Влияние условий роста в методе молекулярно-пучковой эпитаксии на формирование границ раздела соединений A3 B5 тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

российская акшшй мук институт аналитического приьоростроешш

на правах рукописи удк 621-315.532

ФИЛАРЕТОВ Алексей Гвлгевкч

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИИ РОСТА. В ШОДЕ МЭЛЕКУЛЯРЕО-ПУЧКОВОЙ ЭПКГАКСШ НА. ФОШИРОВАНИЕ ГРАНИЦ РАЗДЕЛА. СОЕДИНЕНИИ А^В5 •

01.04.01

"Твхзкка фкзгческого эксперимента, физика приборов, автоматизация фазкадских исследований"

АВТОРЕФЕРАТ -диссертации на соискание ученой степени кандидата Зизико-катематаческих наук

Санкт-Петораург 1934

Работа шпсшгена в Институте аналитического приборостроения Российской Академии Наук

доктор технических наук &.А.аай0ров

доктор физико-математических наук П.С.Копьев доктор технических наук В.З.БуОнов

Научно-исследовательский институт радиоаппаратуры

Защита состоится 199^"г.

в /6 е часов на заседании специализированного Совета К 003.53.01 при ИДИ РАН (198103, С&нкт-Петврбург, Рижский пр. д.26)

С диссертацией можно ознакомиться в . технической оиолиотахш ИАП РАН

Автореферат разослан " " 1Э94 г.

Научный руководитель -

Официальные отоненты -

. Ведущая организация

Ученый секретарь специализированного Совета к.ф.-м.н.

А.Г.Камзнев

0Б21АЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность гет диссертации определяется широким развитизм разработок и производства полупроводниковых приборов, действие которых основано на квантоворазмерных эффектах,-в том числе весьма интенсивными работами по поиску технологии создания приборов на квантовых проволоках. При этом характеристики таких приборов существенно зависят от свойств как границ раздела гетероструктур, так и граница кристалл-вакуум, находящихся в многопарагатрической зависимости от технологических параметров выращивания кристалла и его послеростовой обработки, поэтому экспврамзнталышй путь определения влияния услоеий роста на формирование границ раздела при выращивании полупроводников из молекулярных пучков весьма дорог и методически сложен. '

Таким образом, создание фззико-мзтематическоЗ модели выращивания полупроводниковых кристаллов А^В5 из молекулярных пучков димеров анионов и атомарного потока катионов, допускающей возможность исследования влияния технологически значащих параметров, а также возможность включения и выключения отдельных кинетических процессов роста, на процесс формирования границ раздела, является актуальным.

Цель работа состоит в построении компьютерной Монте-Карло модели внрашивания полупроводниковых кристаллов А®В5 из молекулярных пучков димеров анионов и атомарного потока катионов, применимой для оптимизации технологического процесса выращивания кристаллов арсенида галлия, и исследовании с помощью созданной модели влияния на формирование граница раздела кристалл-вакуум условий роста, и угла разориентации грани о г. направления Г001 ]. Научная новизна работы состоит в еле душем: I. Создана оригинальная модель выращивания полупроводниковых кристаллов А3В& на грани (001) из молекулярных пучков димеров анионов и атомарного потока катионов, в которой:

- впервые процессы "Миграции димера аниона в физически адсорбированном состоянии и конфигурационно-зависимой диссоциативной хемосорбции димера аниона рассмотрены как тершактивированный процессы. Тем самым сделан первый шаг к учету реальных химических реакций на поверхности растущего кристалла;

впервые процесс миграции атомов в хемосорбирозанном состоянии рассмотрен как анизотропный по кристаллографическим на-

правлениям процесс;

- впервые все константа кинетических процессов для случая выращивания арсенида галлия экспериментально обоснованы;

- впервые на каждом шаге рассмотрения кинетических процессов определяетсяполная группа возможных событий» и лишь затем рассматривается вероятность каждого из них определяется, какой именно процесс реализуется.

2. Впервые проведено сопоставление параметров, получаемых при моделировании реальных условий роста, с экспериментально наблвдаемыми при этих же условиях роста характеристиками.

3. Впервые с помощью созданной модели иссследована динамика развития рельефа растущего кристалла GaAs в зависимости от угла угла разориентации грани от направления [001].

Практическая значимость работы состоит в следующем:

- в применимости созданной компьютерной Монте-Карло модели выращивания полупроводниковых кристаллов А^В^ из молекулярных пучков димеров анионов и атомарного потока катионов как средства оптимизации технологического процесса выращивания кристаллов при изменении одного или нескольких технологически значащих параметров;

- в исследовании с помощьв созданной модели роли отдельных кинетических процессов и их влияния на процесс молекулярно-пучковой зпитаксии в целом;

- в исследовании совместного влияния угла разориентации грани 1001] в сторону [110] и условий роста на динамику развития рельефа поверхности растущего кристалла и его электрофизические свойства.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на: семинарах лаборатории по исследованию поверхности твердых тел и технологий микроэлектроники НАД РАН, на семинарах и научно-технических советах отдела технологий функциональной электроники АО "Авангард", на семинаре Interdisciplinary Research Centre lor Semiconductor Materials, University or London, а также на конференциях: VIII General Conference of the European Physical Society, Amsterdam, the Netherland, September, 1990; 2nd International Conference on Computational Physics,-Amsterdam, the Netherland, September. 1990; 13th General Conference or the Condensed Matter Division- of the European Physical Society, Regens-

burg, tbe Federal Republic of Geraamy, Karch, 1993.

По теме диссертация опубликовано 14 работ.

Положения, выносимые на защиту:

1. Компьютерная Монте-Карло мэдель внращивапая биварянх полупроводников А3!?5 та молекулярных пучков динаров анионов и атомарного потока металлов. На примере арсенала галлия сравнением моделируемых параметров и экспериментально регистрируемых характеристик показана адекватность отображения моделыз реального процессов МПЭ-роста на грани (001).

2. Существование процесса миграции физически адсорбированной молекулы ASg в общем процессе МПЭ-роста GaAs.

3. Существование процесса миграции химически адсорбированного атома аниона в общем процесса ШЭ-роста соединений ^Вг.

4. Существование фазового сдвига осцилляция интенсивности участков дифракционного рефлекса, сформированных, с разной степенью влияния взаимодействия первичных электронов со ступенями катионов и анионов на границе раздела кристалл-вакуум.

5. Результаты оптимизаций процесса роста при исследовании совместного влияния условий роста и угла разорионтации грани от направления 1001] на динамику развития рельефа поверхности растущего кристалла и его злекрофязические свойства.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Работа содержит 134 страниц, включая 88 страниц текста, 30 рисунков и список литературы из 104 наименований.

СОДЕЕШШЕ РАБОТЫ

Во вввдевии обосновывается актуальность выбранной тема, формулируется цель работы, отмечается научная новизна полученных результатов, приводятся положения, выносимые на защиту, кратко излагается содержание глав диссертации.

В первой главе дан обзор литература по построению и применению методов статистического моделирования и инструментальных методов для исследования процессов выращивания кристаллов А3^ методом молекулярно-пучковой зпитаксии. Приводится постановка задачи диссертационной работы.

Особенность» компьютерного Монте-Карло моделирования, опрв-

делавшей ого привлекательность для исследования процессов выращивания кристаллов методом молекулярно-цучковой зпитаксии, является его открытость по отношений к подклвчению к рассмотрению кли вы-клпченкю из него тех или иных кинетических ироцоссов, происходящих на поверхности, причем для построения модели требуется шши-иум информации о взаимодействии частиц на микроскопическом уровне, явлшцинся причиной того или епого кинетического процесса.

В обзоре рассматриваются различия целей, преследовавшихся разным» группами при разработке кошьптерннх моделей роста, вытекающие из этого различия в постановке задач и собственно в построении моделей. Особое внимание уделяется проблеме термодинамического равновесия и способам ее решения разными группами. Отмечается общие черты и главные отличил разшх моделей. Кратко рассмотрены такие инструментальные метода исследования как низкотемпературная фотолшянесценсия и диффракция на отражение быстрых электронов, прием ДОБЭ как метод исследования роста яв-

ляется одновременно и одним из важнейших источников информации для построения известных компьютерных моделей и основным инстру-мэнтом верификцни построенной модели.

Несмотря на очевидные успехи созданных моделей в выявлении роли тех или иных кинетических процессов и их слияния на рост кристалла в целом, качественно подтвержденные многими экспериментальными работами, рассматривать такие модели как инструмент оп-тоязацки режимов роста преэдеврвмзшю в силу отсутствия обобщенных моделей, которые сочетали бы в себе удачное описание кинетических процессов с реалистическими значениями коэффициентов в уравнениях для скоростей процессов.

Следует также отметить, что при моделфовзнги МПЭ-роста вопрос о сопоставлени процессов эпнтаксийлъного роста на идеально выведенной грани (001) ("идеальной грани") и вицинальных гранях не ставился никогда.

В связи с вышеизложенным в диссертационной работе ставились следувдие задачи:

I) создание компьютерной Монте-Карло модели роста СаАз методом молекулярно-пучковой зпитаксии, оптимальным образом сочетающей в себе полноту описания кинетических процессов, .определяющих рост кристалла, с рассчитанными не основании доступных экспериментальных данных коэффициентов в уравнениях для скоростей процес-

сов;

2) проверка адекватности отображения моделью реальной картины роста;

3) проведение систематического исследования влияния условна роста на формирование поверхности растущего кристалла;

4) сопоставление динамики развития рельефа поверхности при выращивании кристалла методом молекулярно-пучковой зпитаксш при различных углах разордантации вяцинальной грани от • направления [001];

5) оптимизация режимов роста.

Во второй главе проведено построение модели выращивания кристаллов со структурой цинковой обманки на грани (001).

В основу метода Монте-Карло, положено установление соответствия между случайными числами и вероятностью осуществления физических процессов, описываемых теми или иными законами. Описание происходящих процессов проводилось аррениусовскими соотношениями для скоростей процессов, обоснованное принятием допущения о выполнении для адсорбированных частиц условий по крайней мере локального термодинамического равновесия.

В модели считалось, что физически адсорбированный димер аниона может участвовать в трех кинетических процессах: независящих от окружения процессах миграции и испарения и зависящей от конкретной конфигурации катионов диссоциативной хемосорбции с вероятностью ее осуществления Р(ц)

- (4-4)

РЩ = кдЧ"4 х ехр( - ) (I),

к Т3

где q - число незаполненных связей катион-айион, образующих центр диссоциации, ка - калибровочный параметр, д - известная из литературы разность энергий активации средней скорости диссоциации (Ейдв) и десорбции из физически адсорбированного состоя-

ния, к - постоянная Больцмана, - абсолютная температура поверхности кристалла.

Применение модели решеточного газа к миграции димеров анионов позволило связать радиус миграции "г" в соотношении Эйнштейна с межатомным расстоянием "с" на плоскости (001):

х*.

2 1?

х ехр(- *е5 т )

(2).

ГДЗ "от* "ос1е5 И СК°Р°С"1 ПрОЦЗССОВ ШГраЩШ И ЗСПвреЯИЯ И энергия актавзция миграции соответственно.

В модели считалось, что хемосорбцна катионов происходит по вакансиям, образованным двумя соседними атомами аниона. При 8том учитывая, что скорость миграции катионов по катионам значительно превосходит скорость других процессов, считалось, что их миграция происходят мгновенно, и если вакансия металла на поверхности есть, то она будет найдена.

При построении модели било принято допущение об отсутствии сегрегации атомов одного сорта и невозможности образования точечных дефектов.

В состоянии химической адсорбции атом на поверхности кристалла в общем случае считался участвующим в трех несовместных, образующих полную группу, процессах: испарения с вероятность» РеУ, скачка (миграции) вдоль и скачка (миграции) поперек направления связей анион-катион атомарных сдоя и подслоя с вероятность® соответственно Ра ^ и Р^. Вероятность любого из указанных

процессов определялись на каждом шага моделирования с помощью соотношения

р1 «

+

через скорости V соответствущих процессов:

о <1)о(п)>1,ш — х--„- X ехр (5 с

4 у.

= =

(3)

к

)

(4),

где <В0(П)>1 т - усредненный по концентрации "п" и направлениям козКлщзэнт диффузии, Е - энергия связи атома с кристаллом в данном месте, Бс1 - вктивацконний барьер миграции, который считался равным энергия обрыва половины связей на регулярной поверхности (001);

^ = гъ

ехр(-

Б

к Т_

)

(5),

с

где í^ - константа скорости испарения.

Энергии связи определялись гамильтонианом

(а) - а/г -

ЕСО = -<*ав JZCR^CIRI - — >® +

аа a/i Всс JZ(R)<5(|H|--— ><®. <6>

где а - постоянная решетки, Еас энергия связи ближайших (анион-катион) соседей, Е^ - энергия связи вторых, ближайших (анион-анион) соседей, Есс - энергия связи вторых ближайших (катион-

катион) соседей, Z(R) - функция, равная единице в занятых узлах решетки и равная 0 во всех остальных случаях. Аргументы б-функций соответствуют расстояниям между ближайшими и вторыми ближайшими соседями в кристаллах соединений А^В5 /83/. Верхние индексы соответствуют энергии связи анионов, нижние - катионов. За нулевой уровень энергии принята энергия взаимодействия бесконечно удаленной частицы с поверхностью кристалла. Интегрирование проводилось по объему шара с радиусом, равным расстоянию между вторыми ближайшими соседями.

Численные значения энергий связи (Е^, Еас и Бсс) определялись на основании опубликованных усредненных значений энергии связи атомов мышьяка и галлия и энергии сублимации молекулы As2-Численные значения коэффициентов кинетических уравнений принимались соответствующими онубликовшшм данным или рассчитывались на их основе.

В результате использовались еледунщио. константы: Еас = 0,87 зВ; Есс = 0,137 эВ; Еаа = 0,143 эВ; Цо(Ба) = 5,5 'Ю12 сек-1;

= З'в '1о13 сек"1; ^ноз = -осГюз = 1.24-Ю10 сек'1, "осхТоз = *Ъ[1ю3 = 4.96-Ю10 сек"1; Edes = 0,58 ЗВ; ^ = 0.37 оВ; д = 0,05 эВ.

Процесс моделирования был построен следующим образом: за осаждением атома катиона следовало осаждение молекул анионов в количестве, соответствующем заданному соотношению потоков, начальные координаты частиц определялись случайным образом, характеристики кинетических процессов - расчетом их вероятностей как

на основании соотношений (1-5), так и текущего врем&ни каждого из процессов; граничные условна были циклическими или циклическими с учетом ступени соответственно для идеально выведенной или внци-нальной грани (001).

Третья глава посвящена цроцедуре настройки »одели с помощью калибровочных коэффициентов и проверке ее на адекватность отображения реального процесса роста.

Выбор коэффициентов (г/с)2 и Ка производился путем калибровки моделируемого параметра "коэффициент прилипания" по ¿кспери-ментально полученным значевдям коэф!ициэнта прилипания в экспериментах с модулированными пучками Фоксона и Джойса.

Выбор парк ((г/с)2,Кс1) осуществлялся по следующим критериям: I) пара.дожна быть такой, чтобы зависимость коэффициента прилипания от времени сходилась к постоянному значению, причем лежащему в полосе [0,4..0,5] и 2) за все время моделирования не должно происходить резкого не восстанавливающегося уменьшения мгновенной скорости роста, т.е. срыва роста.

В результате калибровки получены во-дарвых, значение пары ((г/с)2 = 16.0; Ка = 14,0), а во-вторых, доказано существование миграции дилера аниона в состоянии физической адсорбции.

Для согласования моделируемых характеристик с характеристиками, наблюдаемыми с помощью дифракции на отражение быстрых электронов в реальном эксперименте, обычно вводят параметр "плотность даяоатокных ступеней" и сравнивают его вроменную зависимость с временной зависимостью интенсивности дифракционного рефлекса. В этой работе впервые были введены анизотропные параметры плотность моноатомных ступеней в направлении оборванных связей .мышьяка ВдСЮ и Гй;:лия Б^СС) соответсвенно:

где N - число узлов моделируемой матрицы, Ь высота занятого узла с соответствующими плоскими координатами 1 и 3, & - функция, равная I при обращении в ноль ее аргумента и 0 во всех остальных случаях.

Полное совпадение временных зависимостей П-Б^(1 (рис.1а)

и интенсивности дифракционного рефлекса, полученных соответственно при моделировании и в реальном эксперименте для одинаковых условий роста (рис.Ib), показывает адекватность отображения моделью реального процесса роста. При этом в случае моделирования роста в условиях, соответствуют* сравнительному зксперимеЛу, при запрещенной миграции хемосорбировашюго атома мышьяка был зарегистрирован срыв роста, что не соответствует экспериментальным данным. Тем сашм было доказано ранее дискутировавшееся существование миграции анионов в хемосорбированаом состоянии.

Глава 4 посвящена изучению формирования границы раздала при МПЗ-росте автоэпитаксиальшго арсенвда галлия на идеальной грани (001) при низких температурах.

Впервые рассмотрено образование моноатомных ступеней не только катионов, но и анионов. При этом моделированием показано наличие сдвига фаз временных зависимостей плотности моноатомных ступеней., рассчитанных по катионам, анионам и их суше (рис.2). Экспериментально зарегистрировано наличие сдвига фаз временных зависимостей осцшшщий интенсивности ДОВЭ, записанных одновременно в разных участках профиля интенсивности дифракционного рефлекса (рис.3). Таким образом, при рассмотрении формирования дифракционного рефлекса необходимо учитывать рассеяние электронов на ступенях, образованных и катионами и анионами.

Процесс формирования границы раздела кристалл - вакуум анализировался получаешми при моделировании роста временными зависимостями плотностей моноатомных ступеней, шероховатости говерх--яоети, мгновенных скоростей роста и иллюстрировался изображениями фронтов роста. Шероховатость поверхности o-(t) при этом определялась традиционно как изотропная характеристика - дисперсия средней высота H(t):

.(t, = /l im- b^tf C9,

u,j) и 4

где N - число узлов моделируемой матрицы, (1,3) - плоские координаты матрицы, t^ i (t) - высота кристалла в данной точке в данное время. .

Показано, что моменты времени достижения минимума шероховатости и наибольшей упорядоченности границы раздела не совпадают, а сама характеристика "шероховатость" недостаточна для полного описания процесса формирования границы раздела кристалл - вакуум.

Моделированием процесса МПЭ-роста продемонстрировано влияние технологических параметров (условий) роста на действующий механизм формирования граница раздела. Так, при фиксированных скорости роста = 0,5 МЪ/э и температуре роста Т3 = 800 К увеличение соотношения потоков мышьяка г гашшя от I до 3 сопровоздается включением механизма конфигурационно-ограниченного встривания. При исследовании взаимного влияния температура поверхности, скорости роста и соотношения потоков мышьяка и галлия на формирование поверхности сдельной грани (001.) кристалла показана возможность оптимизации процесса МПЭ-роста.

Глава 5 досвящзна исследоващш влияния условий роста на формирование границы раздела кристалл-вакуум вблизи фазового перехода от реконструкции (2x4) к (3x1) как на идеальной, так и вицд-нальных гранях (001) СаДз.

Моделированием МПЭ-роста при постоянной номинальной скорости роста с помощью представлений о конфигурационной зависимости реакций диссоциативной хемосорбцак показано, что на идеальной грани (001) преход режима роста от реконструкции (2x4) к (3x1) сопровождается включением механизма реакционно-ограниченного встраивания (РОВ), характерными особенностями которого является с одной стороны осциллирующий характер временной зависимости мгновенной скорости роста ^(Ю, а с другой - увеличение айны миграции хе-мосорбироваяных атомов.

При моделировании роста на вицинальных гранях с углами разориентации 1,3° и 2,7° от направления [0011 в сторону [1Т0] показано, что при сохранении большой длины миграции хемосорбиро-ванных атомоЕ, соответствующей условиям РОВ на идельной грани,-наличие ступени приводит к снятию ограничения диссоциации за счет генерации центров диссоциации при встраивания мигрирующих атомов в ступень вицянальной грани. Снятие ограничения РОВ сопровоздается уменьшением глубины модуляции осцилляций У^Ш. При этом увеличение угла разориентации вицинальной грани в направлении НТО] от 1,3° до 2,7° привело к значительному уменьшению как глубины модуляции , так и ограничения РОВ .

Известно, что условиям МПЭ-роста в режиме РОВ на идельной грани соответствует наименьшая концентрация глубоких ловушек, но высокая концентрация мелких примесей, в тоже время режиму отсутствия ограничения диссоциации соответствует малая концентрация

мелких примесей при значительной концентрации глубоких ловушек.

Таким образом, МПЭ-рост в таких условиях, при которых одновременно реализуютя большая длина миграции и отсутствие ограничения диссоциативной хеморорбцки, должен приводить к выращиванию кристаллов с наилучшими фотолюминесцентннми свойствами. Показано, что таким условиям соответствует выращивание ОаАя на вицинальной грани с углом разориентации, близким к 3°, в условиях реконструкции (3x1 ).

На пластинах арсенида галлия с углом разориентации 3° от направления 1001] при одинаковой скорости роста были выращены тестовые сЛои нелегированного ОаАз: один - в условиях реконструкции (2<4), второй - в условиях реконструкции (3x1). Интенсивность линии фотолюминесценции в последнем случае была в 4 раза выше, чем в первом.

Тем самым экспериментально подтверждена пригодность разработанной модели для оптимизации режимов выращивания кристаллов с заданными свойствами.

В заключении приводятся основные результаты работы, обсуждаются перспективы их применения и дальнейшего развития.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ

1. разработана оригинальная компьютерная Монте-Карло модель выращивания полупроводниковых соединений А3В5 из молекулярных потоков дамеров анионов и атомарного потока катионов. Модель позволяет получить характеристики формирования границы раздела кристалл-вакуум и впервые позволяет визуализацию рельефа поверхности растущего кристалла.

2. Модель учитывает процессы миграции молекул анионов в состоянии физической адсорбции и атомов как катионов, так и анионов в хемосорбированном состоянии, при этом впервые процесс миграции в хомосорбированном состоянии представлен 'как анизотропный по криетя.плогра$ическим направлениям. Впервые все кинетические процессы рассмотрены как термоактивированные. При построении алгоритма модели для определения вероятности развития конкретных кинетических процессов впервые предварительно определяется полная группа несовместных событий.

3. Для моделирования роста арсенида галлия из молекулярных

пучков определены численные значения всех коэффициентов кинетических уравнений, используемых в модели: часть констант уравнений ряг.г.читядз по опубликованным экспериментальным данным, часть определена в ходе калибровочных компьютерных экспериментов сопоставлением с опубликованными экспериментальными данными.

4. Введены параметры плотности моноатомннх ступеней, рассчитываемые не только по атомам металла, но и по атомам анионов, а также суммарной плотности моноатомных ступеней. Получено хорошее соответствие рассчитываемой в компьютерном эксперименте плотности "моноятомных ступеней с экспериментально регистрируемой временной зависимостью интенсивности нулевого дифракционного рефлекса. Таким образом, модель адекватно отряжает реальный процесс роста.

5. С помощью модели предсказано, а затем подтверждено экспериментально, существование сдвига фаз временных зависимостей интенсивности нулевого рефлекса, регистрируемых . одновременно на разных участках профиля интесивности дифракционного , рефлекса. Высказано предположение о вкладе рассеяния электронной волны на ступенях, образованных атомами как катионов так и анионов, в формирование ¿¿.фракционного рефлекса.

6. Предсказание существования фазовых сдвигов интенсивнос-твЯ разных областей профиля рефлекса ДОБЭ послужило одним из стимулов'' для построения аппаратуры ДОБЭ, позволяющей одновременную регистрации интенсивности в 16 точках профиля интенсивности рефлекса; сформулированы и обоснованы также рекомендации к построению аппаратуры ДОБЭ, повышающие воспроизводимость получаемых результатов.

7. Впервые подучена возможность расчетным путем предсказать динамику развития поверхности растущего кристалла в конкретных условиях _р ста и ее изменения при изменении одного или нескольких технологических параметров роста.

8. Проведено исследование взаимного влияния скорости роста и соотношения потоков мышьяка и галлия на формирование граница раздела кристалл-вакуум в процессе МПЭ-роста на идеально выведенной <001) грани СаАз. Показана возможность оптимизаций условий роста при фиксировании одного из них.

О. Впервые с помощью созданной модели проведено исследование взамного влияния угла рззориентации вицинальной грани от идеального направления [0011, температуры роста и соотношения потоков мышьяка и галлия на формирование рельефа поверхности СаАэ. Пока-

зана связь действующего механизма формирования границы раздела кристалл-вакуум с фотолюминесцентными свойствами выращиваемых кристаллов. Показано, что для улучшения фотолюминесцентных свойств предпочтительно выращивание кристалла на вицинальной грани с углом разориентации от идеального направления более 2,7° в условиях, соответствующих реконструкции поверхности (3x1). Результат подтвержден экспериментально.

Основные результаты опубликованы в следующих работах:

1. Майоров A.A., Филаретов А.Г., Цырлин Г.Э. Статистическая модель роста GaAs в методе молекулярно-пучковой эпитаксш.- Сб.: Научное приборостроение. Автоматизация научных исследований.-Л.:Наука, 1988, с.98-103.

2. Филаретов А.Г., Цырлин Г.Э. Модель роста GaAs (100) в методе молекулярно-пучковой эпитаксии (МПЭ). Тез.Докл. Всесоюзной конференции "Поверхность-8Э", Черноголовка, 198Э, с.197.

3. Паленовский B.C..Филаретов А.Г., Цырлин Г.Э. Исследование особенностей эпитаксиэльного роста GaAs методом математического моделирования. Тез.Докл. I Всесоюзной конференции по физическим основам твердотельной электроники, Ленинград, 1989, т.В, с.156-Т57.

Майоров A.A.-, Филаретов А.Г., Цырлин Г.Э. Моделирование формирования фронта поверхности соелпзниЯ А^В^ в методах молекулярно-пучковой и мигряционно-стимулированной ^читаксии. Труды координационного совещания социалистических стран по физическим основам иптозлектроники {"Оптозлектроника-89"), Баку, 1989, с.124. Б. Майоров A.A., Филаретов А.Г., Цырлин Г.Э. Моделирование роста соединений А3В& в методе миграционно-стимужгрованной эпитаксии. Тез.докл. I Республиканской конференции Латв.ССР "Численные метода моделирования технологических процессов", Рига, 1989, C.9G-97. G. Филаретов А.Г., Цырлин Г.Э. Особенности" формирования границ раздела кристалл-вакуум в методе молекулярно-пучковой эпитяксии. Тез.докл. III Всесоюзной конференции "Моделирование роста кристаллов", Рига, 1990, 4.1, с.73-74.

7. Cirlln G.E., Phllaretov А.П. A new approach In studying о* characteristic features of molecular-beam epitaxial growth of the interfaces of III-Y semiconductors using Monte-Carlo technique.

Abs. 8 General Conference of the European Physical Society, Amsterdam, the Netherlands, 1990, p.50.

8. Cirlln G.B., Dubrovsky V.G., Phylaretov A.H. A kinetic theory and computer simulations о1 the ИВЕ growth of thing films. Abs. 2 International conference on Computational Physics, Amsterdam, the Netherlands, 1990, p.54.

9. Филаретов А.Г., Цырлин Г.Э. Теоретическое исследование роста соединений в системе (Al,Ga)As в методе молекулярно-пучковой зпи-таксии» Тез.докл. V Всесоюзной конференции по физическим процессам в полупроводниковых гетероструктурах, Калуга, 1990, т.1, C.II3-II4.

10. Филаретов А.Г., Цырлин Г.Э. Изучение характерных особенностей процесса, вырзптивания методом миграциошю-стимулировянной зпитак-сии границы раздела GaAs-вэкуум: компьютерное моделирование. Тез. I Международной конференции "Приоритетные направления в научном приборостроении", Ленинград, 1990, с.54.

11. Филаретов А.Г., Цырлин Г.Э. Исследование влияния условий роста бинарных полупроводниковых соединений AgBg на Фронт поверхности в методах молекулярно-пучковой и миграционно- стимулированной зпитзксии: статистическое моделировани8//®ГТ. -1991. -т.33,Коб. -с.1329-1336.

12. Майоров А.А., Филаретов А.Г., Цнрлин Г.Э. Динамика роста бинарных по.яупроводшгаовых соединений ¿УК* в методе МЛЭ: компьютерное моделирование// Научное приборостроение, -1993, -т.2,N4, -с.

13. Phllaretov а.Н., Cirlln G.E. A Computer Simulation Study oi Surface Kinetics Anisotropic properties During GaAs MBE Growth// Abs. 13th General Conference of the Condenced Matter Tlvlslon EPS,' Regei: :£>urg, -1993, p. 1590.

T4. Гурьянов Г.М., Леденцов H.H., Петров В.К., Самсоненко С.Б., Пырлин Г.Э., Филаретов А.Г. Свойства слоев GaAs, выращенных методом молекулярно-пучковой эпитаксш с сохранением реконструкций поверхности (2x4) и (3x1)// Письма в ЖТФ, ■ -1993, т.19, вып.18, c.G4-G7.

' о.о 2-е «.о ао а.о т.о *

Результаты измерений(файл 13тау1) 188

169.2

150. <

131.6

112.8

М

X

75.2 56.4

¿1—ь*с—в1.о—¿л ¿и ил КГЕ ¿л г)га' t

г

Рис Л. Сравнений моделируемого и экспериментально зарегистрированного параметров для одинаковых условий роста: = 0,5 МЬ/з;~!га = 800 К; И = 1 в направлении оборванных связей мышьяка:

a) - плотность моноатомных ступеней 1)^(1.} •

с

b) - временная зависимость интенсивности в нуле-

вом (00) рефлексе Д0БЭ.

Аэ + Са

Рис.2, Плотность ступеней в направлении оборванных связей Аз; о Условия роста: = М1/е; Т,=820К;

Результаты измерений(файл 7оо129)

Г1ЕГ

255^ р.-:: (::::: И»}*::: !::::: 130&:::

__________I....

11 7г п 2.57 2.73

/

"111 С— '

' в 10

1-41-,

1 УДТ/у-^

" 4.0 ь.Ь 1и.и ¿¿.О

1И.7

Мб .4

128.1

103.В

91.5

73.2

Зь.6

"ЙГЛ! 10 ¡Ш5 ^

Рис.3. Экспериментально зарегистрированные временные зависимости интенсивности дифракционного рефлексе