоэпитаксиального образца ОаАв/ОаАз (ЕМ2350) представляет собой высокоинтенсивный пик с энергией Е§=].43эВ, отлично согласую-

щейся с литературными данными. Спектр ФЛ образца ЕМ2346, являющийся классической гетероструктурой с тройным ТР А1о270а073Аз/ОаА5(100), содержит традиционно две эмиссионные полосы с энергиями, локализованными около Е1~1.43эВ (подложка) и Е2=1.81 эВ (ТР). Тогда как в спектрах ФЛ от гетероструктур А1хОа[.хА8|_ уРу:81ЛЗаАБ(100) с многокомпонентными ТР , присутствуют также две полосы примерно в тех же областях энергий , но с радикальным изменением их интенсивностей: полоса в области энергий Е-1.3 - 1.65эВ стала высокоинтенсивной и широкой с рядом особенностей в виде плечей. С увеличением концентрации кремния в ТР эта полоса ФЛ расширяется одновременно с усложнением формы, и ее центр тяжести несколько перемещается в сторону больших энергий. В то время как вторая полоса в высокоэнергетической области, характерной для тройных ТР, становится низкоинтенсивной.

Учитывая, что рост пятикомпонентных эпитаксиальных пленок был выполнен путем легирования небольшими концентрациями фосфора и кремния тройных ТР А1хОа].хА5 в области составов х<45ат.% , можем записать соотношение для зависимости ширины запрещенной зоны тройного ТР А1хОа,.хА8 от состава :

= 1.43+1.707Д:-1.437дг2+1.3 1х3 (5)

Для другого тройного ТР А1хОа|.хР с фосфором в анионной подрешегке та же зависимость имеет вид:

= 2.261+ 0.219* (6)

В результате для пятикомпонентной системы зависимость ширины запрещенной зоны от концентраций атомов может быть записано следующим образом:

Её(ЛК0а^.гРЛ_ж = ((2.261 + 0.219 х)у + (1.43+1.707х-1.437х2+1.3 \хъ) + + (\-у))(\-1) + 15.32 (?)

Расчет по формуле (7) показывает, что высокоэнергетическая низкоинтенсивная полоса является собственной ФЛ многокомпонентных твердых растворов (А1хСа,. хА8|.уРу)|.2512 гетероструктур.

В то же время широкую интенсивную низкоэнергетическую полосу мы связываем с образованием глубоких центров , образованных избыточными атомами кремния, не попавшими в позиции атомов металлической подрешетки ТР. Энергия оптической активации глубоких уровней, возникающих в многокомпонентных ТР, зависит от концентрации легирующей примеси - кремния и в соответствии с нашими расчетами лежит в пределах 350-400 теУ.

Существенное гашение собственной ФЛ в многокомпонентных ТР мы связываем с наличием этих глубоких центров в запрещенной зоне ТР.

В заключении подведены итоги по результатам диссертационной работы в целом и сформулированы основные выводы работы:

1) Данные дифракгометрических исследований МОС-гидридных гетерострукгур AlxGayIn i .x_yAs7P i _z/GaAs (100) позволили обнаружить частичный распад TP при х~0.40, с образованием дополнительной фазы, обладающей наибольшими параметрами решетки в данной системе (а ~5.70 Ä), наряду с основной фазой пятикомпонентных TP со средним параметром а~5.65 Á, близким к параметру подложки.

Определены значения коэффициентов деформации пятикомпонентных TP в гетеро-структурах AlxGayIni.x.yAszP|_z/GaAs (100).

2) Методом АСМ установлено образование наноразмерных неоднородностей на поверхности гетероструктур AlxGayIn, ,x.yAszP i _Z/GaAs( 100) , сопровождающее появление дополнительной фазы в составе пятикомпонентных твердых растворов.

3) Разработана методика уточнения составов пятикомпонентных TP в приближении линейных законов Вегарда и Куффала с использованием экспериментальных значений параметров решеток и энергетических характеристик спектров ФЛ.

4) Установлено замещение атомами кремния атомов Al и Ga металлической подре-шетки в многокомпонентных TP с образованием связей Si-As ( методом Раманов-ской спектроскопии), приводящее к полному согласованию параметров многокомпонентных TP с параметрами подложки GaAs (100) в гетероструктурах AlxGai_xAsyP|_ y:Si/GaAs(100).

5) Высокий уровень легирования кремнием многокомпонентных TP в гетероструктурах AlxGai.xASyP].y:Si/GaAs(100) может приводить к существенному гашению собственной фотолюминесценции в результате образования глубоких центров .

Основные публикации по теме диссертации, опубликованные в периодических изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Влияние кремния на релаксацию кристаллической решетки в гетероструктурах AlxGai_xAs : Si/GaAs(100), полученных МОС-гидридным методом / П.В.Середин, А.В.Глотов, В.Е.Терновая. Э.П.Домашевская, И.Н.Арсентьев, Д.А.Винокуров, А.Л.Станкевич, И.С.Тарасов // Физика и техника полупроводников. - 2011. - Т. 45, вып. 4.-С. 488-499.

2. Спинодальный распад четверных твердых растворов GaxIni.xAsyP]_y / П.В.Середин, А.В.Глотов, В.Е.Терновая. Э.П.Домашевская, И.Н.Арсентьев, Л.С.Вавилова, И.С.Тарасов // Физика и техника полупроводников. - 2011. - Т. 45, вып. 11.-С. 1489-1498.

3. Структурная неустойчивость твердых растворов GaJn^ASyP^y вследствие спинодального распада / П.В. Середин, A.B. Глотов, В.Е. Терновая. Э.П. Дома-шевская, И.Н. Арсентьев // Конденсированные среды и межфазные границы . -2011.-Т. 13 №3.-С. 334-340.

4. Оптические свойства высоколегированных эпитаксиальных гетероструктур AlxGai.xAs:Si/GaAs(100) / П.В. Середин, A.B. Глотов, Э.П. Домашевская, A.C.

Леньшин, В.Е. Терновая. И.Н. Арсентьев, Винокуров Д.А., И.С. Тарасов. Известия высших учебных заведений. Физика. - 2011. - Т. 54 № 2/2. - С. 269-275.

5. Рентгеноструктурные исследования гетероструктур на основе твердых растворов А1хОа|_хА5уР1у:81 / П.В.Середин, В.Е.Терновая. А.В.Глотов, А.С.Ленынин, И.Н.Арсентьев, Д.А.Винокуров, И.С.Тарасов, Н.Ье151е, Т.РгШвку // Физика твердого тела. - 2013. - Т. 55, вып. 10. - С. 2046-2050.

6. Фотолюминесцентные свойства высоколегированных гетероструктур на основе твердых растворов (А1хОа1.хА5)1.у81у / П.В.Середин, Э.П.Домашевская, В.Е.Терновая. И.Н.Арсентьев, Д.А.Винокуров, И.С.Тарасов, Т.РпЛвку // Физика твердого тела. - 2013. - Т. 55, вып. 10. - С. 2054-2058.

7. Спектральные и структурные исследования пятикомпонентных твердых растворов А1хОау1П|_х уА82Р|.у / П.В. Середин, В.Е. Терновая. А.С. Леньшин, Э.П. Домашевская, А.Н. Лукин, И.Н. Арсентьев // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2013. - Т. 56 №2/2.'- С. 285-288.

Подписано в печать 31.10.13. Формат 60* 84 '/16. Усл. печ. л. 0,93. Тираж 100 экз. Заказ 1089.

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии Издательско-полиграфического центра Воронежского государственного университета. 394000, Воронеж, ул. Пушкинская, 3

ФБГОУ ВПО «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

На правах рукописи

04201451110 Терновая Вера Евгеньевна

СТРУКТУРНЫЕ И ОПТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ ПЯТИКОМПОНЕНТНЫХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ В ГЕТЕРОСТРУКТУРАХ НА А3В5

Специальность 01.04.10 - Физика полупроводников

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Научный руководитель - д.ф.-м.н., доцент Середин П.В.

Воронеж - 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................................4

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.....................................................................12

л г

1.1 Основные методы получения твердых растворов на основе А В .............12

1.2 Фундаментальные свойства полупроводниковых твердых растворов (ТР)

на основе А3В3...........................................................................................................25

1.4 Выводы по главе 1. Цели и задачи, решаемые в работе.................................50

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ..................................52

2.1 Характеристика исследуемых гетероструктур А1хСау1п1_х_уА82Р1_ 2/СаАз(100) и МхСа^АБ^уРу^ /ОаАз(ЮО)...........................................................52

2.2 Современные методы исследования атомного и электронного строения эпитаксиальных гетероструктур на основе полупроводниковых соединений А3В5.............................................................................................................................55

2.2.1 Определение состава твердого раствора и внутренних напряжений полупроводниковых гетероструктур на основе А В методами рентгеноструктурпого анализа................................................................................56

2.2.2 Методика определения параметра решетки в составе твердого раствора

в соответствии с законом Вегарда...........................................................................60

2.2.3 Методика разложения дифракционных профилей.......................................63

2.3 Высокоразрешающая рентгеновская дифрактометрия. Картирования обратного пространства............................................................................................64

2.4 Рамановская спектроскопия (комбинационное рассеяние света).................71

2.5. Фотолюминесцентная спектроскопия (ФЛ)....................................................75

2.6 Микроскопические методы исследования поверхности гетероструктур.....76

2.6.1 Атомно - силовая микроскопия (АСМ) наноструктур................................76

2.6.2 Растровая электронная микроскопия (РЭМ).................................................77

2.7 Выводы по Главе 2.............................................................................................79

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕТЕРОСТРУКТУР С

ПЯТИКОМПОНЕНТНЫМИ ТВЕРДЫМИ РАСТВОРАМИ АиСа^п^./^Р,. Д}аА8(100) ТИПА А3В5............................................................................................81

3.1 Актуальность исследования гетероструктур на основе твердых растворов А1хОау1п ] _х_у Аб2Р 1 _2/ СаАБ( 100)...................................................................................81

3.2 Результаты исследований и их обсуждение.....................................................83

3.2.1 Определение состава, параметров и внутренних напряжений твердых растворов в гетероструктурах А1хОау1п1_х_уА82РЬ//СаА8(100) методами

рентгеноструктурного анализа и микроанализа....................................................83

3.4. Обсуждение полученных результатов и выводы..........................................103

ГЛАВА 4.ИССЛЕДОВАНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУР НА ОСНОВЕ АМЗа^Аз,^ ТИПА А3В5, ЛЕГИРОВАННЫХ ФОСФОРОМ И КРЕМНИЕМ............................................105

4.1 Актуальность исследования гетероструктур с многокомпонентными твердыми растворами А1хОа1.хА81-уРу:81...............................................................105

4.2 Результаты исследований и их обсуждение..................................................108

4.4 Обсуждение полученных результатов............................................................124

ВЫВОДЫ.................................................................................................................125

ЛИТЕРАТУРА.........................................................................................................126

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Исследование и диагностика гетероструктур на основе пятикомпонентных твердых растворов (ТР) А1хОау1п1.х.уА8гР1^/СаАз(100) и четверных ТР, легированных кремнием А1хОа1.хА81.уРу:81/ОаА8(ЮО) на данный момент является перспективным направлением исследований в области физики полупроводников, поскольку

Л г

ТР на основе полупроводниковых соединений А В находят широкое применение в современной электронной технике, интегральной оптике и оптоэлектронике.

После того, как в [1] было продемонстрировано, что ТР в системе ОаАэ - А1Аб близки к идеальным и с их помощью можно реализовать все преимущества гетероструктур, интерес к ним резко возрос. Особое значение имеют твердые растворы полупроводниковых соединений А3В5 с прямыми переходами в структуре энергетических зон. Их применение в оптоэлектронике позволило создать инжекционные лазеры, светодиоды, оптические модуляторы и фотоприемники с рекордными характеристиками [2].

Наиболее успешно квантовые структуры используются для создания гетеролазеров и транзисторов. Применение гетероструктур с квантовыми ямами и сверхрешетками в полупроводниковых лазерах позволяет снизить пороговые токи и использовать более короткие волны излучения, что повышает быстродействие, снижает энергопотребление опто-волоконных систем.

3 5

Свойства бинарных соединений А В , в том числе их спектры фундаментального оптического поглощения, изучены довольно хорошо и представлены в ряде справочников и обзоров. Для твердых растворов экспериментальные данные ограничены узким кругом как материалов, так и составов.

Кроме того, изготовление кристаллической многокомпонентной

структуры из сверхтонких слоев является необычайно сложной задачей. Тем не менее, непрерывный прогресс таких методов тонкопленочной технологии, как молекулярно-лучевая эпитаксия, разложение металлорганических соединений в реакторе (МОС-гидридная эпитаксия) сделали возможным создание высококачественных гетероструктур в системах типа А^СауТп^х. уАз^.ДЗаАБ^ОО) и А1хОа1.хА81.уРу:81/СаА8(100).с хорошо согласующимися постоянными решетки, имеющими требуемые профили потенциала и распределения примесей и фактически бездефектные границы раздела.

Исследование свойств гетеропереходов в сложных гетероструктурах на

3 5

основе А В и усовершенствование технологии выращивания структур жидкофазной эпитаксией дало возможность реализовать непрерывный режим лазерной генерации при комнатной температуре. Повышение требований к бортовым системам космических аппаратов приводит к необходимости создания солнечных батарей (СБ), обладающих более высокими энергетическими и эксплуатационными характеристиками с увеличенным ресурсом работы. Наиболее перспективным путем решения этих задач является создание СБ на основе гетероструктурных фотоэлектрических

3 5

преобразователей из арсенида галлия и родственных ему соединений А В .

3 5

Солнечные фотоэлектрические преобразователи на основе А В обеспечивают существенное увеличение КПД, а также радиационной стойкости в космических СБ по сравнению с батареями на основе кремния.

В полупроводниках широко известны легирующие примеси, которые используются для управления типом проводимости и электросопротивлением, которые представляют собой «мелкие» доноры и акцепторы. Энергии их ионизации очень малы по сравнению с шириной запрещенной зоны данного полупроводника. Также в большом количестве существуют дефекты, называемые "глубокими" центрами. К ним относятся те примеси, энергии активации которых лежат вблизи середины запрещенной зоны.

Несмотря на теоретическую возможность практически полного согласования параметров между эпитаксиальным слоем и подложкой в гетероструктурах, часто в реальных технологических условиях эти параметры оказываются несколько рассогласованными, что приводит к возникновению в пленке внутренних напряжений. Поэтому большой интерес представляет изучение атомного и электронного строения гетероструктур в зависимости от соотношения элементов в составе твердых растворов и возможность полного согласования параметров пленки и подложки для

о г

многокомпонентных ТР на основе А В , а также проблема влияния легирования кремнием на фундаментальные свойства гетероструктур.

Цель работы: Установление закономерностей влияния состава и структурных характеристик на оптические свойства полупроводниковых гетероструктур А3В5 с пятикомпонентными твердыми растворами А1хОау1п1.х_ уА52Р1_7Д}аА8(100) и четверными твердыми растворами А1хОа1_хАз[_ уРу:81/ОаАз(ЮО), легированными кремнием, на основе комплексных исследований методами высокоразрешающей рентгеновской дифракции, растровой электронной и атомно-силовой микроскопии, рентгеновского микроанализа, Рамановской и фотолюминесцентной спектроскопии.

Основными задачами исследования, исходя из поставленной цели, являются:

1) определение параметров решетки пятикомпонентных твердых растворов и степени их согласования с параметрами подложки в гетероструктурах А1хСау1п1.х.уА82Р1.7/СаА5(100);

2) , определение влияния легирования кремнием четверных твердых растворов А1хОа1.хА51.уРу:81/СаАз(ЮО) на степень согласования их параметров с параметрами подложки ОаАэ (100) методом рентгеновской дифракции;

3) получение данных о морфологии поверхности и элементном составе эпитаксиальных пленок многокомпонентных ТР методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) с использованием микроанализа (МА);

4) изучение особенностей ИК- спектров отражения многокомпонентных гетероструктур в области однофононного резонанса методом ИК-спектроскопии;

5) получение данных о межатомном взаимодействии и энергетическом спектре методом Рамановской спектроскопии;

6) исследование фотолюминесцентных (ФЛ) свойств образцов многокомпонентных гетероструктур для определения их энергетического спектра.

Объекты и методы исследования;

В работе исследовались гетер о структуры, изготовленные в лаборатории «Полупроводниковой люминесценции и инжекционных излучателей» Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН.

Пятикомпонентные твердые растворы А1хСау1п1.х.уА5^1.2 выращивались на установке МОС-гидридной эпитаксии ЕМС011Е 08 3/100 в вертикальном реакторе с высокой скоростью вращения подложкодержателя

1 о 1

на подложках ОаАз(100) марки АГЧТ, легированных теллуром -10 см" .

Также в данной работе исследовались многокомпонентные МОС-гидридные эпитаксиальные гетероструктуры на основе тройных твердых растворов А1хОа1.хАз, полученные в области составов с х~0.20 - 0.50 и легированные атомами фосфора и кремния высоких концентраций.

Анализ влияния эффектов легирования на свойства исследуемых материалов производился методами, позволяющими получать прямые данные о структуре, оптических характеристиках, морфологии и энергетическом спектре. В данной работе использовался комплекс структурных и спектроскопических методов, таких как рентгеновская дифрактометрия, сканирующая электронная и атомно-силовая микроскопия, а также Рамановская и ИК-спектроскопия. Используемые методы являются неразрушающими и позволяют получить полную информацию об атомном и электронном строении и свойствах новых материалов.

Научная новизна определяется тем, что:

1) Впервые в МОС-гидридных гетероструктурах AlxGaylnKx-yAsJVz/GaAs (100) обнаружен частичный распад ТРпри значениях х-0.4 , с образованием фазы, обладающей наибольшими параметрами решеток в данной системе (-5.70 Á), наряду с основной фазой (пятикомпонентным ТР) со средним параметром -5.65 Á, близким к параметру подложки .

2) Впервые законы Вегарда и Куффала в линейном приближении использованы для уточнения составов пятикомпоненгных ТР с учетом экспериментальных значений параметров решеток и энергетических характеристик спектров ФЛ

3) Впервые в Рамановских спектрах гетероструктур AlxGai_xAsyPi_y:Si/ GaAs(lOO), легированных кремнием, обнаружена мода Si-As, доказывающая внедрение атомов кремния в металлическую подрешетку А3В5 наряду с атомами Al и Ga.

Практическое значение

Определены оптимальные технологические условия получения многокомпонентных гетероструктур типа А3В5 на подложке GaAs (100) с помощью комплексного использования методов рентгеноструктурного анализа, Рамановской спектроскопии, фотолюминесценции, растровой электронной микроскопии, атомно-силовой микроскопии, которые позволяют получать фундаментальные характеристики гетероструктур: параметры кристаллической решетки ТР, механические напряжения, возникающие в системе пленка / подложка, атомный состав и оптические свойства.

Достоверность_полученных_результатов обеспечивается

использованием современной экспериментальной техники, применением современных и независимых методов обработки данных и воспроизведением обнаруженных эффектов в ряде зарубежных авторов. Достоверность созданных компьютерных моделей подтверждается использованием современного программного обеспечения, а также согласованностью с имеющимися экспериментальными данными.

Положения, выносимые на защиту:

1) значения параметров кристаллических решеток и коэффициентов деформации пятикомпонентных твердых растворов в гетероструктурах AlxGayIn i _х_у AszP i _Z/GaAs( 100);

2) методика уточнения составов пятикомпонентных ТР в приближении линейных законов Вегарда и Куффала с использованием экспериментальных значений параметров решеток и энергетических характеристик спектров ФЛ;

3) образование наноразмерных неоднородностей на поверхности гетероструктур AlxGayIn1_x.yAs/Pi_z/GaAs(100) при частичном распаде пятикомпонентных твердых растворов со значениями х~0.4;

4) внедрение атомов кремния в металлическую подрешетку ТР AlxGai_ xAsi_yPy:Si с образованием связей Si-As .

Личный вклад автора

Настоящая работа выполнена на кафедре Физики твердого тела и наноструктур Воронежского госуниверситета и проводилась в соответствии с планом научно-исследовательских работ кафедры, а также грантов РФФИ. Все включенные в диссертацию данные получены лично автором или при его непосредственном участии. Автором осуществлено обоснование метода исследования и проведены экспериментальные исследования. Совместно с научным руководителем проведен анализ и интерпретация полученных результатов, сформулированы основные выводы и научные положения, выносимые на защиту

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены в виде докладов и обсуждались на следующих конференциях: Всероссийская конференция с элементами научной школы для молодежи «Проведение научных исследований в области индустрии наносистем и материалов» (Белгород, 2009); V Всероссийская конференции «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах» «Фагран-2010» (Воронеж, 2010); XVII

Международная молодежная конференции «Ломоносов» (Москва, 2007); 6-я Всероссийская школа-конференция (Воронеж, 2007); Всероссийская молодёжная научная конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике (Санкт Петербург, 2006 г.); 12 Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике (Санкт-Петербург — 2010); 11th Int. Conf. on ATomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures, (St. Petersburg, Oct. 3-7, 2011).

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 14-и печатных работах, в том числе 7 статей опубликованы в научных изданиях, которые включены в перечень российских рецензируемых научных журналов и изданий для опубликования основных научных результатов диссертаций. 6 работ опубликованы в трудах конференций.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4-х глав и заключения, изложенных на 134 страницах машинописного текста, включая 33 рисунка, 11 таблиц и список литературы из 94 наименований.

Во введении к диссертации обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи работы, ее научная новизна, практическая значимость полученных результатов и научные положения, выносимые на защиту. Даны сведения о публикациях и апробации работы.

В первой главе приводится обзор литературы, в котором изложено современное состояние вопроса о фундаментальных свойствах полупроводниковых твердых растворов на основе а3в5, а также подробно рассмотрены современные методы эпитаксиального роста

3 5

многокомпонентных твердых растворах (TP) в гетероструктурах на А В . Обсуждается возможность полного согласования параметров пленки и подложки в многокомпонентных TP, а также проблема влияния легирования кремнием на фундаментальные свойства гетероструктур.

Во второй главе представлено описание двух серий образцов.

1-ая серия: пятикомпонентные эпитаксиальные гетероструктуры А1хОау1п1.х.уАзгР1./СаА8(100), полученные методом МОС- гидридной эпитаксии при химическом осаждении из газовой фазы металлорганических соединений и гидридов.

2-я серия: четырехкомпонентные эпитаксиальные гетероструктуры А1хОа1_хА81_уРу:81/ОаА8(ЮО), легированные кремнием. Эти гетероструктуры были также получены методом МОС- гидридной эпитаксии .

Обе серии образцов были получены в лаборатории «Полупроводниковой люминесценции и инжекционных излучателей» Физико-технического института им. А.Ф. Иоф�