close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

37.Формирование гетероструктур наноприборов методом МЛЭ

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Московский государственный технический университет
имени Н.Э. Баумана
ФОРМИРОВАНИЕ ГЕТЕРОСТРУКТУР
НАНОПРИБОРОВ МЕТОДОМ
МОЛЕКУЛЯРНО)ЛУЧЕВОЙ ЭПИТАКСИИ
Рекомендовано Научнометодическим советом
МГТУ им. Н.Э. Баумана
в качестве учебного пособия
Москва
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана
2009
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 621.38 (075.8)
ББК 32.85
Ф79
Рецензенты: Б.В. Крылов, В.В. Маркелов
Ф79
Формирование гетероструктур наноприборов методом моле
кулярнолучевой эпитаксии : учеб. пособие / В. Д. Шашурин,
К. В. Малышев, С. А. Мешков, Е. А. Скороходов, О. С. На)
райкин. – М.: Изд)во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2009. – 42,
[2] с. : ил.
Настоящее издание соответствует учебной программе курса «Специ)
альные технологические методы в нанотехнологии».
Рассматриваются методы выращивания 2D)наноструктур (наносло)
ев), 1D)наноструктур (нанонитей) и 0D)наноструктур (наночастиц) с по)
мощью молекулярно)лучевой эпитаксии для их применения в нано)
приборах радиоэлектронных систем.
Для студентов 6)го курса приборостроительных специальностей.
УДК 621.38 (075.8)
ББК 32.85
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009
2
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ПРЕДИСЛОВИЕ
Молекулярно)лучевая эпитаксия (МЛЭ) применяется сейчас
в крупнейших лабораториях мира для изготовления наноструктур.
Это единственный метод, позволяющий непосредственно в процес)
се роста контролировать кристаллическую структуру растущего
объекта с атомной точностью с помощью дифракции быстрых элект)
ронов (ДБЭ). МЛЭ – дорогой метод из)за необходимости примене)
ния сверхвысокого вакуума порядка 10–10 Торр (1 Торр = 1 мм рт. ст.
или 102 Па), сверхчистых материалов (99,999 %) и малых скоростей
роста (1 мкм/час). Поэтому на лабораторных образцах с помощью
МЛЭ исследователи стараются только выяснить основные физиче)
ские механизмы процесса роста наноструктур, а для их массового
производства применять традиционные микроэлектронные методы,
например химическую газофазную эпитаксию или эпитаксию из
металлоорганических соединений (МОС)гидридная эпитаксия).
Метод МЛЭ в наноэлектронике является развитием традицион)
ного для микроэлектроники подхода, который не ориентирован на
использование эффектов самоорганизации. В этом подходе наност)
руктуры планируют строить обязательно после тщательной очистки
«строительной площадки». Именно с умения очищать полупровод)
никовые слитки до относительного содержания нежелательных при)
месей 10–8 началась промышленная микроэлектроника полвека на)
зад. Подобная очистка до сих пор считается необходимым этапом
получения микро) и наноструктур.
Однако открытие, совершенное нобелевским лауреатом Жоресом
Алферовым, показало еще один путь – путь самоорганизации. Для
изготовления полупроводниковых лазеров на квантовых ямах нуж)
ны были арсенид)индиевые нанослои хорошего качества, которые
никак не удавалось вырастить гладкими и сплошными методом МЛЭ.
Коллектив Алферова выяснил, что если предоставить таким нано)
слоям возможность расти самостоятельно, не навязывая им форму
гладкого слоя, то вырастают хорошо упорядоченные арсенид)инди)
евые островки одинакового размера (порядка 10 нм) на одинаковом
3
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
расстоянии друг от друга. Таким образом, вместо искомого полу)
проводникового лазера на квантовых ямах получился лазер на кван)
товых точках, имеющий эффективность, близкую к теоретически
предельной.
Приводимые в настоящем учебном пособии примеры получения
нанонитей и наночастиц методом МЛЭ показывают, что самоорга)
низация играет ключевую роль и в таких «сверхчистых» методах по)
лучения наноструктур, как МЛЭ.
1. ПРИМЕНЕНИЕ НАНОСТРУКТУР В ПРИБОРАХ
Для применения в радиоэлектронных средствах (РЭС) нано)
структуру можно определить как объект, размер которого хотя бы
по одной оси X, Y или Z составляет около 10 нм. Этот размер особенно
важен для электронного прибора, т. к. является естественным мас)
штабом длины для квантовомеханических волновых явлений, в ко)
торых участвуют электроны проводимости в полупроводнике. Вол)
новые явления проявляются особенно заметно в том случае, когда
размер препятствия перед падающей волной сравним с длиной этой
волны. Характерный для наноструктуры размер 10 нм – это длина
волны де Бройля электрона с типичной энергией 0,1 эВ в зоне про)
водимости полупроводника.
Размерностью наноструктуры называется число ее «больших» или
«классических» осей, т. е. число координатных осей, по которым раз)
мер наноструктуры больше 1 мкм. В качестве «большого» размера зна)
чение 1 мкм взято потому, что его можно считать границей чисто клас)
сических явлений в полупроводниковых приборах. Например, длина
экранирования электромагнитного поля в полупроводнике состав)
ляет около 1 мкм. Примерно такую же длину имеют краевые дислока)
ции, влияющие на механические свойства и надежность микроэлект)
ронных приборов. В поликристаллических материалах и в материалах
с доменной структурой размер каждого микрокристаллика и домена
также составляет около 1 мкм. На основании этих характерных значе)
ний (1 мкм и 10 нм) наноструктуры делят на следующие типы:
1) двумерные (2D) наноструктуры, или нанослои, – это слои тол)
щиной порядка 10 нм с размером в плоскости слоя порядка 1 H 1 мкм;
2) одномерные (1D) наноструктуры, или нанонити, – это нити
диаметром порядка 10 нм и длиной порядка 1 мкм;
3) нульмерные (0D) наноструктуры, или наночастицы, – это час)
тицы диаметром порядка 10 нм.
4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Физические свойства наноструктур (электропроводность, тепло)
проводность, фотопроводимость, прочность и т. д.) количественно,
а иногда и качественно отличаются от свойств объектов микромет)
ровых размеров из того же материала. Например, электропровод)
ность нанонити может не зависеть от ее длины, а цвет наночастицы
может сильно зависеть от ее размера. На этих отличиях физических
свойств основаны как нынешнее применение наноструктур в нано)
электронных приборах вроде лазеров на квантовых точках, так
и проекты будущих приборов наноэлектроники, не имеющих ана)
логов в микроэлектронике.
Целый класс таких перспективных наноэлектронных устройств
планируется создать, основываясь на квантовомеханическом эффек)
те резонансного туннелирования электрона через различные нано)
структуры. Уникальной особенностью таких резонансно)туннель)
ных устройств является возможность их изготовления с заранее
заданными схемотехническими характеристиками. Например, ре)
зонансно)туннельный диод можно изготовить так, что он будет иметь
заранее заданную вольт)амперную характеристику (ВАХ), по форме
близкую к степенной, и сильно отличающуюся от экспоненциаль)
ной ВАХ, которая свойственная всем микроэлектронным диодам.
На приборах с такими характеристиками можно создавать РЭС с ра)
нее недостижимыми свойствами.
Для применения в приборах важны следующие механизмы токо)
переноса.
1. Перенос на расстояниях, превышающих 1 мкм. В этом случае
явления описываются классической механикой и электродинами)
кой сплошных сред. Механизмы переноса – дрейф и диффузия мак)
роскопических распределений плотностей заряда, массы и энергии.
Масштаб явлений (1 мкм) задается дебаевской длиной экранирова)
ния электромагнитного поля и характерным размером дислокации.
2. Перенос на расстояниях, ме́ньших 10 нм, описывается «чис)
той» квантовой механикой. Механизмы переноса – интерференция
и дифракция волновых функций. Их характерная особенность – на)
личие действительной и мнимой частей функций, иначе соответ)
ствующие потоки заряда, массы и т. д. будут нулевыми. Масштаб
явлений задается дебройлевской длиной волны электрона проводи)
мости с характерной энергией 0,1 эВ в зоне проводимости полупро)
водника.
3. В промежуточной области субмикронных размеров между
10 нм и 1 мкм наблюдается наложение классических и квантовых
5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
механизмов. Кроме этого наблюдаются следующие особенности:
z баллистический (т. е. без столкновений) пролет носителей –
электронов (с длиной свободного пробега 100 нм), ионов и фононов
(с длиной свободного пробега 10 нм);
z наличие «горячих» электронов, т. е. электронов с энергией по)
рядка 1 эВ, много большей равновесной энергии 0,1 эВ;
z хаотическое броуновское движение атомов и групп атомов (кла)
стеров), особенно при температурах выше 100 °С, характерных для
многих технологических процессов;
z поверхностные эффекты, связанные с тем, что число N
ато)
пов
мов на поверхности наноструктуры становится примерно равным
числу Nоб атомов внутри нее;
z самоорганизация, т. е. возникновение упорядоченных струк)
тур из)за конкуренции нелинейных и диссипативных свойств в от)
крытых системах;
z иерархичность и фрактальность (самоподобие), т. е. упорядо)
ченность в виде древовидных структур, вложенных друг в друга, как
матрешка в матрешке.
На каждом уровне (ранге) иерархии (на каждой ветви иерархи)
ческого дерева) протекают похожие процессы, но с характерными
величинами, отличающимися на коэффициент, одинаковый для всех
рангов. В иерархических структурах наблюдается лавинообразное
движение по рангам иерархии, приводящее к макроскопическим
результатам – фазовым переходам.
Для повышения быстродействия полевых транзисторов (ПТ) –
основных элементов РЭС – применяют следующие способы.
1. Длину затвора ПТ выполняют меньше длины свободного про)
бега электрона – 100 нм. Электроны под затвором летят без рассея)
ния в стороны и успевают реагировать на быстрое изменение управ)
ляющего напряжения на затворе.
2. Канал ПТ выполняют в виде потенциальной ямы шириной
10 нм, уменьшающей рассеяние на стенках канала в несколько раз
из)за квантования движения электрона поперек канала, когда по)
перек канала укладывается половина длины волны электрона. При
этом поперечное движение разрешено только с одним значением
энергии (резонансной), и значения волновой функции электрона на
стенках канала оказываются близкими к нулю. Вероятность нахож)
дения электронов в этих местах пропорциональна квадрату модуля
волновой функции электрона. Поэтому вероятность рассеяния элек)
трона на стенках значительно уменьшается.
6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3. Слой с каналом ПТ толщиной около 1 мкм отделяют от под)
ложки с помощью структур «кремний на изоляторе» (КНИ), что пре)
пятствует неконтролируемым задержкам электронов на их пути под
управляющим затвором. Такие задержки возникают из)за ухода
электронов в подложку на ловушечные состояния, из которых элек)
троны возвращаются в канал в случайные моменты времени.
Если размер элементов интегральных схем станет менее 1 мкм, то
подложка перестанет справляться с отведением теплоты, рассеивае)
мой электронами при работе элементов. Для понижения этого энер)
говыделения сейчас разрабатывают следующие перспективные на)
правления.
1. Наноэлектромеханические системы (НЭМС), совмещающие
в одной микросхеме датчик механических воздействий, их преобра)
зователь в электрическую форму и излучатель в виде колебаний СВЧ)
диапазона. В НЭМС механические колебания наноструктур сразу
преобразуются этой же наноструктурой в электрический сигнал. На)
пример, резонансная частота механических колебаний кремниевой
нанонити диаметром 10 нм и длиной 1 мкм составляет около 10 ГГц.
Поэтому достаточно поместить заряд на конец этой нанонити, что)
бы получить излучатель СВЧ)колебаний, частота которых меняется
при механическом воздействии на нанонить.
2. Устройства на спиновых волнах, в которых информацией, пе)
реносимой электронами, является не заряд, а их магнитный момент,
пропорциональный спину. Этим моментом можно управлять, на)
пример, с помощью магнитного поля световой волны. Вдоль канала
ПТ распространяется волна, фронт которой образуют переворачива)
ющиеся на соседних парамагнитных ионах спины электронов. Элек)
троны не перемещаются, поэтому нет теплового рассеяния при их
столкновении с несовершенствами кристаллической решетки.
Спиновая зависимость проводимости может применяться в кон)
струкции с двумя последовательными ферромагнитными слоями
с противоположным направлением намагничивания, разделенными
немагнитной прослойкой. Электроны, прошедшие беспрепятственно
поперек первого слоя благодаря совпадению своих спинов с направ)
лением намагничивания слоя, встретят большое сопротивление во
втором слое с противоположной ориентацией магнитных моментов.
Если взять магнитные слои с разной коэрцитивной силой, то внеш)
ним магнитным полем можно изменить направление намагничива)
ния в одном слое, оставив прежним направление намагничивания
в другом слое. После такого поворота электроны проводимости, про)
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
шедшие через первый слой, пройдут беспрепятственно и через второй
слой. В результате ток через всю конструкцию примет максимальное
значение. Этот эффект магнитосопротивления уже применяется
в магнитных головках для считывания информации, записанной на
поверхности магнитных дисков в виде намагниченных областей мик)
рометровых размеров (доменов) в слое магнитной пленки.
Размер такой магниторезистивной ячейки может быть уменьшен
с микрометров до нанометров, если токоперенос через области мик)
ронных размеров заменить на туннельный переход электрона про)
водимости через нанометровый барьер между двумя магнитными
субмикронными областями. Чтобы был возможен туннельный пе)
реход электрона через барьер, на другой стороне барьера должно быть
свободное место. Наличие свободных и занятых мест по обе стороны
барьера для электронов описывается распределением Ферми. Это
распределение сильно зависит от спинов электронов в соответствии
с принципом Паули, согласно которому два электрона могут иметь
одинаковую энергию, если их спины противоположны. Поэтому для
электрона перед барьером одно и то же состояние за барьером может
оказаться разрешенным или запрещенным в зависимости от направ)
ления его спина относительно спинов электронов по другую сторо)
ну барьера. На этом принципе сейчас разрабатываются ячейки пере)
записываемой памяти субмикронных размеров.
3. Одноэлектронные устройства, в которых для срабатывания эле)
мента РЭС достаточно всего лишь одного электрона, а не милли)
онов, как в обычном микроэлектронном элементе. Поэтому тепло)
вые потери уменьшаются пропорционально числу рассеивающихся
электронов в миллионы раз. В одноэлектронных устройствах основ)
ную роль играет кулоновское отталкивание электрона в канале от
затвора в виде полупроводниковой наночастицы размером около
10 нм (кулоновская блокада). Если такой затвор)наночастица содер)
жит всего один электрон, энергия кулоновского отталкивания дос)
тигает 0,1 эВ, т. е. типичной энергии электрона, и препятствует про)
хождению электрона в канале мимо затвора.
Для повышения функциональности стараются сочетать в одном
устройстве вместе с электрическими всевозможные механизмы –
оптические, магнитные, тепловые и механические – как, например,
в НЭМС. В наноэлектронных интегральных схемах важна проблема
скейлинга (от англ. scale – масштаб). Она заключается в наличии
задержки порядка 10 пс в проводнике длиной около 1 мкм, соединя)
ющем с периферией внутренний элемент ИС (например, полевой
8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
транзистор) размером около 10 нм. То есть в будущей ИС размером
порядка 1 мкм управляющий сигнал с периферии частотой выше
100 ГГц сгладится и не дойдет до управляемого элемента внутри ИС.
Для решения этой проблемы планируют перейти от нынешней архи)
тектуры с управлением от периферии к архитектуре клеточного авто)
мата, где связи есть только между соседними элементами. Эта новая
архитектура предполагает отсутствие внешнего управления процес)
сами внутри ИС и подводит нас опять к принципам самоорганиза)
ции, только теперь уже не в процессах нанотехнологии, а в процессах
функционирования наноэлектронных интегральных схем.
Чтобы из нанослоев получить приборы, содержащие нанонити
и наночастицы, кроме традиционной оптической литографии (в ди)
апазоне крайнего ультрафиолета – измерения с длиной вол)
ны < 0,2 мкм), применяются электронно)лучевая, ионная, рентге)
новская литографии. Суть литографии состоит в покрытии нанослоя
слоем резиста (полимер, аналогичный эмульсии для проявления фо)
тографий), последующем изменении свойств резиста с помощью его
облучения на ненужных участках слоя через отверстия в маске и уда)
лении ненужных участков с помощью травления. Виды литографии
различаются видами излучения, применяемого для изменения
свойств резиста на ненужных участках рисунка. Недостатком элект)
ронно)лучевой и ионной литографий является высокая (десятки кэВ)
энергия частиц, падающих на подложку при создании рисунка. Этой
энергии достаточно для выбивания вторичных частиц в подложке.
В результате нарушается кристаллическая структура в области поряд)
ка 1 мкм, т. е. много больше, чем искомая наноструктура. Недостат)
ком ионной и рентгеновской литографий является трудность получе)
ния высокой интенсивности пучка и его фокусировки.
Кроме литографии нанонити и наночастицы можно получать пу)
тем изменения свойств подложки или нанослоя на ней в области око)
ло 10 нм зондовыми методами. Для них характерны высокая напря)
женность (порядка 106 В/см) электрического поля вблизи острия
зонда (иглы с радиусом закругления острия около 100 нм), на кото)
рое подается напряжение порядка 10 В, а также высокая поверхност)
ная плотность тока между иглой и подложкой, разделенных зазором
1 нм, через который течет ток порядка 1 нА. Этот ток мал, однако
плотность тока (сила тока, деленная на площадь сечения) оказыва)
ется высокой (порядка 104 А/см2) из)за малого поперечного сечения
(порядка 10 нм2) трубки тока, по которой протекает 90 % туннель)
ного тока.
9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2. СРАВНЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОЛУЧЕВОЙ ЭПИТАКСИИ
С ДРУГИМИ МЕТОДАМИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАНОСТРУКТУР
Все методы изготовления наноструктур можно разделить на две
группы.
1. Традиционные для микроэлектроники методы, требующие
сверхчистых материалов, сверхвысокого вакуума и т. п. К этой груп)
пе относятся различные виды эпитаксий, в том числе вакуумные
методы, включающие МЛЭ.
2. Методы, не требующие сверхчистых условий, но базирующие)
ся на принципах самоорганизации.
В первой группе выбор ваукуумного метода изготовления нано)
структур определяется требуемой точностью воспроизведения за)
данного химического состава и толщин слоев. Из опыта известно,
что в обычном высоком вакууме 10–6 Торр при отсутствии откачки
в течение всего лишь одной секунды атомарно чистая поверхность
подложки покрывается монослоем из адсорбированных молекул.
В основном это молекулы воды, кислорода и углеводородов. Этот
монослой толщиной менее 1 нм полностью определяет свойства та)
кой загрязненной поверхности, маскируя свойства материала под)
ложки. Поэтому для изготовления наноструктур традиционными
для микроэлектроники вакуумными методами необходимы сверх)
высокий вакуум (т. е. остаточное давление порядка 10–10 Торр), осо)
бо тщательная очистка подложек (в первую очередь, от остатков
оксидных пленок), особо чистые исходные материалы (не менее
«пяти девяток», т. е. 99,999 %), «измельчение» частиц в осаждае)
мом пучке до размера отдельных молекул (около 0,5 нм), контроль
за атомной структурой растущих наноструктур в реальном режиме
времени с атомной точностью. Только метод МЛЭ (в сочетании с но)
выми добавками типа плазменной активации) удовлетворяет всем
этим требованиям. Поэтому несмотря на дороговизну он широко
применяется при изготовлении экспериментальных образцов на)
ноструктур.
К основным методам изготовления нанослоев относятся сле)
дующие.
1. Термическое и электронно)лучевое испарение. Материал вы)
летает с поверхности расплава в высоком вакууме и осаждается на
подложке. Преимущества – простота и дешевизна. Недостаток – об)
разование крупных капель размером около 1 мкм, требующих даль)
нейшего измельчения (например, отжига при температуре около тем)
10
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
пературы плавления) или применения устройств ионного сепариро)
вания (отделения) летящих капель.
2. Химическая газофазная эпитаксия (химическое осаждение из
паровой фазы). Газообразные реагенты поступают в зону реакции
около подложки в потоке газа)носителя, термически разлагаются
(пиролиз), вступают в реакцию и образуют пленку на поверхности
подложки. Преимущество – удобство для выпуска в промышлен)
ных масштабах.
3. Лазерная эпитаксия. Луч мощного импульсного лазера ска)
нирует поверхность мишени и образует локальную зону расплава.
Из этой зоны со сверхзвуковой скоростью вылетают частицы, диф)
фундируют к поверхности подложки и образуют растущую пленку.
Преимущества – удобство и быстрота регулировки состава с помо)
щью «наборных» твердых вращающихся мишеней.
4. Жидкофазная эпитаксия. Подложка погружается в расплав.
Ее температура должна быть ниже температуры расплава, но выше
температуры растворимости материала выращиваемой пленки. Пос)
ле погружения температура в окрестности поверхности подложки
оказывается ниже температуры растворимости вещества пленки
и оно осаждается на подложку. Этот процесс аналогичен росту кри)
сталлов в пересыщенном растворе. Преимущества – простота и де)
шевизна. Недостаток – размытые границы нанометровых слоев из)
за медленного механического перемещения подложки при смене
расплавов и осаждения пара около поверхности расплава на подлож)
ку, когда она еще (уже) не касается расплава.
5. Ионно)плазменные методы, включающие магнетронное на)
пыление (физическая газофазная эпитаксия). В тлеющем разряде
ионы инертного газа ускоряются в электрическом поле мишени и вы)
бивают из нее частицы. Частицы летят к подложке и образуют на
ней растущую пленку. Преимущества – простота и относительно не)
высокая стоимость. Недостаток – трудно снизить содержание неконт)
ролируемых примесей из)за отсутствия сверхвысокого вакуума.
6. Плазмохимическое осаждение. В тлеющем разряде ионы инерт)
ного газа ударяют в молекулы органических соединений (напри)
мер, углеводородов) и разлагают их около подложки. Часть получа)
ющихся фрагментов образует растущую на подложке пленку, а часть
уносится системой откачки. Преимущества и недостатки те же, что
и у ионно)плазменных методов.
Основной принцип МЛЭ (рис. 1) состоит в том, что в сверхвысо)
ком вакууме из отверстия источника 1 (эффузионной ячейки) с рас)
11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 1
плавом вылетает молекулярный пучок 2 и образует на поверхности
подложки 3 растущую пленку. Рост монослоев контролируется
по картине на сцинтилляционном экране 4 дифракции быстрых
электронов (ДБЭ). На экране ДБЭ видны отражения от пучка 5
электронов, вылетающих из электронной пушки 6 и падающих
на поверхность подложки почти по касательной (угол порядка 1 °).
Возможность контроля с помощью картины на экране ДБЭ являет)
ся уникальным преимуществом МЛЭ. Для получения слоев разного
химического состава и легирования применяют источники, содер)
жащие разные химические элементы. Молекулы из каждого отдель)
ного источника долетают до поверхности подложки, двигаются по
ней и вступают между собой в химическую реакцию. Так, напри)
мер, из атомов мышьяка и галлия образуется слой за слоем арсенид
галлия GaAs. Недостатком метода МЛЭ является дороговизна, вы)
текающая из необходимости создания сверхчистых условий получе)
ния слоев.
Если в рабочем объеме МЛЭ кроме эффузионных ячеек добавля)
ют другие источники и средства воздействия на частицы в молеку)
лярных пучках, то эти варианты МЛЭ называют химической луче)
вой эпитаксией. К ней относится, например, МЛЭ с плазменной
стимуляцией. Источник плазмы (слабоионизованный газ, напри)
мер азот, из небольшого объема с тлеющим разрядом) сообщает час)
тицам молекулярного пучка из эффузионных ячеек энергию, необ)
ходимую для преодоления активационного барьера химических
реакций. Активированные частицы из молекулярных пучков всту)
12
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
пают в реакцию на поверхности подложки и образуют на ней расту)
щую пленку. В качестве источников применяют газообразные (как
в газофазной эпитаксии), твердые сублимационные источники или
расплавы в тиглях (как в термических методах).
3. УСТАНОВКА МОЛЕКУЛЯРНОЛУЧЕВОЙ ЭПИТАКСИИ
3.1. Рабочий объем
Рабочий объем МЛЭ 1 (рис. 2) делается из нержавеющей стали.
Для создания сверхвысокого вакуума (около 10–10 Торр) проводят
его обезгаживание (удаление газов) многочасовым прогревом до тем)
Рис. 2
ператур около 300 … 400 °С. При больших температурах удалять газы
нельзя, так как около 500 °С начинается интенсивная диффузия уг)
лерода из нержавеющей стали. Это резко облегчает диффузию газов
внутри стали, и она перестает обеспечивать сверхвысокий вакуум.
Для прогрева стенки окружены резистивными нагревателями 2, по)
13
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
крытыми сверху асбестовым теплоизолятором и алюминиевыми за)
щитными кожухами.
Для получения слоев высокой чистоты важно, чтобы источники
содержали как можно меньше посторонних примесей. Для этого в тиг)
ли источников 3 помещают только сверхчистые материалы (относи)
тельное содержание примесей менее 10–5). Для перехвата частиц, ис)
паряющихся со стенок, внутри вдоль стенок стоят металлические
экраны 4, охлаждаемые жидким азотом. Частицы нежелательных при)
месей, вылетающие со стенок, конденсируются на холодных экранах
и не доходят до подложки 5, где растут наноструктуры.
Материал (например, Ga) в форме молекулярных пучков (лу)
чей) из эффузионных ячеек 3 наносится на кристаллическую под)
ложку 5, подогреваемую (примерно до 600 °С) нагревателем 6 и вра)
щаемую (для однородности роста слоев) приводом 7 с небольшой
скоростью около 1 об/с. Молекулярный пучок обычно получается
с помощью теплового испарения из источника, содержащего нано)
симый материал в виде одного химического элемента (например,
чистого Ga). Но применяются и источники с металлоорганикой
(МОМЛЭ), с газообразными гидридами (МЛЭ с газообразными ис)
точниками) или некоторой комбинацией таких источников
(химическая лучевая эпитаксия – ХЛЭ). Температура тиглей очень
высока (около 900 °С), поэтому источники окружены водоохлаж)
даемыми рубашками 8.
Для образования атомно резких границ между соседними нано)
слоями с разным химическим составом важно, чтобы скорость роста
слоя равнялась нескольким ангстремам в секунду. Тогда прерыва)
ние роста слоя за долю секунды можно обеспечить поворотом меха)
нической заслонки, управляемой компьютером. В лабораторных ус)
тановках МЛЭ с малым размером подложек расстояние от источника
до подложки составляет примерно 10 см. В промышленных установ)
ках это расстояние больше, так как там подложки больше и требует)
ся большая степень однородности слоя вдоль их поверности.
Для контроля состава и структуры растущих нанослоев применя)
ется метод ДБЭ. Электроны вылетают с большой энергией (порядка
10 кэВ) из электронной пушки 9, отражаются от подложки 5 под
маленьким углом (порядка 1 °) и попадают на сцинтилляционный
экран, образуя узор из светящихся пятен. По картине на экране ДБЭ
не только судят о структуре растущего слоя, но и измеряют его ско)
рость роста с точностью до монослоя (обычно она составляет 1 моно)
слой в секунду или 1 мкм/час). Перед каждым источником стоит
14
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
заслонка 11, с помощью которой открывают или перекрывают мо)
лекулярный пучок из источника 3 на подложку 5.
3.2. Эффузионные ячейки
Источники молекулярных пучков (эффузионные ячейки)
(рис. 3) – это тигли с кипящим расплавом 1, нагреваемым печью 2
примерно до 900 °С, пока не будет достигнута требуемая величина
Рис. 3
выходящего из них потока 3 осаждаемого материала. Типичное ра)
бочее давление в молекулярном пучке, выходящем из ячейки, со)
ставляет примерно 10–7 Торр, т. е. соответствует очень хорошему ва)
кууму, который нелегко получить в обычной лабораторной
вакуумной установке. В установке МЛЭ такое давление является не
давлением остаточных неконтролируемых примесей, а полезным ра)
бочим давлением внутри молекулярного луча, доставляющего моле)
кулы до подложки. Это наглядно показывает высокий уровень слож)
ности проблем, связанных с работой на установке МЛЭ.
Изменение температуры эффузионной ячейки на полградуса
приводит к изменению потока 3 примерно на один процент. Чтобы
контролировать толщину нанослоев с точностью около 1 % для уп)
равления температурой ячеек применяются высокостабильные уст)
15
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ройства с обратной связью, состоящие из вольфрамо)рениевых тер)
мопар 4 и контроллеров 5 пропорционального, интегрального и диф)
ференциального типов. Для предотвращения взаимного теплового
влияния соседние ячейки разделены охлаждаемыми экранами.
Пока заслонка 6 перед ячейкой закрыта, часть излучаемой тепло)
ты 7 отражается от нее и возвращается обратно в ячейку. Поэтому
открывание заслонки вызывает падение температуры ячейки, кото)
рое приводит к уменьшению потока вещества из нее на несколько
процентов с характерной постоянной времени восстановления рав)
новесия в несколько минут. Этот переходный процесс зависит от
деталей конструкции заслонки 6, устройства нагревательного эле)
мента 2 и расположения термопары 4 контроллера. При составлении
программы управления заслонками 6 для автоматического выращи)
вания последовательности нанослоев с разным химическим соста)
вом этот переходный эффект обязательно учитывается.
Рассмотрим модель Кнудсена эффузионной ячейки. В замкну)
том объеме с чистым материалом в твердой или жидкой форме, на)
гретым до температуры Т, устанавливается термодинамическое рав)
новесие между этим материалом и паром вокруг него. Это равновесие
описывается уравнением Менделеева – Клапейрона, связывающего
давление пара Р с температурой Т:
⎛ H ⎛
P (T ) = Рmaxexp – ⎜
⎜,
⎝КБТ ⎝
(3.1)
где Н – энтальпия испарения материала, КБ – постоянная Больц)
мана и Рmax – максимальное теоретическое давление, соответству)
ющее бесконечно большой температуре Т. Далее предполагают, что
при малых давлениях Р поток частиц, испаряющихся с поверхнос)
ти, можно считать независимым от потока частиц, возвращающих)
ся из пара на поверхность. Максимальный поток Smax частиц мас)
сой М, испаряющихся с поверхности при температуре Т, можно
оценить через среднюю тепловую скорость V = (2πMКБТ )1/2 и дав)
ление Р по формуле
Smax =
P
V
=
P
2πMКБТ
.
(3.2)
При этом предполагают, что каждая частица, достигшая поверх)
ности, остается на ней, и для компенсации осевших частиц такой
16
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
же поток должен уходить с поверхности в пар. Если же коэффици)
ент К прилипания частиц к поверхности меньше единицы, то часть
из них отражается и возвращается в пар. Поэтому уходящий с по)
верхности поток S отличается от потока Smax на коэффициент при)
липания К :
S = KSmax .
(3.3)
Уменьшение потока при К < 1 можно наглядно представить как
увеличение эффективного давления в облаке пара, находящегося
около поверхности расплава, вследствие отражения частиц от этой
поверхности. Отраженные частицы возвращаются в облако и меша)
ют испарению других частиц из расплава, «отталкивая» их обратно
в расплав. Коэффициент прилипания К зависит от свойств поверх)
ностей расплава и налетающих частиц на микроуровне. Таким обра)
зом, поток S в тигле с открытой границей раздела между жидкостью
и паром совершенно непредсказуем. Чтобы избежать этой неопре)
деленности, для источника применяют конструкцию ячейки Кнуд)
сена. В ней излучающая поверхность расплава окружена экраном
с маленьким отверстием, которое и является источником испаряе)
мых частиц. Отверстие в экране должно быть меньше длины сво)
бодного пробега частиц при заданном давлении, и толщина стенок
отверстия должна быть как можно меньше. При этих условиях вле)
тающие в отверстие частицы не смогут вылететь обратно, т. е. эф)
фективный коэффициент прилипания такого источника равен еди)
нице независимо от типа материала в тигле и его температуры.
В результате число вылетающих частиц в единицу времени для лю)
бого материала в тигле оказывается пропорциональным площади А
отверстия ячейки и равно АSmax, а угловое распределение вылетаю)
щих частиц пропорционально косинусу угла между направлением
вылета и направлением нормали к площади отверстия ячейки. От)
клонения от этой формы распределения становятся заметными при
утолщении стенок ячейки до величины, сравнимой с диаметром вы)
ходного отверстия. При дальнейшем увеличении толщины выход)
ной пучок становится все более параллельным.
Типичная МЛЭ установка для нанесения AlGaAs слоев содержит
ячейки с мышьяком, галлием, алюминием, бериллием (для p)леги)
рования) и кремнием (для n)легирования). Больше всего расходует)
ся As, поэтому этот источник самый массивный и при его разогреве
требуется несколько часов для выхода на стабильную рабочую тем)
17
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
пературу. Для управления его потоком на выходе тигля со слитком
As стоит натекатель (см. поз. 8 на рис. 3), а за ним – нагреваемая
примерно до 800 °С трубка 9 (крекинг)трубка) для разложения вы)
летающих молекулярных фрагментов As4 на два мелких As2.
Разложение As4 на 2As2 в крекинг)трубке уменьшает расход As,
так как молекулы As2 более эффективно встраиваются в GaAs под)
ложку, а также улучшает кристаллическую структуру растущего слоя
GaAs благодаря более простому механизму встраивания As2 в под)
ложку.
Для нахождения оптимальной температуры нагрева крекинг)
трубки с помощью масс)спектрометра измеряется содержание As2
и As3 (As4 слишком тяжел для регистрации масс)спектрометром). По
мере нагрева крекинг)трубки отношение As2/As3 возрастает пример)
но до десяти при температуре около 800 °С, а затем перестает расти.
Это и есть оптимальная температура, так как дальнейший нагрев
приводит только к росту ненужных примесей из нити нагревателя
крекинг)трубки. Чтобы избавиться от этих примесей, нагреватель)
ный элемент окружают оболочкой из пиролитического нитрида бора,
известного своей химической стабильностью до 1400 °С. По этой же
причине заслонки делают из молибдена или тантала.
Наличие примесей проверяют по спектру люминесценции из
тестовых структур AlGaAs с квантовыми ямами. Примесные уров)
ни конкурируют с резонансными уровнями в слое потенциальной
ямы, уширяют и понижают спектральные линии фотолюминесцен)
ции вплоть до их исчезновения. На подложке из GaAs выращива)
ют специальную тестовую структуру в виде «пирога» из слоев
GaAs/AlAs/GaAs/AlAs/GaAs толщиной около 5 нм. Эту структуру
освещают лучом лазера, а выходящий из структуры свет направляют
в фотоспектрометр, где измеряют зависимость интенсивности вы)
ходящего света от длины волны. Если примесей в структуре нет, то
эта зависимость имеет вид острого пика, располагающегося на резо)
нансной длине волны, определяемой толщиной слоев GaAs. Чем боль)
ше примесей, тем ниже и шире этот резонансный пик.
3.3. Картины на экране дифракции быстрых электронов
Для слежения за ходом нанесения слоев применяется дифракция
быстрых электронов (ДБЭ) при их отражении от поверхности расту)
щего слоя (отражательная дифракция высокоэнергичных электро)
нов, или RHEED в английской транскрипции). С ее помощью ка)
18
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
либруют скорости роста слоев и температуру подложки, наблюдают
удаление оксидов с поверхности подложки, определяют вид упоря)
дочения поверхностных атомов и подходящее избыточное давление
паров As, обеспечивают обратную связь для управления источником
в зависимости от состояния поверхности растущего слоя и получают
информацию о кинетике роста слоя.
Электронная пушка ДБЭ эмиттирует электроны с энергией око)
ло 10 КэВ, которые падают на поверхность под скользящим углом
около 1°, отражаются от нее, падают на экран с фосфорным покры)
тием (рис. 4) и образуют дифракционный узор 1 из светящихся пя)
тен, наложенный на пятно 2 зеркального отражения пучка от поверх)
ности подложки и на яркое
пятно 3 от электронов первич)
ного пучка, прошедших напря)
мую из пушки мимо подложки
к экрану. Изображение с экрана
далее записывается на видеока)
меру для записи всей картины
или для слежения за изменени)
ем во времени интенсивности
свечения выбранного дифрак)
ционного пятна или пятна зер)
Рис. 4
кального отражения.
По виду дифракционной
картины ДБЭ делают качественные выводы о состоянии поверхно)
сти. Если поверхность монокристаллическая и гладкая, то картина
состоит из полос, перпендикулярных поверхности подложки 4. При
нарушении гладкости поверхности эти полосы разбиваются на от)
дельные пятна и тускнеют. Эта ситуация изображена на рис. 4. Аморф)
ная поверхность, например, слой оксида, дает туманное размытие
вместо дифракционных пятен. Поликристаллическая поверхность
дает дифракционную картину, состоящую из колец, окружаюших
пятно зеркального пучка. При выращивании нанослоев AlGaAs сле)
дят, чтобы дифракционная картина всегда имела вид полос (стерж)
ней или тяжей).
Кроме качественных выводов о состоянии поверхности дифрак)
ционная картина содержит и количественные данные об изменении
параметра кристаллической решетки в ходе роста слоев. Например,
по расстоянию между дифракционными пятнами было измерено
4%)ное рассогласование параметров решеток Ge и Si при эпитакси)
19
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
альном росте напряженных сплошных и островковых пленок GexSi1–x
на подложках из кристаллов кремния, в которых кристаллографи)
ческие плоскости (100) ориентированы вдоль поверхности Si (100).
3.4. Подготовка подложки
Для эпитаксиального роста нужна атомарно высокая чистота ис)
ходной подложки GaAs, так как атомы примеси из атмосферы или
другого источника соединяются с подложкой и либо создают дефек)
ты кристаллической структуры, либо ухудшают оптические и элек)
трические свойства растущего эпитаксиального слоя. Для контроля
чистоты подложки применяется электронная Оже)спектроскопия.
Сейчас производители подложек GaAs поставляют чистые подлож)
ки, готовые к эпитаксиальному росту и защищенные слоем оксида,
выращенного в тщательно контролируемой окислительной атмо)
сфере. Этот защитный слой удаляется с подложки внутри рабочего
объема перед самым началом процесса МЛЭ.
Подложку разрезают на части нужного размера, которые прикреп)
ляются индиевыми прокладками к молибденовым блокам. При этом
следят, чтобы на поверхности подложки не было пыли – частичек
подложки, оставшихся от процедуры резки. Далее подложки поме)
щают в загрузочный шлюз установки МЛЭ и нагревают несколько
часов для обезгаживания перед их перемещением далее в буферный
объем установки. Здесь они опять обезгаживаются нагревом при
450 °С перед тем как оказаться в рабочем объеме, где будет происхо)
дить эпитаксиальный рост.
После загрузки подложки в рабочий объем и ее разворота навстре)
чу источникам экран ДБЭ показывает туманное размытие вместо диф)
ракционной картины, что говорит об аморфном состоянии защит)
ного оксида на поверхности подложки. Для удаления этого оксидного
слоя подложки нагревают в условиях избыточного давления паров As
до тех пор, пока на экране ДБЭ не появится дифракционная картина
монокристаллической подложки. Температуру подложки контроли)
руют термопарой, прижимаемой пружиной к молибденовому основа)
нию подложки.
Температура, при которой подложка становится чистой, зависит
от вида оксидного слоя, от скорости роста температуры и отличается
для соседних подложек примерно на 20 °С, а иногда испытывает от)
клонения и на 40 °С от обычного значения 600 °С. Эти отклонения
вызваны не различием прижимов термопар к подложкодержателям,
20
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
а природой удаляемого сорбированного слоя. Кроме термопары для
контроля температуры подложки применяется также оптический
пирометр, направляемый на поверхность подложки через противо)
положное окно. Пирометр измеряет температуру (с погрешностью
около 10 °С) путем измерения той длины волны оптического излу)
чения из нагреваемого тела, на которую приходится максимальная
интенсивность излучения. После появления кристаллической диф)
ракционной картины на экране ДБЭ, говорящей об удалении ок)
сидного слоя, подложка нагревается еще на 50 °С и выдерживается
около 10 мин для удаления остатков оксида.
4. ИЗМЕРЕНИЕ СКОРОСТИ РОСТА
Чтобы между слоями сохранялось соответствие кристаллических
решеток, важно точно контролировать скорости роста моноатомных
слоев. Для определения этих скоростей роста применяют несколько
способов:
z измерение потока из источника по эффективному давлению
в пучке с помощью ионизационной лампы, применяемой также для
измерения давления в рабочем объеме в окрестности подложки;
z измерение скорости роста с помощью счета монослоев по коле)
баниям интенсивности на экране ДБЭ пятна зеркального отраже)
ния пучка от поверхности подложки.
4.1. Измерение потока ионизационной лампой
Измерение потока из источника по эффективному давлению
в пучке можно проводить с помощью ионизационной лампы, при)
меняемой также для измерения давления в рабочем объеме в окрест)
ности подложки. Ионизационная лампа измеряет давление в диапа)
зоне высокого вакуума от 10–3 до 10–7 Торр и состоит из раскаленной
нити, излучающей электроны, нитей, ускоряющих электроны,
и спирали, принимающей ионы. Эти ионы образуются из атомов газа,
в которые ударяются ускоренные электроны. Чем больше ионный
ток, тем больше концентрация газа, т. е. больше его давление. Когда
эту лампу разворачивают навстречу молекулярному пучку из эф)
фузионной ячейки, то ее показания зависят от взаимного располо)
жения деталей конструкции и способности к ионизации частиц
в пучке. Для данной установки МЛЭ и данной эффузионной ячей)
ки эти показания пропорциональны потоку частиц из источника
21
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
в сторону подложки и, следовательно, пропорциональны скорости
роста слоя.
В отличие от других способов измерения скорости роста этот спо)
соб не требует наличия самого растущего слоя на поверхности под)
ложки и применяется для только что установленных новых эффу)
зионных ячеек. Характерное значение давления, показываемое этой
лампой, равно 10–7 Торр для роста слоя Ga со скоростью 1 мкм/ч.
Недостатком ионизационной лампы является то, что при измерении
потока частиц ее ионизационный элемент покрывается слоем из этих
частиц и быстро теряет чувствительность.
4.2. Колебания интенсивности на экране
дифракции быстрых электронов
Измерение скорости роста проводится также с помощью счета
монослоев по колебаниям интенсивности на экране ДБЭ пятна зер)
кального отражения пучка электронов от поверхности подложки (см.
поз. 2 на рис. 4). Когда поверхность гладкая, интенсивность зер)
кального отражения максимальна. При появлении на этой поверх)
ности островков растущего нового слоя падающий пучок рассеива)
ется на них, поэтому интенсивность зеркального пятна на экране
ДБЭ падает. Интенсивность минимальна, когда половина площади
подложки занята островками нового слоя, т. е. при коэффициенте
заполнения 1/2. По мере продолжения роста слоя растет площадь его
слившихся островков и вместе с ней растет интенсивность пятна на
экране ДБЭ, соответствующего зеркальному отражению пучка от
поверхности подложки.
Кроме зеркального отражения на интенсивность этого пятна вли)
яет также интерференция электронов, отраженных от нижнего слоя
и от поверхности растущих островков. Из)за неизбежного шатания
подложкодержателей при вращении карусели угол зеркального от)
ражения надо подстраивать с помощью небольших перемещений
электронной пушки ДБЭ.
Если при нанесении слоя GaAs заслонку источника Ga закрыть
примерно в середине монослоя, то интенсивность пятна зеркально)
го отражения постепенно увеличивается. Это объясняется отсоеди)
нением атомов Ga от маленьких островков и их диффузией по
поверхности, пока они не остановятся, присоединившись к ступен)
чатому краю большого острова нового слоя. Такой эффект отсут)
ствует при нанесении слоя AlAs из)за намного меньшей поверхност)
22
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ной подвижности атомов Al. Однако при нанесении AlAs выявлен
эффект постепенного уменьшения средней интенсивности зеркаль)
ного пятна ДБЭ из)за заряда поверхности. Хотя при нанесении слоя
GaAs эта средняя интенсивность практически постоянна, но наблю)
дается постепенное уменьшение размаха колебаний интенсивности
по мере добавления все новых слоев GaAs. Эти эффекты в сочетании
с необходимостью останавливать вращение карусели (чтобы подлож)
ка не вибрировала) делают невозможным применение ДБЭ для сле)
жения за скоростью роста разных слоев в режиме реального времени.
Без вращения подложки разброс скорости роста по ее поверхности
составляет около 5 % для квадратной подложки со стороной 1 см.
Если поверхность подложки срезана под малым углом к кристал)
лографическому направлению <100>, то на ней имеются моноатом)
ные ступеньки. Рост новых слоев на такой подложке происходит не
только путем обычной эпитаксии, но и вследствие распространения
таких ступенек при их достраивании. К этому механизму роста ме)
тод ДБЭ не чувствителен. Несмотря на имеющуюся связанную с этим
неопределенность, метод ДБЭ применяется для контроля толщины
нанослоев с точностью около 1 %.
5. ПОВЕДЕНИЕ ЧАСТИЦ ПРИ РОСТЕ СЛОЕВ AlxGa1–x As
Когда частицы из пучка достигают подложки, они могут:
z адсорбироваться на поверхности;
z мигрировать по поверхности;
z взаимодействовать с другими атомами;
z проникать вглубь подложки;
z десорбироваться с поверхности.
Существует три основных контролируемых параметра, влияющих
на выбор одного из этих вариантов: тип поверхности, температура
подложки и плотность потока падающих частиц. Под типом поверх)
ности понимают не только ее химический состав, но и отличие крис)
таллической структуры на поверхности от структуры внутри объема.
Если это отличие незначительное и заключается только в небольшом
изменении межатомных расстояний, то говорят о «релаксации» по)
верхности. Если отличие сильное и заключается в изменении типа
кристаллической упорядоченности (например, период решетки вдоль
некоторого направления на поверхности стал вдвое больше периода
внутри объема), то говорят о «реконструкции» поверхности (в приве)
денном примере такую реконструкцию обозначают (2 H 1)).
23
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
5.1. Избыточное давление паров As
При обычных для выращивания GaAs температурах подложки
580 … 650 °С частицы мышьяка преимущественно следуют по пути
десорбции с поверхности. Поэтому во избежание избытка Ga в рас)
тущем слое приходится повышать плотность потока частиц As в пуч)
ке, т. е. проводить процесс в условиях избыточного давления паров
As. С другой стороны, известен факт, сильно облегчающий рост слоя
со стехиометрическим составом GaAs. Присутствие атомов Ga, ад)
сорбированных на поверхности, сильно увеличивает вероятность ад)
сорбции молекул As2. Коэффициент прилипания КAs частиц As к под)
ложке пропорционален потоку Ga и достигает КAs = 1 для частиц As2
и КAs = 1/2 для частиц As4. Этот эффект самоорганизации приводит к
стехиометрическому росту GaAs слоя в широком диапазоне темпе)
ратур подложки и избыточного давления паров As.
Коэффициент прилипания КGa атомов Ga к подложке GaAs остает)
ся близким к единице при увеличении температуры подложки до 650 °С.
Для атомов Al коэффициент прилипания к подложке AlxGa1–x As ра)
вен единице даже при росте температуры выше 700 °С. При таких
единичных коэффициентах прилипания содержание Al и Ga в рас)
тущем слое AlxGa1–x As остается зависящим только от плотностей их
потоков, т. е. от температур эффузионных Al и Ga ячеек. Поэтому
для регулировки параметра х состава слоя AlxGa1–x As достаточно
регулировать температуру ячеек Al и Ga. Но если температура под)
ложки превышает границу указанного интервала единичного ко)
эффициента прилипания, то коэффициенты прилипания Al и Ga
к растущему слою AlxGa1–xAs начинают зависеть от величины из)
быточного давления паров As, температуры подложки и от состава
слоя AlxGa1–x As.
5.2. Поверхностная подвижность Al и Ga
На качестве слоя AlxGa1–x As сильно сказывается поверхностная
подвижность атомов Al и Ga. Если атомы диффундируют по поверх)
ности до края моноатомной ступеньки и присоединяются к ней, то
рост слоя происходит «гладко», без образования отдельных остров)
ков. Подвижность атомов Al и Ga зависит от наличия других атомов
Al и Ga на поверхности, типа поверхности, от ее температуры и вели)
чины избыточного давления паров As. Чем выше температура под)
ложки и чем меньше избыточное давление паров As, тем больше по)
24
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
верхностная подвижность атомов Al и Ga. Поэтому для «гладкого»
роста слоя AlxGa1–x As желательно проводить процесс при повышен)
ной температуре подложки (но не выше максимальной температуры
единичного коэффициента прилипания) и при пониженном избы)
точном давлении паров As (но не ниже минимального давления As
для равновесия с Ga).
Подвижность атомов Al много меньше, чем у атомов Ga, поэтому
для увеличения гладкости растущего слоя AlxGa1–x As с большим со)
держанием Al (х > 0,4) пробовали повышать температуру подложки
до 700 °С. При этом оказывается, что для гладкости растущего слоя,
связанной с отсутствием островков, повышение подвижности менее
важно, чем единичное значение коэффициента прилипания Ga, ко)
торое пропадает при температуре выше 600 °С. В результате слои
AlxGa1–x As с х > 0,4, выращенные в диапазоне 630 … 690 °С, имели
повышенную шероховатость. Эта шероховатость приводила в ко)
нечном итоге к уменьшению электронной подвижности вдоль рабо)
чего слоя AlGaAs транзистора, изготовленного на основе выращен)
ных слоев Al xGa 1– x As. Оказалось, что даже слои AlAs, вовсе не
содержащие Ga, лучше выращивать при 600 °С.
Для выполнения второго условия гладкого роста слоя AlxGa1–x As
(понижение избыточного давления паров As) необходимо измерить
минимальное давление паров As, нужное для равновесия с Ga. Дав)
ление измеряют с помощью дифракционной картины на экране ДБЭ
следующим образом. Сначала заслонку Ga закрывают, поверхность
покрывают слоем As и запоминают характерную дифракционную
картину на экране ДБЭ. Затем заслонку As закрывают, а заслонку
Ga открывают и измеряют время TGa (около 10 с), за которое поверх)
ность покроется галлием, что видно по изменению дифракционной
картины на экране ДБЭ. Затем опять открывают заслонку As, и ана)
логично предыдущему действию измеряют время TAs, за которое по)
верхность покроется мышьяком. Если время TAs слишком мало, то
поток частиц As надо уменьшить, уменьшая температуру эффузион)
ной ячейки As. Таким образом, доводя характерное время TAs до не)
скольких секунд, подбирают минимальное избыточное давление As,
нужное для повышения поверхностных подвижностей Ga и Al. Хоро)
шие слои GaAs и AlAs получаются при отношении TGa /TAs = 1,3 … 1,8.
После установки таким способом потока частиц As его измеряют иони)
зационной лампой, и при последующих запусках вместо измерения
TGa и TAs поток As устанавливается таким, чтобы он давал именно это
показание ионизационной лампы. Оно равно примерно 5 . 10–6 Торр
25
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
при скорости роста около одного монослоя GaAs в секунду. Это зна)
чение давления может меняться от 4,5 . 10–6 до 6 . 10–6 Торр в зависи)
мости от того, какая из двух нитей ионизационной лампы участвует
в измерении.
Для гладкого роста слоя AlxGa1–x As желательно увеличение по)
верхностной подвижности атомов Al и Ga, чтобы они присоединя)
лись к краям одной моноатомной ступеньки, а не образовывали от)
дельные островки AlGaAs. Кроме повышения температуры подложки
и понижения избыточного давления паров As для получения такого
эффекта опробованы еще три способа.
1. Чтобы медленно диффундирующие атомы по поверхности доб)
рались до края моноатомной ступеньки, можно предоставить им
большее время, т. е. проводить процесс на малых скоростях роста
порядка 0,1 монослой GaAs в cекунду. Но при таком замедлении
роста увеличивается вероятность загрязнения растущего слоя при)
месными атомами из атмосферы рабочего объема, несмотря на сверх)
высокий вакуум.
2. Чтобы атомы As не препятствовали поверхностной диффузии
атомов Al и Ga, можно на время этой диффузии закрывать заслонку
As. Этот способ опробован и получил название «эпитаксия с усилен)
ной миграцией» (в английской транскрипции MEE), но требует очень
сложной быстродействующей (со временем срабатывания менее 0,1 с)
механической заслонки эффузионной ячейки As.
3. Чтобы атомы Al и Ga быстрее добрались до края ближайшей
моноатомной ступеньки, можно увеличить поверхностную плот)
ность этих ступенек. Для этого при изготовлении подложки ее вы)
резают из полупроводникового кристалла не точно поперек крис)
таллографического направления [100], а под небольшим углом
к нему. На поверхности такой подложки всегда много моноатомных
ступенек, и рост слоя идет без образования островков. Но именно по
этой причине становится невозможным счет монослоев по колеба)
нию интенсивности зеркального пятна на экране ДБЭ.
5.3. Опорная температура
При уменьшении температуры подложки с 600 °С до температур
в диапазоне 580 … 530 °С и увеличении избыточного давления As
наблюдается перестройка поверхностной структуры от (2 H 4) до
(2 H 2). Это приводит к потускнению зеркального пятна ДБЭ и к
тому, что на кривой колебаний интенсивности этого пятна с ростом
26
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
слоев появляется участок резкого начального спада. Этот эффект
дает более точную (с погрешностью 5 °С) эмпирическую опорную
температуру в районе 600 °С для отсчета всех температурных изме)
нений, чем температура исчезновения начального оксидного слоя
с подложки.
6. ДЕЛЬТАЛЕГИРОВАНИЕ
Если при выращивании многослойной полупроводниковой струк)
туры ее легирование ограничить пределами только одного монослоя,
то такая процедура называется дельта)легированием. Ее принципи)
альная возможность основана на способности метода МЛЭ контро)
лировать состав соседних атомных монослоев с точностью около 1 %.
На практике локализация примесных атомов даже в пределах не од)
ного, а нескольких монослоев сталкивается с трудностями. Самая
серьезная из них связана с фундаментальным явлением выхода при)
месных атомов из подповерхностных монослоев на поверхность
пленки (сегрегация легирующей примеси).
6.1. Сегрегация легирующей примеси
Это явление близко по механизму к процессу реконструкции сво)
бодных поверхностей полупроводников вроде образования поверх)
ностной структуры (7 H 7) на поверхности Si (111). Накопление при)
меси у поверхности приводит к тому, что рост ее концентрации
прекращается при достижении значения, равного поверхностной
концентрации атомов кремния. Например, при использовании ис)
точника легированного кремния с концентраций примеси 1020 см–3
и при скорости роста 1 мкм/ч концентрация примеси на поверхнос)
ти роста достигает значения 1015 см–2 через 5 мин и дальше остается
постоянной. Этот эффект препятствует созданию барьерных леги)
рованных структур, аналогичных гетероструктурам AlGaAs.
Чтобы уменьшить сегрегацию примеси, сочетают МЛЭ с низко)
энергетической ионной имплантацией. Но после этого необходим
отжиг при 650 °С для снятия дефектов, в результате чего профиль
концентрации легирующей примеси расплывается, так что пробле)
ма остается нерешенной. При ионной имплантации на сегрегацию
примесей влияет электрический потенциал, подаваемый на подлож)
ку в ходе роста, так как он изменяет энергию падающих ионов. При
этом оказывается, что источником медленных ионов Si+ может слу)
27
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
жить поверхность расплава кремния основной ячейки Si под удара)
ми нагревающего ее электронного луча. Из всех частиц Si, вылетаю)
щих из расплава, примерно 10–7 часть является ионами Si+.
6.2. Сублимационная молекулярнолучевая эпитаксия
При выращивании кремниевых структур для легирования тра)
диционно применяют источники сурьмы и бора, а для основного
источника Si используют расплав в тигле, нагреваемый электрон)
ным лучом. Сейчас эту комбинацию источников заменяют субли)
мацией заранее легированных кремниевых пластин или брусков, т. е.
их нагревом ниже температуры плавления (сублимационная МЛЭ).
В результате фоновая концентрация нежелательных примесей по)
нижается почти на два порядка – от традиционного значения около
1015 см–3 до 2 . 1013 см–3.
При таком сублимационном способе на подложку Si во время ро)
ста дельта)легированного слоя в течение 3 с подается отрицательный
потенциал от –30 до –300 В относительно источника. Источниками
потоков кремния и легирующей примеси (сурьмы и галлия) служат
бруски кремния, вырезанные из монокристаллов. Скорость роста
составляет около 1 нм/c, а давление около 10–7 Торр. В результате по
измерениям вольт)фарадных характеристик профиль поверхност)
ной концентрации легирующей примеси поперек слоев имеет высоту
около 1013 см–2 и полуширину 2 нм, т. е. эквивалентен очень сильно)
му объемному легированию до 1020 см–3, приводящему к вырожде)
нию электронов проводимости.
6.3. Легирование кремния эрбием
Высокие степени концентрации легирующей примеси требуются
для работы многих оптоэлектронных приборов. Например, концен)
трации 1018 см–3 редкоземельного элемента эрбия (Er) получают при
сублимационном легировании слоев Si. Для уменьшения эффекта
сегрегации Er кроме подачи на подложку отрицательного потенциа)
ла применяют напуск кислорода с давлением 3 . 10–8 Торр. Предпола)
гают, что влияние кислорода заключается в связывании с атомами
примеси и тем самым в препятствовании «всплытию» атомов приме)
си вслед за растущей поверхностью в процессе сегрегации.
Для получения рекордно малой концентрации нежелательных
примесей 2 . 1013 см–3 самое важное – опустить температуру всех на)
28
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
гретых деталей камеры роста ниже 600 °С. Профиль поверхностной
концентрации Er поперек слов при дельта)легировании, измерен)
ный холловским методом при послойном травлении с шагом 0,8 нм,
имеет высоту около 4 . 1013 см–2 и полуширину 1 нм. Такие же резуль)
таты получают при дельта)легировании фосфором.
6.4. Легирование AlGaAs железом
Эффект сегрегации наблюдается при легировании железом гете)
роструктур AlGaAs. Для молекулярного источника Fe используют
тигель из сапфира вместо обычного нитрида бора, так как при рабо)
чих температурах 840 … 1080 °С железо вступает в химическую ре)
акцию с нитридом бора. Так как на поверхности роста невозможно
получить концентрацию примеси Fe более 1016 см–3, то никакими
изменениями параметров МЛЭ не удается создать гетероструктуры
AlGaAs, содержащие внутренние слои с концентрацией Fe, превы)
шающей это малое (почти фоновое) значение. Но если вместо обыч)
ной подложки с ориентацией GaAs (100) взять подложку с отклоне)
нием кристаллографической оси на 3 ° в сторону направления [110],
максимально достижимая концентрация Fe поднимается на два по)
рядка до 3 . 1018 см–3. Этот эффект объясняют прочным удержанием
атомов Fe на моноатомных ступеньках, препятствующих «всплыва)
нию» атомов примеси Fe при росте следующих слоев GaAs анало)
гично вышеупомянутому «удерживающему» влиянию атомов кис)
лорода при сублимационной эпитаксии Si, легированного эрбием.
7. МЛЭРОСТ 2DНАНОСТРУКТУР (НАНОСЛОЕВ)
7.1. Плазменная активация
Нанослои нитридов AlN, GaN, InN перспективны как барьерные
слои туннельных гетероструктур благодаря своей большой ширине
запрещенной зоны, а также для акустооптических гетероструктур
благодаря своей пьезочувствительности. Для их выращивания нуж)
но иметь газообразный азот N2 в активной форме возбужденных мо)
лекул (радикалов) N2*, чтобы облегчить разделение молекулы N2 на
два атома N для образования химических связей с остальными ре)
агентами. В МЛЭ для получения активного азота применяют гидра)
зин, активацию при столкновении с быстрыми частицами и плаз)
менную активацию. Для плазменной активации используют все
29
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
рассмотренные выше комбинации ионно)плазменных источников,
включая магнетроны, например, источники с электронным цикло)
тронным резонансом и ВЧ)разряд. Из)за необходимости поддержи)
вать давление ниже 10–4 Торр поток азота нельзя сделать большим,
поэтому скорости роста оказываются меньше 0,1 мкм/ч, что на по)
рядок ниже обычных скоростей МЛЭ. Чтобы в пленке не было де)
фектов, при активации избегают образования частиц с энергией боль)
ше десятка эВ либо препятствуют их попаданию на пленку.
7.2. Нанослои GaN
Пленки GaN можно выращивать на подложках GaAs при 550 …
... 630 °С и на подложках сапфира Al2O3 при 550 … 800 °С. Для акти)
вации азота применяют магнетронный коаксиальный источник
(межэлектродный промежуток шириной 1 см и длиной 5 см) с высо)
кочастотным (ВЧ) емкостным возбуждением разряда на частоте
13,56 МГц мощностью до 100 Вт в аксиальном магнитном поле с ин)
дукцией 0,8 Тл, создаваемом электромагнитными водоохлаждаемы)
ми катушками. В рабочий объем активированный азот поступает
через диафрагму из пиролитического нитрида бора с сотней отвер)
стий по 0,5 мм и удаляется турбомолекулярным насосом с произво)
дительностью около 350 л/c. Разряд стабильно горит в разрядной
камере источника при давлении от 10–3 до 1 Торр, индукции магнит)
ного поля 0,5 Тл и минимальной вводимой ВЧ)мощности 5 Вт. Пе)
ред началом выращивания подложку выдерживают в потоке акти)
вированного азота. Во время роста на экране ДБЭ наблюдают
дифракционную картину поверхностной структуры GaN (2 H 2).
7.3. Нанослои AlN
Для выращивания пленки AlN на подложках Si можно применять
высокочастотный источник плазмы мощностью 500 Вт. Расход азота
N2 составляет 1 см3/мин при рабочем давлении 10–5 Торр с откачкой
турбомолекулярным насосом с максимальной производительностью
1500 л/с. Подложки Si (111) p)типа проводимости с удельным сопро)
тивлением 5 . 103 Ом . см очищают от оксидного слоя в рабочей камере
нагревом до 920 °С. При температуре 780 °С на экране ДБЭ появляет)
ся дифракционная картина поверхностной структуры Si (111) типа
(7 H 7), а при температуре 830 °С – картина типа (1 H 1). При уменьше)
нии температуры структура типа (7 H 7) восстанавливается.
30
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Выращивание AlN начинается с осаждения 1/3 монослоя Al из
стандартной эффузионной ячейки Al на поверхность Si (111) типа
(7 H 7) при 700 °С, в результате чего на экране ДБЭ появляется поверх)
ностная структура ( 3 H 3). Далее включают источник плазмы для
нитридизации этой поверхности, пока ее структура не становится
типа (1 H 1) с линейными рефлексами (полосами или тяжами) на
экране ДБЭ. Затем температура подложки постепенно повышается
до конечной температуры эпитаксии (850 … 900 °С). Если в ходе
эпитаксии увеличить поток частиц Al (например, от давления
1,5.10–6 Торр до 1,7.10–6 Торр при 870 °С), то структура ( 3 H 3) пере)
ходит в (1 H 1), а затем в (2 H 6). При дальнейшем росте потока Al
картина ДБЭ тускнеет, и на подложке появляются алюминиевые
капли и трещины глубиной около 1 нм, измеренные атомносиловым
микроскопом.
Возможна и другая последовательность выращивания AlN, когда
вместо осаждения 1/3 монослоя Al поверхность Si (111) типа (7 H 7) сра)
зу обрабатывают азотом в течение 2–3 с, в результате чего появляется
структура типа (3 H 3), а затем открывают заслонку ячейки Al. Если
такую обработку проводить дольше указанного времени, то структура
(3 H 3) пропадает и появляется слой поликристаллического кремния.
Внутреннее электрическое поле, вызванное спонтанной поляри)
зацией поперек AlGaN)слоев, превращает прямоугольные потенци)
альные профили AlN)барьера и GaN)ямы в трапецеидальные. Если
в остром углу такого трапецеидального потенциального профиля на)
пряженность электрического поля достигает значения порядка
106 В/см, то в слое GaN, прилегающем к плоскости перехода, возни)
кает треугольная потенциальная яма глубиной порядка 0,1 эВ нано)
метровой ширины. Движение электронов проводимости в таком слое
происходит свободно вдоль слоя и квантовано поперек слоя. То есть
возникает двумерный электронный газ, являющийся основой рабо)
ты транзисторов на высокоподвижных электронах (англоязычная
аббревиатура – HEMT). Поверхностная концентрация электронов
в таком слое достигает 1013 см–2, а подвижность – 103 см2В–1с–1 при
комнатной температуре. Подобно AlGaAs)транзисторам здесь при)
меняют и второй барьерный слой для лучшей локализации электро)
нов проводимости в слое потенциальной ямы. Если у границы меж)
ду барьером и ямой не образуется двумерного электронного газа, то
подвижность электронов проводимости вдоль эпитаксиального слоя
GaN уменьшается вдвое и составляет около 500 см2В–1с–1 при ком)
натной температуре.
31
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Если не задавать определенное значение потенциала полуизоли)
рующей подложки AlGaN)транзистора, то наблюдается гистерезис
и временное запаздывание реагирования проводимости канала на
изменение потенциала затвора порядка 10 В с характерными време)
нами порядка 100 мс. Этот эффект объясняется медленной релакса)
цией индуцированного заряда мелких доноров в толще GaN вдали
от плоскости гетероперехода AlGaN/GaN. Если размах колебаний
напряжения на затворе мал (порядка 1 В), то весь индуцированный
заряд сосредоточен в двумерном канале. Если же размах колебаний
напряжения достигает 10 В, то при плавающем потенциале подлож)
ки индуцированный заряд может затухать только путем генераци)
онно)рекомбинационных процессов, а их характерное время для ши)
рокозонного GaN может достигать и долей секунды. Аналогичный
эффект наблюдается в кремниевых МОП)транзисторах с инверси)
онным каналом. В них область пространственного заряда, расширя)
ющаяся при запирании транзистора, контролируется плавающим по)
тенциалом толстого буферного слоя на высокоомной подложке.
Борьба с аналогичными паразитными эффектами явилась одной из
причин нынешнего перехода в кремниевой микроэлектронике
к структурам кремний на изоляторе (КНИ).
7.4. Нанослои InGaAsN
Для выращивания пленки InGaAsN на подложках GaAs можно
применять источник плазмы на источнике постоянного напряже)
ния 3 кВ, 100 мА с расходом азота от 0,1 до 5 см3/мин. На полуизоли)
рующей подложке GaAs (100) после выращивания буферного слоя
GaAs при температуре 580 °С толщиной 100 нм делают перерыв рос)
та на 5 мин, в течение которого уменьшают температуру подложки
до 450 °С, поджигают и стабилизируют азотную плазму. Выращен)
ные слои InGaAsN закрывают сверху защитным слоем GaAs толщи)
ной 20 нм. Скорость роста составляет 1 монослой в cекунду, а давле)
ние паров As по показаниям ионизационной лампы поддерживается
на уровне 2 . 10–5 Торр.
Если ток плазменного источника менее 10 мА, то поверхность
пленки гладкая, и дифракционная картина на экране ДБЭ состоит
из полос (тяжей) в течение всего роста, что говорит о двумерном
(плоском, безостровковом) росте пленки. При умеренном токе 20 …
... 30 мА поверхность пленки по)прежнему гладкая, но картина ДБЭ
штриховая – смесь полос и точек (тяжей и пятен), что говорит о появ)
32
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
лении зерен (островков). Наконец при большом токе плазменного
источника 45 мА поверхность пленки матовая и шероховатая, и диф)
ракционная картина ДБЭ состоит из точек (пятен), т. е. пленка не
образует сплошного слоя, а состоит из отдельных зерен. Зернистость
появляется сразу, с самого начала выращивания, а не после прохож)
дения некоторого переходного смачивающего слоя, как это случает)
ся при росте квантовых точек (КТ) InAs на GaAs или при выращива)
нии германиевых КТ на подложках Si или CaF2, покрытых Si.
7.5. Нанослои HgCdTe
Гетероструктуры HgCdTe (ртуть–кадмий–теллур, или РКТ) мож)
но получать на подложках Si и GaAs с буферными слоями из CdTe
и CdZnTe. Буферные слои необходимы из)за сильного различия па)
раметров кристаллических решеток растущей пленки и подложки
(14 % рассогласование между HgCdTe и GaAs, 19 % – между CdTe
и Si, 12 % – между ZnTe и Si). Ориентация растущей пленки CdTe на
подложке GaAs зависит от температуры подложки. При температуре
ниже 300 °С рост начинается с появления сильного диффузного фона
на экране ДБЭ, что говорит об аморфном состоянии растущей плен)
ки CdTe. Далее на этом фоне появляются тяжи, говорящие о моно)
кристаллическом безостровковом состоянии пленки CdTe с ориен)
тацией (111). Если же рост начать при температуре выше 320 °С, то
диффузного фона на экране ДБЭ не появляется. Вместо него видна
дифракционная картина от подложки GaAs и пятна от пленки CdTe,
причем пленка имеет ориентацию (001) и растет с образованием ост)
ровков, так как вместо полос (тяжей) дифракционная картина ДБЭ
состоит из отдельных пятен. Чтобы получить хорошую однородность
пленки по толщине на всей площади вместо традиционного враще)
ния подложки можно применять специальный кольцевой рассека)
тель потока из эффузионной ячейки. Таким образом, в МЛЭ конт)
роль за картиной на экране ДБЭ позволяет выяснить, какая
температура нужна для получения заданной структуры пленки.
7.6. Нанослои ZnMgSe
Для согласования параметров кристаллических решеток пленок,
выращиваемых на подложке GaAs, от двойных и тройных составов
можно перейти к четверным. Цель таких исследований состоит в том,
чтобы, плавно меняя содержание четвертого компонента, вырастить
33
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
бездефектный переходной слой, и на этом слое далее выращивать
нужную многослойную гетероструктуру. Такой подход можно при)
менять для выращивания ZnSe и ZnMgSe на подложке GaAs, при)
чем в качестве четвертого «выравнивающего» компонента применя)
ются сера и бериллий. В качестве переходного слоя применяются
также тонкие многослойные структуры с чередованием слоев, име)
ющих рассогласование решеток противоположного знака. Такую
«противоположную» пару образуют ZnSSe и ZnCdSe. Ее примене)
ние позволяет избежать остановок процесса роста, необходимых при
изменении содержания серы путем изменения температуры подлож)
ки и при изменении потока ZnSe путем изменения температуры ячей)
ки ZnSe. Безостановочный рост устраняет нежелательный дрейф па)
раметров и тем самым улучшает качество гетероструктуры.
8. МЛЭРОСТ 1DНАНОСТРУКТУР (НАНОНИТЕЙ)
8.1. Нанонити GaAs с катализатором Au
На подложке GaAs (111) можно вырастить «лес» нанонитей GaAs
по механизму пар–жидкость–кристалл с участием наночастиц Au
в качестве катализатора.
Основные этапы роста таковы. Подложку термически очищают
от оксида. Выращивается 100 нм буферный слой GaAs. При сверх)
высоком вакууме структуру переносят в другую камеру для напыле)
ния Au. Напыляют 1 нм Au при комнатной температуре. Структуру
возвращают обратно в МЛЭ)объем. Затем ее отжигают в течение
5 мин при 550 °С под потоком частиц As для формирования наночас)
тиц Au в виде нанометровых капелек, а также для стабилизации
поверхности с помощью избыточного давления паров As. Устанав)
ливают нужную температуру подложки и проводят рост слоя GaAs
со скоростью 0,2 нм/с в течение 20 мин при соотношении потоков
As/Ga = 2 (это слабый переизбыток As по сравнению с типичным
As/Ga = 10).
Для изучения выросших нанонитей GaAs в электронном микро)
скопе их надо отделить от подложки, не повредив. Для этого доста)
точно прикоснуться к подложке с нанонитями медной сеткой,
покрытой ячеистой углеродной пленкой (она входит в набор при)
надлежностей микроскопа).
На экране ДБЭ видно, как зависит состояние наночастиц Au от
температуры роста нанонитей. При температуре 550 °С видны тяжи,
34
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
соответствующие структуре подложки GaAs (1 H 1). При пониже)
нии температуры до 520 °С виден переход от (1 H 1) к (2 H 2), харак)
терный для поверхности GaAs (111). Никаких признаков Au при
этом на экране ДБЭ не видно, пока температура не понизится до
340 ± 20 °С. При этой температуре появляются дифракционные
пятна, лежащие вне GaAs)тяжей. Отсюда следует, что эти пятна
соответствуют объемной кристаллической фазе наночастиц Au.
Исследования в просвечивающем электронном микроскопе пока)
зывают, что это твердые металлические наночастицы. В их состав
входит не только Au, но и Ga – результат взаимодействия с под)
ложкой GaAs в ходе отжига.
Если опять нагревать подложку с этими наночастицами AuGa, то
дифракционные пятна исчезают при 400 ± 10 °С, что соответствует
фазовому переходу из твердого состояния в жидкое.
Нанонити GaAs растут при температуре подложки в диапазоне от
320 до 620 °С. При 300 °С наблюдается шероховатый слой GaAs, пол)
ностью покрывающий напыленный слой Au. При 320 °С растет гус)
той лес нанонитей средней длины 1 мкм. У этих нанонитей есть сле)
дующие особенности.
1. Диаметр нанонитей неоднороден по их длине. Вероятно, это
связано с тем, что температура роста 320 °С меньше температуры за)
твердевания 340 °С.
2. На концах коротких нанонитей видны нанокристаллы GaAs.
3. Некоторые нанокристаллы GaAs вытягиваются горизонталь)
но и образуют мостики между соседними нанонитями.
4. На концах длинных нанонитей видны частицы Au диаметром
не более 3 нм. Частицы имеют полусферическую форму, поскольку
находились в жидком состоянии в процессе роста нанонитей. Пред)
полагают, что размер частиц уменьшается по мере роста нанонитей.
Возможно, наночастицы AuGa могут терять устойчивость, отчего Au
уходит с вершин нанонитей, и рост нанонитей прекращается из)за
отсутствия катализатора.
В диапазоне температур 370 … 420 °С число нанокристаллов GaAs
на вершинах нанонитей уменьшается. В диапазоне 470 … 570 °С во)
обще нет нанокристаллов GaAs, и все нанонити оканчиваются час)
тицами Au в виде капель. Наконец, при температуре 620 °С нет нано)
нитей, а вся поверхность покрыта каплями Au, вокруг которых видны
вмятины. Вероятно, в этом случае процесс вместо осаждения GaAs
из капли идет в обратную сторону – подложка GaAs растворяется
в капле.
35
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
8.2. Нанонити GaAs на подложке Si
Для использования всех преимуществ разработанной кремние)
вой технологии желательно научиться выращивать нанонити GaAs
на подложке Si. Основные этапы такого роста таковы. Кремниевую
подложку очищают в разбавленном (1 %) растворе HF. Это делается
для удаления естественного оксида и пассивации водородом оборван)
ных связей Si, выступающих с поверхности. С помощью электрон)
но)лучевого испарения наносят слой Au толщиной 0,4 нм. Подлож)
ку с Au переносят в рабочий объем установки МЛЭ и отжигают 10 мин
при 540 °С для образования наночастиц Au, играющих роль катали)
затора роста нанонитей. Далее выращивают слой GaAs около 5 мин
при 580 °С и избытке As/Ga = 9. На этом этапе и растут нанонити на
наночастицах катализатора. Перед выращиванием нанонитей при ка)
либровке МЛЭ)установки температуру и избыточное давление па)
ров мышьяка подбирают так, чтобы получить эпитаксиальный рост
нанослоев GaAs на подложке GaAs (100) с типичной скоростью
1 мкм/ч. После остановки роста нанонитей (прекращения потока Ga)
поток As оставляют включенным, пока температура подложки не
опустится ниже 300 °С.
8.3. Нанонити ZnTe на подложке GaAs
Нанонити ZnTe с типичной средней длиной 1 мкм и диаметром
30 нм выращивают на подложке GaAs (100) под углом + 55 ° и –55 °
относительно направления <100>, т. е. вдоль направления <111>.
Нанонити растут как на окисленных, так и на очищенных от оксида
подложках обычным термическим способом в сверхвысоком вакуу)
ме. Кристаллические решетки ZnTe и GaAs сильно рассогласованы
(7 %). Это приводит к дислокациям несоответствия при выращива)
нии толстых (порядка 1 мкм) слоев ZnTe на подложках GaAs, но не
мешает росту нанонитей ZnTe диаметра порядка 10 нм.
Для получения наночастиц катализатора Au применяют напыле)
ние слоя Au толщиной от 0,3 до 2 нм при 200 °С в отдельной МЛЭ)
системе с последующим отжигом в течение 10 мин при 590 °С. Этот
отжиг не только образует наночастицы катализатора Au, но и убира)
ет остатки оксида (если подложка очищалась от оксида).
Рост нанонитей ZnTe проводится в течение 30 мин при соотно)
шении потоков Zn/Te = 0,6 и температуре чуть выше 350 °С. Эта
температура выбрана потому, что Au–Ga – эвтектический сплав, из
36
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
которого предположительно состоят наночастицы катализатора, ос)
тается жидким примерно до 350 °С.
На экране ДБЭ наблюдается яркий пятнистый узор, соответству)
ющий трехмерной дифракции электронов внутри нанонитей. Эта
картина нечувствительна к окислению поверхности нанонитей, так
как наблюдалась и после выдерживания нанонитей на воздухе. По
мере роста нанонитей пятна на экране ДБЭ вытягиваются в кольце)
вые структуры, что говорит о переходе от монокристаллической
к поликристаллической структуре. В данном случае эта картина озна)
чает, что среди нанонитей увеличивается беспорядок – они изгиба)
ются и перекручиваются.
Боковая поверхность нанонитей волнообразна. Это может быть
связано с диффузией атомов по боковой поверхности между под)
ложкой и Au)каплей на вершине нанонити, а также с изменением
размера капли Au при изменении ее состава. Есть наблюдение, пока
не нашедшее объяснения: тонкие нанонити растут быстрее толстых.
9. МЛЭРОСТ 0DНАНОСТРУКТУР (НАНОЧАСТИЦ)
9.1. Наночастицы Ge
Нанесение слоев с разными параметрами кристаллических реше)
ток может привести к образованию устойчивых каплевидных остров)
ков диаметром 10…100 нм – наночастиц, называемых квантовыми
точками из)за их специфического механизма электропроводности.
Такие германиевые квантовые точки были получены в гетерострук)
туре CaF2/Ge/CaF2/Si. После начальной очистки кремниевой под)
ложки на экране ДБЭ видна дифракционная картина от поверхност)
ной структуры Si (111) (7 H 7). Сразу после нанесения первых
монослоев флюорита кальция (CaF2) эта картина меняется на струк)
туру (1 H 1). На изображении в атомно)силовом микроскопе поверх)
ности пленки CaF2 толщиной 10 нм видны атомно)гладкие террасы,
разделенные моноатомными ступенями. Видны также следы сколь)
жения дислокаций в виде системы прямых линий. Их плотность
невелика (на поле 2 мкм всего десяток линий), что говорит о том,
что при малой толщине пленки CaF2 релаксация напряжений, выз)
ванных несоответствием решеток, только начинается. Для улуч)
шения электроизолирующих свойств нанометровой пленки CaF2
проводят ее рост до толщины 2 нм при температуре подложки
520 °С, а затем проводят часовой отжиг при 700…750 °С. В резуль)
37
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
тате ее удельное сопротивление возрастает на три порядка до вели)
чины 109 Ом . см.
Для роста квантовых точек Ge на этой поверхности температуру
подложки понижают до 430 … 490 °С и начинают рост пленки Ge. До
толщины 3 нм эта пленка растет гладкой, что видно по картине ДБЭ,
а далее появляются островки. На экране ДБЭ длинные дифракци)
онные тяжи сменяются точечными рефлексами из)за трехмерной
дифракции электронов на появившихся островках Ge. На изобра)
жении в атомно)силовом микроскопе поверхности этой Ge/CaF2 ге)
тероструктуры все поле размерами 2 H 2 мкм покрыто шариками ди)
аметром около 0,1 мкм.
Для перспективных инфракрасных волоконно)оптических ли)
ний связи и преобразователей на длинах волн от 1,3 до 1,5 мкм, кото)
рые не поглощаются атмосферой, разрабатываются приборы, совме)
стимые с кремниевой технологией. Кремний прозрачен на длинах
волн больше 1,1 мкм (поскольку энергия фотона меньше ширины
запрещенной зоны 1,1 эВ), однако германий с шириной запрещен)
ной зоны 0,7 эВ хорошо поглощает излучение с длиной волны
1,5 мкм. Поэтому появились разработки гетероструктур Si/Ge с на)
пряженными слоями квантовых ям на границе Si/GeхSi1–x, анало)
гичных квантовым ямам на границе GaAs/InxGa1–x As. Но у таких
структур оказался слишком высокий ток в отсутствие освещения
(порядка 10–3 А/см2 при обратном смещении 1 В).
Вместо слоя квантовой ямы толщиной порядка 10 нм в p)n)пере)
ход фотоприемника встраивают слой квантовых точек, обычно име)
ющий слоевую плотность порядка 109 см–2. Достижима и высокая
поверхностная плотность (порядка 1012 см–2) квантовых точек Ge
(размером около 8 нм), приводящая к плотности электронов прово)
димости, близкой к теоретически предельной (когда на каждый по)
верхностный атом приходится один электрон).
У слоя квантовых точек есть следующие преимущества сравни)
тельно со слоем квантовой ямы.
1. В слое квантовой ямы запрещены оптические переходы под
действием света с поляризацией в плоскости слоя, так как квантует)
ся только движение электрона проводимости поперек слоя, а дви)
жение электрона вдоль слоя остается свободным. Поэтому для обес)
печения чувствительности приемника к свету, падающему поперек
слоя, нужны дополнительные фильтры или дифракционные решет)
ки, разворачивающие вектор поляризации поперек слоя. В кванто)
вых точках квантуется движение по всем трем осям, поэтому разре)
38
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
шены переходы под действием света любой поляризации, и фото)
приемник реагирует на любой свет одинаково хорошо.
2. Для увеличения времени жизни экситона в слое квантовой ямы
желательно ограничить движение электронов и дырок в плоскости
слоя. В квантовой точке такое ограничение есть по всем трем осям
координат, поэтому время жизни экситона увеличивается (более
10–11 с), а вместе с ним растет и коэффициент поглощения на требу)
емой частоте.
3. Для квантовой точки размером около 10 нм зазор между ниж)
ним и верхним энергетическими уровнями электрона в потенци)
альной яме больше тепловой энергии (КБТ ~ 30 мэВ при комнатной
температуре). Поэтому выход электрона из ямы путем надбарьерно)
го переноса с верхнего уровня маловероятен, что приводит к малым
темновым токам (порядка 10–5 А/см2).
Квантовый выход современных фотодиодов на квантовых точках
достигает 3 %, т. е. регистрируется только 3 из 100 фотонов. У гетеро)
структур с квантовыми точками отмечают следующие недостатки.
1. Из)за разброса размеров разных квантовых точек в слое спектр
поглощения уширяется, а фотоотклик уменьшается.
2. Поверхностная плотность 109 см–2 квантовых точек на три по)
рядка меньше максимальных достигнутых значений поверхностной
плотности электронов проводимости в слое квантовой ямы, что при)
водит к малой плотности фототока.
9.2. Наночастицы InAs
Аналогичные процессы происходят при выращивании квантовых
точек InAs на поверхности GaAs. Островки InAs имеют форму кону)
сов с основанием 15 нм и высотой 5 нм и располагаются вдоль поверх)
ности нижележащего GaAs слоя с поверхностной плотностью
4 . 1010 см–2. Для получения заранее заданных значений поверхност)
ной плотности, размеров и форм таких квантовых точек предлагается
выращивать разнообразные «пироги» InAlAs/InGaAs. Например, для
увеличения высоты конусов InAs квантовых точек на GaAs можно
наносить несколько плоскостей квантовых точек, разделенных нано)
метровыми прослойками GaAs. Оказывается, что взаимодействие со)
седних плоскостей «вытягивает» конусы квантовых точек InAs вверх.
Замена материала прослойки с GaAs на InGaAs увеличивает средний
объем квантовых точек, а замена материала квантовых точек с InAs на
InAlAs увеличивает поверхностную плотность квантовых точек.
39
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Изменяя параметры технологического процесса выращивания
слоя с квантовыми точками, можно увеличивать размеры основа)
ний пирамидальных квантовых точек InAs, в результате чего пик
фотолюминесценции шириной около 50 нм сдвигается от 1,1 до
1,2 мкм. Это вызвано понижением резонансного уровня в потенци)
альной яме при ее расширении, что ведет к сближению электронно)
го и дырочного резонансных уровней и тем самым к уменьшению
энергии фотона, излучаемого при рекомбинации электрона с дыр)
кой на этих резонансных уровнях.
К преимуществам структур с квантовыми точками InGaAs перед
структурами с квантовыми ямами InGaAs относится возможность
увеличения длины волны излучения за 1,2 мкм, являющейся преде)
лом для InGaAs квантовых ям. Чтобы увеличивать длину волны из)
лучения, надо сближать резонансные уровни электронов и дырок,
а для этого следует понижать резонансный уровень электрона в яме
путем ее расширения. Но утолщать слой квантовой ямы можно только
примерно до 25 нм из)за неизбежного растрескивания, вызванного
различием параметров кристаллических решеток InGaAs и GaAs. Для
квантовых точек это ограничение отсутствует, поэтому получают
излучение на длине волны 1,3 мкм, которое пока имеет слабую ин)
тенсивность из)за разброса в параметрах отдельных квантовых то)
чек вдоль слоя и малой поверхностной плотности квантовых точек.
Для лазеров на квантовых точках на длинах волн менее 1,3 мкм
с успехом применяют несколько последовательных слоев с пирами)
дальными квантовыми точками InGaAs, заращиваемыми тонкими
слоями GaAs толщиной в несколько нм. Для лазеров на длинах волн
около 1,3 мкм эта процедура заращивания приводит к обратному
эффекту – вместо увеличения интенсивности наблюдается ее трое)
кратное уменьшение. Это уменьшение связывают с механическими
напряжениями, которые вызывают соседние слои квантовых точек.
Оно устраняется утолщением промежуточных слоев GaAs примерно
до 30 нм.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В пособии рассмотрены процессы изготовления нанослоев, на)
нонитей и наночастиц с помощью молекулярно)лучевой эпитаксии.
Основным недостатком этого метода является его дороговизна, свя)
занная с требованием поддержания сверхчистых условий, в частно)
сти, с получением сверхвысокого вакуума. Можно ли обойти это
40
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
требование, традиционное для микроэлектроники? Для ответа на этот
вопрос следует обратиться к описанным в этом пособии процессам
самоорганизации нанонитей и наночастиц. Оказывается, такие про)
цессы не требуют сверхвысокого вакуума, хотя и не исключают его.
Для самоорганизации системы требуется только выполнение трех
условий – ее открытость, диссипативность и нелинейность. В окру)
жающем нас мире выполнение этих условий является скорее прави)
лом, чем исключением. К процессам самоорганизации относятся,
например, образование снежинок и все фазовые переходы, сопро)
вождаемые упорядочением. В субмикронных масштабах процессы
самоорганизации являются основой биологической жизни клеток
любого организма, в том числе и человеческого.
Таким образом, самоорганизационное направление в нанотехно)
логии предлагает сначала присмотреться к тем процессам, которые
идут в природе без участия человека, а затем гармонично присоеди)
нить к ним свои усилия. Такой синергетический подход особенно
актуален из)за глобального экономического кризиса, в котором мы
оказались, обращаясь с природой с позиции бездумного хозяина.
Нанотехнология на основе процессов самоорганизации гармонично
развивает и природу, и человека в единении с природой.
ЛИТЕРАТУРА
Молекулярно)лучевая эпитаксия и гетероструктуры / Под ред. Л. Ченга и
К. Плоога : Пер. с англ. под ред. Ж.И. Алферова и Ю.В. Шмарцева. М.: Мир,
1989. 584 с.
Бехштедт Ф., Эндерлайн Р. Поверхности и границы раздела полупровод)
ников /Пер. с англ. под ред. И.П. Звягина. М.: Мир, 1990. 488 с.
Физика твердого тела: В 2 т. Т. 1: Методы получения твердых тел и исс)
ледования их структуры: Т. 2: Физические свойства твердых тел / Под ред.
А.Ф. Хохлова. М.: Высш. шк., 2001. Т. 1. 364 с.; Т. 2. 484 с.
Фок В.А. Начала квантовой механики. Ижевск: РХД, 2003. 376 с.
Атомная структура полупроводниковых систем / Под ред. А.Л. Асеева. Но)
восибирск: Изд)во СО РАН, 2006. 292 с.
41
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1. Применение наноструктур в приборах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2. Сравнение молекулярно)лучевой эпитаксии с другими методами
изготовления наноструктур . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3. Установка молекулярно)лучевой эпитаксии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1. Рабочий объем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2. Эффузионные ячейки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3. Картины на экране дифракции быстрых электронов . . . . . . . . . . . .
3.4. Подготовка подложки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
13
15
18
20
4. Измерение скорости роста . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.1. Измерение потока ионизационной лампой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.2. Колебания интенсивности на экране дифракции быстрых
электронов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
5. Поведение частиц при росте слоев AlxGa1–x As . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1. Избыточное давление паров As . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2. Поверхностная подвижность Al и Ga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3. Опорная температура . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
24
24
26
6. Дельта)легирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1. Сегрегация легирующей примеси . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2. Сублимационная молекулярно)лучевая эпитаксия . . . . . . . . . . . . .
6.3. Легирование кремния эрбием . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.4. Легирование AlGaAs железом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27
27
28
28
29
7. МЛЭ)рост 2D)наноструктур (нанослоев) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.1. Плазменная активация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2. Нанослои GaN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.3. Нанослои AlN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.4. Нанослои InGaAsN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.5. Нанослои HgCdTe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.6. Нанослои ZnMgSe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
29
30
30
32
33
33
8. МЛЭ)рост 1D)наноструктур (нанонитей) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.1. Нанонити GaAs с катализатором Au . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.2. Нанонити GaAs на подложке Si . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.3. Нанонити ZnTe на подложке GaAs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
34
34
36
36
42
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
9. МЛЭ)рост 0D)наноструктур (наночастиц) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
9.1. Наночастицы Ge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
9.2. Наночастицы InAs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
43
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Учебное издание
Шашурин Василий Дмитриевич
Малышев Константин Васильевич
Мешков Сергей Анатольевич
Скороходов Евгений Александрович
Нарайкин Олег Степанович
Формирование гетероструктур наноприборов
методом молекулярнолучевой эпитаксии
Редактор С.Ю. Шевченко
Корректор Л.Н. Петрова
Компьютерная верстка И.Д. Звягинцевой
Подписано в печать 19.10.2009. Формат 60х84/16.
Усл. печ. л. 2,56. Тираж 100 экз. Изд. № 47. Заказ
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана.
105005, Москва, 2)я Бауманская ул., 5.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа