ВНКСФ7: Муслимов Арсен Эмирбегович: Морфология плоскостей роста эпитаксиальных слоев теллурида цинка

Морфология плоскостей роста эпитаксиальных слоев теллурида цинка

Муслимов Арсен Эмирбегович
Дагестанский государственный университет

Научный руководитель: Рабаданов Рабадан Абдулкадырович, док. физ.-мат. наук

Пленки теллурида цинка мы получали газотранспортным методом на ориентирующих подложках различной природы: плоскости скола флогопита, грани Al₂O₃ориентаций (0001), (110), (100). Индицированием электронограмм на отражение установлено, что пленка, растущая на плоскости скола фторфлогопита и на (0001) Al₂O₃, имеет ориентацию (111), а на грани (110) Al₂O₃растет пленка ZnTe ориентации (110). Ориентация растущих пленок ZnTe на ориентирующих подложках из различных материалов легко определяется не только методами дифракции рентгеновских лучей и электронов , но и по фигурам ямок их химического и газового травления. Рост наиболее однородных пленок наблюдается при небольших значениях D Т= Т₂-Т₁ (где Т₂- температура зоны тигля,Т₁-температура зоны подложки).

Типичные экспериментальные параметры процесса получения пленок теллурида цинка на флогопите и Al₂O₃ следующие:

Материал подложки	Т₂, К	Т₁, К	Толщина, мкм	Скорость осаждения, мкм/мин
Слюда	1040	920	2	0,3
(0001) Al₂O₃	1010	910	1,2	0,25

В механизме роста пленок ZnTe на (0001) фторфлогопита и (0001) Al₂O₃, образовании первого сплошного слоя , увеличении их толщины наблюдаются общие закономерности. Рост пленки начинается с формирования дискретных зародышей , которые после коагуляции и срастания образуют более крупные островки. Имеют ли они кристаллографическую огранку металлографическими методами установить не удается. При толщине осадка более 500, островки сратаются друг с другом, образуя сплошную пленку. При этом замечено, что толщина, при которой происходит срастание остравков, зависит от Т₁ и имеет тенденцию к уменьшению с уменьшением температуры зоны подложки. Дальнейшее увеличение толщины пленки происходит не путем нормального роста начальных кристалликов, а путем возникновения новых кристалликов, которые в отличие от начальных имеют ярко выраженную кристаллографическую огранку (рис. 1,2).

Рис. 1. Микрофотография поверхности ZnTe_. полученной на слюде

Рис. 2. Микрофотография поверхности пленки теллурида цинка полученной на грани (0001) Al₂O₃

Дальнейшее увеличение толщины пленки сопровождается увеличением линейных размеров пирамид роста . Их средний размер на слюде равен 500-1000 мкм, а на сапфире эта величина изменяется от 400 до 800 мкм. На основании приведенных выше результатов можно утверждать, что новые кристаллики формируются в местах срастания нескольких кристалликов предыдущего слоя, которые можно представить в виде дефектов, вероятнее всего типа винтовых дислокаций. В пользу такого предположения говорит террасоподобная структура пирамидальных граней и наличие на их поверхности большого количесива спиралей, которые обычно приписываются дислокационному механизму роста.

В ориентации и механизме формирования пленок ZnTe на (110) и (100) Al₂O₃ обшим можно считать то, что рост начинается с образования автономных, параллельно ориентированных призматических кристалликов. Размеры их тем больше, тем выше температуры зоны подложки (Т₁). Минимальная толщина образования сплошного слоя из таких кристалликов также зависит от Т₁.

При Т₂ = 1010; Т ₁=910 толщина образования первого сплошного слоя равнялась 200-250 .