Эллипсометрия процессов молекулярно-лучевой эпитаксии Hg1-xCdxTe тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.01, доктор физико-математических наук Швец, Василий Александрович

• Швец, Василий Александрович
• доктор физико-математических наук
• 2010

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Швец, Василий Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МЕТОД ЭЛЛИПСОМЕТРИИ В ТЕХНОЛОГИИ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И СТРУКТУР.

1.1. Применение эллипсометрии для технологического контроля при синтезе соединений АгВб и а3в5, а также структур на их основе.

1.2. Основные положения метода эллипсометрии.

1.2.1. Основные определения.

1.2.2. Основное уравнение эллипсометрии. Прямая и обратная задачи.

1.2.3. Простейшие модели отражающих систем.

1.3. Аппаратура для эллипсометрических исследований.

Выводы к главе 1.

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ОПТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ЭЛЛИПСОМЕТРИЧЕСКИХ

ИЗМЕРЕНИЙ И СИСТЕМАТИЧЕСКИХ ПОГРЕШНОСТЕЙ.

2.1. Анализ конфигураций оптических элементов статической схемы.

2.2. Анализ систематических ошибок измерений.

2.2.1. Источники систематических ошибок.

2.2.2. Определение фазовых сдвигов компенсатора и поворотной призмы.

2.2.3. Определение параметров дихроизма.

2.2.4. Влияние погрешностей задания фазовых сдвигов компенсатора и поворотной призмы.

2.2.5. Влияние ошибок юстировки оптических элементов.

2.3. Измерение нормированной матрицы Джонса анизотропных образцов.

2.3.1. Теоретическое рассмотрение.

2.3.2. Моделирование вычислений элементов матрицы Джонса.

2.4. Учет остаточного двулучепреломления в оптических окнах при эллипсометрических измерениях.

Выводы к главе 2.

ГЛАВА 3. ОПТИЧЕСКИЕ ПОСТОЯННЫЕ МАТЕРИАЛОВ ГРУППЫ А2Вб И АзВ5 И СОЗДАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ ДЛЯ ИНТЕРПРЕТАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭЛЛИПСОМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ.

3.1. Проблемы измерения оптических постоянных полупроводниковых материалов с помощью эллипсометрии.

3.2. Изучение поверхности монокристаллического CdTe и измерение его оптических постоянных.

3.3. Моделирование шероховатой поверхности слоев КРТ.

3.4. Оптические постоянные Hgi-xCdxTe и их зависимость от состава.

3.5. Температурная зависимость оптических постоянных Hgi.xCdxTe.

3.6. Оптические постоянные КРТ при температуре роста.

3.7. Изучение оптических свойств поверхности GaAs (100) при ее прогреве в вакууме и измерение температурной зависимости оптических постоянных GaAs.

3.8. Диэлектрическая функция пленок ZnTe и критерий самосогласованности спектров.

Выводы к главе 3.

ГЛАВА 4. IN SITU ЭЛЛИПСОМЕТРИЯ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ

ГЕТЕРОСТРУКТУР НА ОСНОВЕ HgbxCdxTe.

4.1. Контроль предэпитаксиальной подготовки подложек GaAs.

4.2. Изучение роста буферных слоев ZnTe.

4.2.1. Моделирование эволюции эллипсометрических параметров в процессе роста

4.2.2. Кинетика начальных стадий роста ZnTe на подложках GaAs(310) и Si(013)

4.2.3. Исследование структуры слоев ZnTe и определение их параметров.

4.3. Изучение начальных стадий роста КРТ.

4.4. Эллипсометрические методы измерения температуры в условиях вакуума.

4.5. Проблема альтернативных подложек и определение состава слоев Cdi.zZnzTe . 141 Выводы к главе 4.

ГЛАВА 5. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ОПТИЧЕСКИ НЕОДНОРОДНЫХ

СЛОЕВ И МНОГОСЛОЙНЫХ СТРУКТУР.

5.1. Обратная задача для неоднородных структур. Неразрушающий и разрушающий» методы ее решения.

5.2. Решение обратной задачи эллипсометрии для слабо неоднородных слоев.

5.3. Примеры решения обратной задачи. Численное моделирование.

5.4. Метод эффективной подложки и точность определения параметров.

5.5. Уравнение эллипсометрии для периодических слоистых структур.

5.6. Анализ градиентных слоев переменного состава.

5.7. Определение комплексных коэффициентов отражения неоднородных структур . 177 Выводы к главе 5.

ГЛАВА 6. ПРИМЕРЫ ВЫРАЩИВАНИЯ ГЕТЕРОЭПИТАКСИАЛЬНЫХ

СТРУКТУР КРТ ПРИ ЭЛЛИПСОМЕТРИЧЕСКОМ КОНТРОЛЕ.

6.1. Введение.

6.2. Выращивание слоистых структур с контролируемыми толщиной и составом

6.3. Выращивание периодических структур и их эллипсометрическое исследование

6.4. Измерение состава варизонных слоев.

6.5. Наноструктуры с большим градиентом состава.

6.6. Исследование системы КРТ - анодный окисел.

Выводы к главе 6.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Эллипсометрия процессов молекулярно-лучевой эпитаксии Hg1-xCdxTe»

Тройное полупроводниковое соединение Hgi.xCdxTe (кадмий-ртуть-теллур - КРТ), кристаллизующееся в структуру цинковой обманки, образует ряд твердых растворов с непрерывно меняющимся составом х. Характерная особенность КРТ - широкий диапазон изменения энергетического зазора запрещенной зоны в зависимости от состава. При комнатной температуре край фундаментальной полосы поглощения изменяется от 1.5 эВ" для CdTe до отрицательного значения -0.14 эВ для HgTe (для которого имеет место инверсия зон) [1]. Благодаря такой вариативности электронных свойств КРТ является очень привлекательным материалом для разработки широкого класса оптоэлектронных устройств, так как позволяет перекрывать оптический диапазон от ближнего ИК до-террагерцового излучения.

Этот полупроводник используется в качестве оптических покрытий, при создании волноводных структур, элементов волоконно-оптических линий связи. Крайний композит ряда - CdTe, хороший кандидат для солнечных/элементов и детекторов рентгеновского излучения. КРТ является прямозонным полупроводником, при этом носители обладают довольно большим временем жизни. Поэтому перспективными представляются разработки светоизлучающих устройств и полупроводниковых лазеров ИК диапазона [2, 3].

Однако основной интерес КРТ представляет как материал для ИК фотоприемников в широком диапазоне спектра. Наиболее актуальна область длин волн, соответствующая окнам прозрачности земной атмосферы: 3-5и8-12 мкм. ИК детекторы на основе КРТ, работающие в этом» диапазоне используются для космического мониторинга, локации удаленных объектов, в военных целях. Тепловизионная техника применяется также в медицине, металлургии, для слежения за космическими, воздушными и наземными объектами.

Имеющиеся на сегодняшний день производственные технологии позволяют изготавливать как одиночные приемники, так и линейки фотоприемников, а также матрицы с высокой плотностью элементов. При этом фотоприемники на основе КРТ имеют высокое быстродействие, высокую квантовую эффективность и обнаружительную способность.

Создание большеформатных матриц предъявляет определенные условия к материалу, которые выражаются в довольно жестких требованиях к однородности состава по площади пластин, а также к допустимой плотности дефектов. Этим требованиям в значительной мере удовлетворяют эпитаксиальные слои, выращенные различными методами: парофазной и жидкофазной эпитаксией, химическим осаждением из паров металлорганических соединений (metal organic chemical vapor deposition - MOCVD), a также методом молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ). Последний из методов по ряду причин обладает наибольшей привлекательностью. Температура эпитаксиального роста из молекулярных пучков относительно низкая и составляет менее или порядка 200°С. Это ограничивает диффузию примесей из подложки и точечных дефектов и позволяет получить материал надлежащего качества. Однако главное преимущество МЛЭ -возможность выращивания многослойных структур с резкими границами раздела и с заранее заданным распределением состава по глубине. Это открывает широкие перспективы для разработки и конструирования всевозможных композиционных структур самого широкого назначения. К этому следует добавить, что технология позволяет также проводить легирование слоев в процессе роста. Наконец, технология МЛЭ оказывается более гибкой при решении вопроса об альтернативных подложках благодаря возможности выращивания композиционных буферных слоев для сопряжения с активным слоем КРТ.

Для реализации в полной мере всех перечисленных возможностей МЛЭ необходим надежный и достаточно простой метод' контроля технологических процессов и характерных параметров создаваемых структур. Обычно при выращивании полупроводниковых слоев для контроля используется дифракция быстрых электронов (RHEED) [4]. Действительно, дифракция электронов дает исчерпывающую информацию о кристаллической структуре растущих пленок, позволяет наблюдать слоевой рост и тем-самым контролировать толщины слоев при создании наноструктур [5]. Однако в случае МЛЭ КРТ применение электронных методов оказывается малоэффективным. Для низкотемпературного синтеза КРТ высокоэнергетичный электронный пучок приводит к локальному разогреву образца и тем самым оказывает сильное влияние на процессы роста. Кроме того, эффективность электронной дифракции значительно снижается для ориентаций поверхности с высокими индексами Мюллера.

Всех этих недостатков лишены оптические методы контроля, которые нечувствительны к ориентации поверхности и обладают значительно более мягким воздействием на процессы роста. Действительно, энергия квантов света для видимого диапазона составляет всего несколько электрон-вольт, в отличие от энергии электронов, которая достигает десятков КэВ. С точки зрения информативности в наиболее выигрышном положении оказывается метод эллипсометрии, так как измеряются не только амплитудные характеристики отраженного света, но и фазовые. Кроме этого, метод эллипсометрии обладает еще целым рядом положительных качеств. Он удовлетворяет технологическим требованиям вакуумной эпитаксиальной установки: вся-измерительная аппаратура монтируется вне вакуумной камеры. Метод 1 обладает высоким быстродействием и позволяет отслеживать быстропротекающие процессы. Наконец, следует отметить, что измеряемые эллипсометрические характеристики образца являются универсальными, так как определяются оптическими свойствами, которые зависят от всевозможных физических параметров: микроструктуры растущего слоя, его химического состава, температуры, геометрии (толщин слоев, микрорельефа поверхности). Поэтому потенциально с помощью эллипсометрических измерений можно измерять широкий набор параметров, характеризующих свойства растущей структуры.

Наряду с перечисленными достоинствами метод имеет одну особенность, которая зачастую играет роль барьера, препятствующего его широкому применению. Эллипсометрические измерения характеризуют все физические параметры и процессы не напрямую, а опосредованно через оптическую модель. Эта модель должна быть с одной стороны достаточно простой, допускающей ее анализ и численные расчеты, а с другой стороны должна быть адекватна тому физическому процессу или той структуре, которые она описывает. Создание такой модели предполагает достаточно глубокие знания как в области эллипсометрии, так и понимание физики исследуемых процессов. Кроме того, для количественного описания в рамках выбранной модели необходимо знание оптических постоянных (или диэлектрических функций в случае спектральных измерений) тех материалов, которые составляют структуру.

Вторая составляющая успешной реализации эллипсометрического контроля — аппаратное оснащение метода. Для непрерывного in situ мониторинга процессов роста необходима автоматическая аппаратура, обладающая высоким быстродействием и имеющая высокую точность измерения эллипсометрических параметров. Этого можно добиться путем разработки новых измерительных схем, а также усовершенствования и оптимизации рабочих характеристик существующих.

Цель диссертационной работы - разработка комплекса методических и аппаратных средств, направленных на создание эллипсометрического контроля при выращивании методом МЛЭ структур на основе КРТ.

Исходя из сказанного выше, для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Провести теоретический расчет взаимодействия поляризованного света с оптическими элементами используемой статической схемы эллипсометра, учесть влияние несовершенств схемы и окон ввода-вывода излучения и оптимизировать конфигурации оптических элементов с целью достижения максимальной точности измерения эллипсометрических параметров.

2. Выполнить исследования, создать библиотеку данных по оптическим постоянным полупроводниковых материалов, используемых в структурах на основе КРТ, и на основе полученного эмпирического материала провести их параметризацию.

3. Провести экспериментальные исследования процессов роста гетероструктур КРТ и разработать оптические модели и методики для контроля in-situ ключевых параметров этих структур;

4. Провести теоретические исследования взаимодействие света с различными оптически неоднородными и многослойными структурами и получить решения прямой и обратной задач эллипсометрии.

5. Разработать методы эллипсометрической диагностики при выращивании на основе КРТ структур со сложным профилем состава и провести апробацию этих методов в экспериментальных условиях на установке МЛЭ.

Научная новизна работы. Впервые в мировой практике представлено научное обоснование и выполнены практические разработки, которые позволили реализовать полный эллипсометрический контроль на всех стадиях технологии производства фоточувствительных структур КРТ. В зарубежных научно-производственных центрах применение эллипсометрии для этих целей носит фрагментарный характер и метод используется только для решения отдельных задач.

В диссертационной работе получены новые результаты, касающиеся взаимодействия поляризованного света с элементами измерительной аппаратуры, с неоднородными или многослойными структурами полупроводниковой наноэлектроники, а также связанные с разработкой точных или приближенных методов решения прямой и обратной задач эллипсометрии. Результаты являются оригинальными и получены впервые. Основные из них перечислены ниже.

1. Проведен учет систематических погрешностей измерения эллипсометрических параметров, обусловленных несовершенствами оптических элементов, а также ошибками их юстировки и предложены способы частичного или полного устранения погрешностей путем проведения измерений при нескольких конфигурациях элементов.

2. Показана принципиальная возможность измерения элементов» матрицы Джонса ptJ анизотропных сред с использованием статической схемы эллипсометра: установлены наборы конфигураций схемы, достаточные для измерения ри и получены аналитические решения для р0.

- 3. Рассчитано влияние двулучепреломления оптических окон вакуумной камеры на результаты эллипсометрических измерений и найдены соответствующие поправки к эллипсометрическим углам.

4. Установлены основные причины, влияющие на точность эллипсометрических измерений при исследованиях КРТ: наличие поверхностных слоев Те, образующихся в результате химической обработки, объемные включения теллура, оксидные слои и микрорельеф поверхности.

5. Измерены температурные зависимости оптических постоянных соединений GaAs, ZnTe и Hgi-xCdxTe на длине волны 632.8 нм, а также зависимости оптических постоянных Hgi.xCdxTe от состава соединения. Для всех измеренных зависимостей представлены параметрические формулы.

6. Предложен количественный критерий для характеризации качества поверхности полупрозрачных слоев, основанный на сравнении амплитуды интерференционных осцилляций псевдодиэлектрической функции и ее среднего по периоду значения.

7. Предложены оптические модели, описывающие процессы роста слоев ZnTe, и на основании этих моделей установлены оптимальные режимы выращивания слоев.

8. Разработан комплекс эллипсометрических методик для измерения в процессе эпитаксиального роста различных параметров гетероструктур КРТ: составов слоев Hgi.xCdxTe (с точностью 8х=0.001) и Cdi.zZnzTe (с точностью 5z=0.006), толщин слоев и скорости роста, микроморфологии поверхности, температуры роста (с точностью 0.1°).

9. Разработан оригинальный эллипсометрический метод измерения температуры, основанный на температурной зависимости фазовой толщины * тонкой пленки и обладающий рекордно высокой дифференциальной чувствительностью, достигающей сотых долей градуса.

10. Рассмотрено взаимодействие поляризованного света с оптически неоднородными слоями и для слоев с малым градиентом состава предложен способ определения профилей оптических постоянных из кинетических зависимостей эллипсометрических параметров, измеренных в процессе роста слоя.

11. Предложен количественный критерий замены многослойной или неоднородной структуры однородной средой при решении эллипсометрических задач. Показано, что для структур КРТ этот критерий выполняется с точностью до погрешностей измерений.

12. Рассмотрена задача отражения поляризованного света от периодических слоистых структур и получены в аналитическом виде решения для комплексных коэффициентов отражения и эллипсометрических параметров таких структур.

13. Предложен экспериментальный способ измерения комплексных коэффициентов отражения Rp и Rs (их амплитуд и фаз) по результатам непрерывных эллипсометрических измерений в процессе роста структуры.

14. Экспериментально продемонстрировано выращивание методом МЛЭ различных структур КРТ нанометрового диапазона толщин при полном эллипсометрическом контроле с точностью измерения состава слоев, достигающей ±0.002 и точностью измерения толщины ±0.5 нм.

15. Теоретически обосновано и экспериментально показано, что точность определения состава градиентных структур КРТ можно повысить, если в дополнение к измеренным кинетическим зависимостям эллипсометрических параметров vF(t) и A(t) использовать их производную с1Д/с№.

16. Проведены исследования пленок анодных окислов КРТ, найдена зависимость их показателя преломления от температуры электролита и установлена оптическая модель структуры КРТ - анодный окисел, которая предполагает наличие переходного слоя.

Практическая значимость.

1. Созданы научные предпосылки для комплексного применения эллипсометрии в качестве базового метода контроля процессов МЛЭ КРТ. Многие из полученных результатов имеют общий характер и могут быть также использованы для других технологий.

2. Разработан комплекс эллипсометрических методик, позволяющий в процессе выращивания структур КРТ осуществлять непрерывный мониторинг ключевых параметров, таких как: состав материалов растущих слоев, скорость роста, структурное совершенство слоев и морфология поверхности, температура поверхности роста и других.

3. Предложены численные алгоритмы, приемы и методы решения ряда задач эллипсометрии, представляющие практический интерес как для рассматриваемой технологии, так и для решения других задач.

4. Измерены температурные зависимости оптических постоянных KPT, GaAs и ZnTe, которые имеют прикладное значение для оптических, опто-электронных и других применений.

5. Представлены теоретические и экспериментальные результаты, в которых обосновано применение эллипсометрии для прецизионного контроля при выращивании квантовых наноструктур с изменяемой шириной/ запрещенной зоны и продемонстрированы возможности зонной инженерии на основе КРТ при полном эллипсометрическом контроле.

6. В результате проведенных расчетов и анализа- статической схемы эллипсометра предложены способы повышения абсолютной точности измерений, а функциональные возможности схемы расширены до исследования анизотропных объектов.

7. Получены теоретические и методические разработки, которые представляют значение для дальнейшего развития эллипсометрического метода в целом и могут применяться для решения широкого класса практических задач. В качестве таких разработок можно отметить следующие:

- высокочувствительный эллипсометрический метод измерения температуры;

- критерий оценки качества оптической поверхности;

- решение обратной задачи эллипсометрии для слабо неоднородных слоев;

- аналитическое решение прямой задачи для периодических слоистых структур;

- критерий замены многослойной структуры однородной средой;

- повышения точности решения обратной задачи, основанное на привлечении относительной производной эллипсометрических параметров.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Ошибки измерения эллипсометрических параметров, обусловленные несовершенствами оптических элементов эллипсометра и погрешностями их юстировки, можно устранить (полностью или частично) проведением измерений при симметричных азимутальных положениях поляризатора Р=±45°, а также путем комбинации измерений для различных конфигураций элементов: Ai=0, 45°, Аг^О, 45°, С=0, 45°.

2. Разработанный комплекс эллипсометрических методик позволяет контролировать ключевые параметры гетероструктур КРТ в процессе их выращивания: качество термической очистки подложек, структурное совершенство слоев и их морфологию, состав слоев Щ1.чСс1хТе с точностью ±0.001 и Сс^п^Те с точностью ±0.006, скорость роста и температуру роста.

3. Экспериментальным критерием для оценки качества оптической поверхности тонких слоев, служит амплитуда интерференционных осцилляций псевдодиэлектрической функции <ег> в области полупрозрачности, которая для резкой границы раздела должна соответствовать среднему по периоду значению <ег>. Нарушение этого условия свидетельствует о размытии оптической границы.

4. Профили оптических постоянных п(г) и к(г) для слабо градиентного неоднородного слоя ( ) восстанавливаются по кинетическим зависимостям эллипсометрических параметров ^(Т), Д(Ч), измеренным в процессе роста этого слоя.

5. При формировании периодической слоистой структуры эллипсометрические параметры циклически изменяются между предельными точками (Ч^, Д1) и (Ч^, Аг), для которых получены аналитические выражения через оптические константы слоев и их толщины.

6. Отражение света от многослойной структуры эквивалентно отражению от однородной среды, если коэффициенты отражения структуры удовлетворяют условию Я +11соз2ф г^-= 1 (ф ~ Угол падения света). Такая замена упрощает численные

К-'+К-р^со^Ф расчеты и объясняет отсутствие накопления ошибок при итерационных вычислениях для большого числа слоев.

7. Относительная производная для эллипсометрических параметров ^^ (или ), измеренных в процессе выращивании градиентных слоев, является независимой измеряемой величиной и ее использование для интерпретации эллипсометрического эксперимента увеличивает точность измерения состава и его градиента. Апробация работы.

Наиболее значимые результаты диссертационной работы неоднократно обсуждались в дискуссиях с ведущими специалистами на научных форумах различного уровня: международных, российских, региональных; докладывались на научных семинарах организаций РАН и отраслевых НИИ. Ниже перечислены основные научные мероприятия, в которых были представлены и обсуждались работы по теме диссертации: 3-я и 4-я Всесоюзные конференции «Эллипсометрия - теория, методы, приложения» (г. Новосибирск, 1985 и 1989 гг.), 1-я конференция по физике полупроводников (г. Н-Новгород, 1993 г.), Международная конференция «Оптика полупроводников» (г. Ульяновск, 2000 г.), международные конференции ЕХМАТЕС-96 (Фрайбург, Германия, 1996 г.) и ЕХМАТЕС -2000 (Крит, Греция, 2000 г.), 2-я и 3-я международные конференции по спектральной эллипсометрии (Чарлстоун, США, 1997 г. и Вена, Австрия, 2003 г.), Международное совещание по проблемам лазерной метрологии (г. Новосибирск, 2002 г.), 17-я Международная научно-техническая конференции по фотоэлектронике и приборам ночного видения (Москва, 2002), Национальная конференция по росту кристаллов (Москва, 2002 г.), 6-я международная конференция "Material Sciences and Material Properties for Infrared Optoelectronics" (г. Киев, Украина, 2002 г.), Российская конференция «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах» (г. Воронеж, 2006 г.), Российские совещания по фотонике (Новосибирск, 2003 и 2008 гг.), 9-я Российская конференции по физике полупроводников (г. Новосибирск - г. Томск, 2009 г.), Российская конференция «Методы исследования состава и структуры функциональных материалов» (г. Новосибирск, 2009 г.), 14-я международная конференция по соединениям АгВб (г. Санкт-Петербург, 2009 г.).

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы экспериментальной физики», Швец, Василий Александрович

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах из приведенного ниже списка литературы: [48], [49], [51], [54], [62], [63], [65], [78 - 81], [85 -87], [89], [90], [107], [111 - ИЗ], [125], [128], [142], [143], [145], [148], [149], [152 - 154], [161- 166], [171], [177].

Благодарности.

Считаю своим приятным долгом выразить благодарность коллегам, с которыми мне довелось сотрудничать в процессе работы по теме диссертации: Сидорову Юрию Георгиевичу, Дворецкому Сергею Алексеевичу, Михайлову Николаю Николаевичу, Якушеву Максиму Витальевичу, Ремеснику Владимиру Григорьевичу, Рыхлицкому Сергею Владимировичу, Спесивцеву Евгению Васильевичу, Мардежову Анатолию Селиверстовичу.

С признательностью отмечаю, что первые работы по теме диссертации были инициированы членом-корреспондентом АН СССР Свиташевым Константином Константиновичем.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В представленной диссертационной работе решена крупная научная проблема -разработаны базовые основы и заложены общие принципы применения методов оптической эллипсометрии для комплексной in situ диагностики процессов молекулярно-лучевой эпитаксии гетероструктур КРТ. В рамках решения этой проблемы проведен цикл теоретических и экспериментальных исследований по взаимодействию поляризованного монохроматического света с многослойными гетероэпитаксиальными структурами и с поляризующими оптическими элементами экспериментальной установки. В результате этих исследований развиты и предложены подходы для решения ряда ключевых задач технологии МЛЭ КРТ, включая задачу контролируемого выращивания - квантовых наноразмерных структур. Тем самым обоснована новая область применения эллипсометрической диагностики для полного контроля технологических процессов на всех стадиях создания полупроводниковых структур на основе соединения КРТ. Основные результаты диссертационной работы сформулированы ниже.

1. Рассчитаны систематические погрешности измерения эллипсометрических параметров, обусловленные несовершенствами оптических элементов, а также ошибками их юстировки и предложены способы частичного или полного устранения погрешностей путем проведения измерений при нескольких конфигурациях элементов.

2. Показана принципиальная возможность измерения элементов матрицы Джонса ри анизотропных сред с помощью статической схемы эллипсометра: установлены наборы конфигураций схемы, достаточные для измерения ри и получены аналитические решения для ру.

3. Рассмотрено влияние остаточного двулучепреломления оптических окон вакуумной камеры на результаты» эллипсометрических измерений и рассчитаны соответствующие поправки к эллипсометрическим углам.

4. Установлены основные причины, влияющие на точность эллипсометрических измерений при исследованиях КРТ: наличие поверхностных слоев Те, образующихся в результате химической обработки, объемные включения теллура, оксидные слои и 1 микрорельеф поверхности.

5. Измерены температурные зависимости оптических постоянных ОаАз, ZnTe и Н§[.хС<1хТе на длине волны 632.8 нм, а также зависимости оптических постоянных Н£1.хСс1хТе от состава соединения. Для всех измеренных зависимостей представлены параметрические формулы.

6. Предложен количественный критерий для характеризации качества поверхности полупрозрачных слоев, основанный на сравнении амплитуды интерференционных осцилляций псевдодиэлектрической функции и ее среднего по периоду значения.

7. Разработан комплекс эллипсометрических методик для измерения в процессе эпитаксиального роста различных параметров гетероструктур КРТ: составов слоев 1-^1.хСс1хТе (с точностью 8х=0.001) и Сс^.^пДе (с точностью 5г=0.006), толщин слоев и скорости роста, микроморфологии поверхности, температуры поверхности роста (с точностью 0.1°).

8. Рассмотрено взаимодействие поляризованного света с оптически неоднородными слоями и для слоев с малым градиентом состава предложен способ определения

•• .'■ ' 218 профилей оптических-постоянных из . измеренных в процессе , роста кинетических зависимостей элдипсометрических параметров. .

9. Предложен; количественный; критерий замены, многослойной, или неоднородной структуры однородной средой при решении эллипсометрических задач. Показано, что; для структуре КЕТ этот критерий выполняется с точностью до погрешностей измерений.

10. Рассмотрена задача отражения поляризованного света от периодических слоистых структур и - получены в аналитическом виде решения, для , комплексных коэффициентов отражения и эллипсометрических параметров таких структур: : ■

11. Предложен; экспериментальный способ измерения комплексных коэффициентов отражения. Rp и Rs (их, амплитуд w фаз) по результатам непрерывных эллипсометрических измерений в-процессе роста структуры.

12. Экспериментально продемонстрировано выращивание; методом- МЛЭ различных структур КРТ нанометрового диапазона толщин при полном эллипсометрическом контроле; при, этом точность измерения; состава слоев достигает ±0:002, а точность измерения толщины ±0.5 нм: -,

13. Точность определения состава градиентных; структур КРТ можно повысить, если в дополнение к измеренным кинетическим зависимостям эллипсометрических-параметров 4'(t) и A(t) использовать их производную dA/cPF.

14. Проведены исследования пленок анодных- окислов КРТ, найдена зависимость их показателя преломления от температуры- электролита и установлена оптическая модель структуры КРТ — анодный окисел, которая предполагает наличие переходного слоя.

Личное участие автора. Представленное исследование является неотъемлемой частью общей работы большого коллектива специалистов« в области физики процессов роста полупроводниковых слоев, инженеров-технологов, химиков, оптиков. Личный вклад соискателя в диссертационную работу является доминирующим в той части, которая относится к разработке базовых принципов использования эллипсометрических методов и заключается в следующем:

- постановке ряда- задач и их формулировке на языке модельных представлений, описывающих взаимодействие света со структурами;

- проведении теоретических расчетов и разработке методов и подходов для анализа эллипсометрических данных;

- разработке адекватных оптических моделей для описания процессов роста и физико-химических характеристик выращиваемых структур;

- интерпретации результатов эллипсометрических измерений;

- разработке оптимальных численных алгоритмов для количественной обработки экспериментальных данных;

- научном и техническом сопровождении эллипсометрических измерений;

- выполнении отдельных экспериментов.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Швец, Василий Александрович, 2010 год

1. Adachi S. Optical-constants of crystalline and amorphous semiconductors. Numerical data and graphical information. Kluwer Academic Publishers. 1999. -714 c.

2. Ноздрин Ю.Н., Окомельков A.B., Котков А.П., Моисеев А.Н., Гришанова Н.Д: Индуцированное и спонтанное излучение структур CdxHgi-xTe в-диапазоне 3.2 — 3.7 мкм при 77 К.// ФТП. 2004. - Т. 38: - Вып. 12. - С. 1419 - 1422.

3. Лифшиц В.Г., Репинский С.М. Процессы на поверхности твердых тел. Владивосток: Дальнаука, 2003. 703 с.

4. Sakamoto T., Kawai N.J., Nakagawa T., Ohta К., Kojima T. Intensity oscillations of reflection high-energy electron diffraction during silicon molecular beam epitaxial growth // Appl. Phys. Lett. 1985. - V. 47. - N6. - P. 617 - 619.

5. Aspnes D.E., Studna A.A. Dielectric functions and optical parameters of Si, Ge, GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs and InSb from 1.5 to 6.0 eV // Phys. Rev. B. 1983. - V. 27. - N2. -P. 985 - 1009.

6. Sato K., Adachi S. Optical properties of ZnTe // J. Appl. Phys. 1993. - V. 73. - N2. - P. 926 - 930.

7. Aspnes D.E., Kelso S.M., Logan R.A., Bhat R. Optical1 properties of AlxGai.xAs // J. Appl. Phys. 1986. - V. 60. - N2. - P. 754 - 767.

8. Vina L., Umbach C., Cardona M., Vodopyanov L. Ellipsometric studies of electronic interband transitions in CdxHgi.xTe // Phys. Rev. B. 1984. - V. 29. - N 12. - P. 6752 -6760.

9. Burkhard H., Dinges H.W.,.Kuphal E. Optical properties of InixGax Pi-yAsy, InP, GaAs and GaP determined by ellipsometry // J. Appl. Phys. 1982. - V. 53. - P. 655 - 662.

10. Aspnes D.E., Studna A.A., Kinsbron E. Dielectric properties of heavily doped crystalline and amorphous silicon from 1.5 to 6.0 eV // Phys.Rev. B. 1984. - V. 29. - N 2. - P. 768 -779.

11. Nguyen H.V., Lu Y., Kim S., Wakagi M., Collins R.W. Optical properties of ultrathin crystalline and amorphous silicon films. // Phys. Rev. Lett. 1995. - Y. 74. - N19. - P. 3880 -3883.

12. Erman M., Theeten J.B., Chambon P., Kelso S.M:, Aspnes D.E. Optical properties and damage analysis of GaAs single crystals partly amorphized by ion implantation // J. Appl. Phys. 1984. - V. 56. -N 10. - P. 2664 - 2671.

13. Jellison G.E., Jr, Modine F.A. Optical functions of silicon at elevated temperatures. // J. Appl. Phys. 1994. V. 76. -N 6. - P. 3758 - 3761.

14. Lautenschlager P., Carriga M., Logothetidis S., Cardona M. Interband critical points of GaAs and their temperature dependence // Phys. Rev. B. 1987. - V. 35/ - N17/ - P. 9174 -9189.

15. Lautenschlager P., Carriga M., Cardona M. Temperature dependence of the interband critical points parameters of InP // Phys. Rev. B. 1987. - V. - 36. -N 9. - P. 4813 - 4820.

16. Kim C.C., Daraselia M., Garland J.W., Sivananthan S. Temperature dependence of the optical properties of CdTe // Phys. Rev. B. 1997. - V.56. -N 8. - P. 4786 - 4797.

17. Theeten J.B:, Hottier F., Hallais J. Ellipsometric assessment of (Ga,Al)As/GaAs epitaxial layers during their growth in an organometallic VPE system // J. Cryst. Growth. 1979. -V. 46. - P. 245 - 252.

18. Hottier F., Laurence G. Assessment by in situ ellipsometry of composition profiles of Gai.xAlxAs-GaAs heterostructures // Appl. Phys. Lett. 1981. - V. 38. - N 11. - P. 863 -865.

19. Laurence G., Hottier F., Hallais J. Growth monitoring and characterization of (Al, Ga)As-GaAs heterostructures by ellipsometry // J. Cryst. Growth. 1981. - V. 55. - P. 198 - 206.

20. Aspnes D.E. Minimum-data approaches for determining outer-layer dielectric responces of film from kinetic reflectometric and ellipsometric measurements // Appl. Phys. Lett. 1993. -V. 62.-N4.-P. 343 -345.

21. Hottier F., Hallais J., Simondet F. In situ monitoring by ellipsometry of metalorganic epitaxy of GaAlAs GaAs superlattice // J. Appl. Phys. - 1980. - V. 51. - N3. - P. 1599 -1602.

22. Demay Y., Gailliard J.P., Medina P. In situ spectroscopic ellipsometry of mercury cadmium telluride MBE layers.// J. Cryst. Growth. 1987. - V. 81. - P. 97 - 100.

23. Demay Y., Arnoult R., Gailliard J.P., Medina P. In situ spectroscopic ellipsometry during molecular beam epitaxy of cadmium mercury telluride // J. Vac. Sci. Technol. A. 1987. -V. 5. -N5. - P. 3139-3142.

24. Tomita T., Kinosada T., Yamashita T., Shiota M., Sakurai T. A new non-contact method to measure temperature of surface of semiconductor wafers // Jap. J. of Appl. Phys. 1986. -V. 25. N 11. P. L925-L927.

25. Jiang Z.T., Yamagushi Т., Aoyama M., Hayashi T. Possibility of simultaneous monitoring of temperature and surface layer thickness of Si substrate by in situ spectroscopic ellipsometry // Jap. J. Appl. Phys. 1998. - V. 37. -N 2. - P. 479 - 483.

26. Arvin H., Aspnes D.E., Rhiger D.R. Properties of Hgo7iCdo29Te and some native oxides by spectroscopic ellipsometry // J. Appl. Phys. 1983. - V. 54. N 12. - РГ 7132 - 7138.

27. Arvin H., Aspnes D.E. Nondestructive analysis of CdxHgi.xTe (x=0.00, 0.20, 0.29, and 1.00) by spectroscopic ellipsometry. 2. Substrate, oxides and interface properties // J. Vac. Sci. Technol. A. 1984. - V. 2. -N 3. - P.1316 - 1323.

28. J. Phillips, D. Edwall, D. Lee, J. Arias. Growth of HgCdTe for long-wavelength infrared detectors using automated control from spectroscopic ellipsometry measurements.// J. Vac. Sci. Technol., 2001, v. В19,, N4, p.1580 1584.

29. Edwall D., Phillips J., Lee D., Arias J. Composition control of long-Wavelength MBE HgCdTe using in situ spectroscopic ellipsometry // J. Electron. Mater. 2001. - V. 30i -N6.-P. 643 -646.

30. Aspnes D.E., Quinn W.E., Gregory S. Optical control of growth of AlxGai.xAs by organometallic molecular beam epitaxy // Appl. Phys. Lett, 1990. V. 57. -N25. P. 2707 -2709.

31. Almedia K.A., Dinan J.H. In situ compositional control of advanced HgCdTe-based IR detectors // J. Cryst.Growth. 1999. - V. 201/202. - P. 22 - 25.

32. McLevige W.V., Arias J.M., Edwall D.D., Johnston S.L. Ellipsometric profiling of HgCdTe heterostructures // J. Vac. Sci. Technol. B. 1991. - V. 9. -N 5. - P. - 2483 - 2486.

33. Основы эллипсометрии / Под ред. А.В. Ржанова. Новосибирск: Наука, 1979. — 422 с.

34. Аззам Р., БашараН. Эллипсометрия и поляризованный свет. М.: Мир, 1981. 583 с.

35. Громов В.К. Введение в эллипсометрию. JL: Изд. Ленинградского университета, -1986.- 191 с.

36. Пшеницын В.И., Абаев М.И., Лызлов Н.Ю. Эллипсометрия в физико-химических исследованиях. Л.: Химия, 1986. 162 с.

37. Fujiwara Н. Spectroscopic ellipsometry. John'Wiley&Songs Ltd. The Atrium, Chichester, West Sussex, England, 2007. 369 c.

38. Aspnes D.E. Optical properties of thin films // Thin Sol. Films. 1982. - V. 89. - P. 249 -262.

39. Свидетельство на полезную модель №16314 РФ. Эллипсометр / Спесивцев Е.В., Рыхлицкий С.В. Приоритет от 13.11.98. Опубл. 20.12.2000 // Бюллетень изобретений №35.

40. Пат. № 2351917 РФ. Эллипсометр / Спесивцев Е.В., Рыхлицкий С.В., Борисов А.Г., Швец В.А. Приоритет от 31.05.2007. Опубл. 10.04.2009 // Бюллетень изобретений № 10.

41. Пат. № 2302623 РФ. Эллипсометр / Спесивцев Е.В., Рыхлицкий С.В., Швец В.А. Приоритет от 28.09.2005. Опубл. 10.07.2008 // Бюллетень изобретений № 19

42. Aspnes D.E., Studna A.A. High precision scanning ellipsometer // Appl. Optics.- 1975. -V. 14.-Nl.-P. 220-228.

43. Collins R.W., Fujiwara H., Lee J., LuiY., Koh J., Rovira P.I. Advances in multichannel spectroscopic ellipsometry // Thin Sol. Films. 1998. - V. 313-314. - P. 18 - 32.

44. Швец B.A., Спесивцев E.B., Рыхлицкий С.В. Анализ статической схемы эллипсометрических измерений // Опт. и спектр. 2004. - Т. 97.- №3. - С. 514 - 525.

45. Швец В.А., Спесивцев Е.В., Рыхлицкий С.В. Измерение нормированной матрицы Джонса анизотропных образцов методом статической эллипсометрии // Опт. и спектр. 2008. - Т. 105. - №4. - С. 689 - 695.

46. Rykhlitski S.V., Spesivtsev E.V., Shvets Y.A. Laser ellipsometry precise method of surface measurements // Proc. SPIE. - 2002. - V. 4900. - P. 722 - 729.

47. Ржанов A.B., Свиташев K.K., Мардежов A.C., Швец В.А. Основное уравнение эллипсометрии для сверхрешеток // ДАН. 1988. - Т. 298. - № 4. - С. 862 - 868.

48. Studna A.A., Aspnes D.E., FlorezL.T., Wilkens B.J., Harbison J.P., Ryan R'.E. Low-retardance fused-quartz window for real-time optical applications in* ultrahigh vacuum // J. Vac. Sci. Technol. 1989. - V. A7. -N6.-P: 3291 - 3294.

49. Швец В.А. Влияние остаточного напряжения, в оптических окнах на точность эллипсометрических измерений // Автометрия. 2008. - Т. 44. - № 2'. - С.119 - 126.

50. Одарич В.А. Оптические постоянные теллуридов кадмия и ртути в области-собственного поглощения // Укр. Физ: Журн. 1973. - Т. 18. - Вып. 4. - С.656 - 658.

51. Корсак Т.Е., Сысоева Н.П., Аюпов Б.М., Антонов В.В., Войцеховский А.В., Титова1 Е.Ф. Оптические постоянные GdxHgi.xTe при Х=632.8 нм // ФТП. 1985. - Т.19. -Вып. 2.-С. 355-356.

52. Hammadi Z., Gauch М., Muller P., Quentel G. Experimental results from-spectroscopic ellipsometry on the (7x7)Si(l 11) surface reconstruction dielectric function determination // Surf. Sci. - 1995. - V. 341. - N 1-2. - P. 202 - 212.

53. Bell- K.A., Mantese L., Rossow U., Aspnes D.E. Systematic differences among nominal reference dielectric function spectra for crystalline Si as determined by spectroscopic ellipsometry // Thin Sol.Films. 1998. - V. 313 - 314. - P. 161 - 166.

54. Arvin H., Aspnes D.E. Nondestructive analysis of CdxHgi.xTe (x=0.00; 0.20, 0.29; and* 1.00) by spectroscopic ellipsometry. 1. Chemical oxidation and etching // J. Vac. Sci. Technol. A. — 1984. V. 2.-N3.-P. 1309- 1315.

55. Moritani A., Sikiya H., Tanigushi K., Hamagushi C., Nakai J., Makabe R. Optical constants of HgTe and HgSe. // Jap. J. Appl. Phys. 1971. - V. 10. - N 10. - P. 1410 -1414.

56. Бекетов Г.В., Шуптар Д.Д., Давидовская H.O. Эллипсометрическое исследование поверхности материала CdxHgi.4Te // Материалы 6-го Всес. Симп. «Полупроводники с узкой запрещенной зоной и полуметаллы», Львов. - 1983. - С. 86 - 88.

57. Гутаковский А.К., Елисеев В.М., Любинская Р.И., Лях Н.В., Мардежов А.С., Петренко И.П., Покровский Л.Д., Сабинина И.В., Сидоров Ю.Г., Швец В.А. Исследование состояния поверхности CdTe // Поверхность. 1988. - № 9. - С. 80 - 87.

58. Haring J.-P., Werther I.G., Bube R.H., Gulbrandsen L., Jansen W., Luscher P. Study of cleaved, oxidized, etched and heat-treated CdTe surfaces // J. Vac. Sci. Technol. A. 1983. - V. Al. -N 3. - P. - 1469 - 4472.

59. Shvets V.A., Chikichev S.I., Pridachin D.N., Yakushev M.V., Sidorov Yu.G., Mardezhov A.S. Ellipsometric study of tellurium molecular beam interaction with dehydrogenated vicinal silicon surfaces // Thin Sol. Films. 1998. - V. 313 - 314. - P. 561 - 564.

60. Бендере P.Б., Калныня Р.П., Фелтынь И.А., Фрейвальде И.Р. // Изв. АН Латв. ССР. Сер. физ. и техн. Наук. 1986. - № 1. - С. 81 - 84.

61. Ohlidal I., Navratil К., Lukes F. Reflection of light on a system of non-absorbing isotropic film non-absorbing isotropic substrate with rough boundaries // Opt.Comm. - 1971. - Y. 3. -N l.-P. 40-44.

62. Ohlidal I., Lukes F. Ellipsometric parameters of rough surfaces and of a system substrate -thin film with rough boundaries // Optica Acta. 1972. - V. 19. - N. 10. - P. 817 - 843.

63. Ohlidal I., Lukes F., Navratil K. Influence of some geometrical factors on reflectance of randomly rough surface // Scripta Fac.Sci. Nat. Ujep Brunensis, Physica 2. 1975. V. 5. - P. 83 - 104.

64. Rice S.O. Reflection of electromagnetic waves from slightly rough surfaces // Commun. Pure Appl. Math. 1951. - V. 4. P. 351.

65. Антонов B.A., Пшеницин В И. Отражение поляризованного света шероховатой поверхностью // Опт. и спектр. 1984. - Т. 56. - Вып. 1. - С. 146 - 154.

66. Брагинский Л.С., Гилинский И.А., Свиташева С.Н. Отражение света шероховатой поверхностью: интерпретация эллипсометрических измерений // ДАН. — 1987. Т. 293. - № 5. - С. 1097- 1101.

67. Урбах М.И. Зависимость эллипсометрических параметров и коэффициентов отражения света от степени шероховатости поверхности металла // Эллипсометрия: теория, методы, приложения / Под ред. А.В. Ржанова, Л.А. Ильиной. Новосибирск: Наука. -1987.-С. 24-28.

68. Рожнов Г.В. Отражение поляризованного света от шероховатой поверхности // Эллипсометрия: теория, методы, приложения / Под ред. А.В. Ржанова, Л.А. Ильиной. Новосибирск: Наука, 1987. С. 14 - 18.

69. Schiffer R. Reflectivity of slightly rough surface //Appl. Optics. 1987. - V. 26. - N 4. - P. 704 - 712.

70. Brudzewski К. Effect of surface roughness on change of the polarization state of light reflected from silicon and germanium // Appl. Optics. 1976. - V. 15: -N 1. - P. 115 - 119.

71. Баютова O.P., Мардежов A.C., Покровский Л.Д., Чикичев С.И., Швец В.А. Исследование микрорельефа поверх ности пл енок HgTe методом эллипсометрии // Автометрия. 1993. - № 1. - С. 98 - 105.

72. Свиташев K.K., Швец B.A., Мардежов A.C., Дворецкий С.А., Сидоров Ю.Г., Варавин B.C. Эллипсометрия in situ при выращивании твердых растворов кадмий-ртуть-теллур методом МЛЭ // ЖТФ. 1995. - Т. 65. - Вып. 9. - С. 110 - 120.

73. Chu J., Xu S., Tang D. Energy gap versus alloy composition and temperature in HgixCdxTe // Appl. Phys. Lett. 1983. - V. 43. -N 11. - P. 1064 - 1066.

74. Rodzik A., Kisiel A. Reflectivity spectra of monocrystalline CdxHgi.xTe as a function of composition and temperature //J. Phys. C. 1983. - V. 16. - P. 203 - 211.

75. Finkman E., Nemirovsky Y. Infrared optical absorption of HgixCdxTe // J. Appl. Phys. -1979. V. 50. -N 6. - P.4356 - 4361.

76. Shvets V.A., Mikhailov N.N., Yakushev M.V., Spesivtsev E.V. Ellipsometric measurements of the optical constants of solids under impulse heating // Proseedings of SPIE. 2002. - V. 4900, Part One. - P. 46 - 52.

77. Швец BiA., Чикичев С.И., Прокопьев В.Ю., Рыхлицкий C.B., Спесивцев Е.В. Эллипсометрический комплекс для исследования быстропротекающих температурных процессов // Автометрия. 2004. - Т. 40. - № 6. - С. 61 - 69.

78. Пат. № 2353919 РФ. Эллипсометрический комплекс для высокотемпературных исследований / Рыхлицкий С.В., Швец В.А., Прокопьев В.Ю., Спесивцев Е.В. Приоритет от 11.10.2007. Опубл. 27.04.2009. // Бюллетень изобретений № 12.

79. Якушев М.В., Швец В.А. Использование эллипсометрических измерений для высокочувствительного контроля температуры поверхности // Письма в ЖТФ. -1999.-Вып. 14.-С. 65-71.

80. Мардежов А.С., Михайлов Н.Н., Швец В.А. Эллипсометрический контроль предэпитаксиальной подготовки подложек GaAs и роста эпитаксиальных пленок CdTe // Поверхность. 1990. - № 12. - С. 92 - 96.

81. Технология тонких пленок. Справочник / Под ред. JI. Майссела, Р. Глэнга. Пер. с англ. Под ред. М.И. Елинсона, Г.Г. Смолко. Т. 1. М: Сов. Радио, 1977. 664 с.

82. Massies J., Contor J.P. Substrate chemical etching prior to molecular beam epitaxy: an x-ray photoelectron spectroscopy study of GaAs{001} surfacec etched by the H2SO4-H2O2-H20 solution//J. Appl. Phys. 1985. - V. 58, № 2. - P. 806 - 810.

83. Биленко Д.И., Белобровая О.Я., Дворкин Б.А., Ципоруха В.Д. Оптические свойства GaAs, GaP, InP и Si в диапазоне температур 300 1000 К в ближней инфракрасной области // Опт. и спектр. - 1982. - Т. 53. - Вып. 3. - С. 469 - 475.

84. Marple D.T.F. Refractive index of GaAs // J. Appl. Phys. 1964. - V. 35. - P. 1241 - 1242.

85. Tanguy C. Temperature dependence of the refractive index of direct band gap semiconductors near the absorption threshold: Application to GaAs // J. Appl. Phys. -1996.- V. 80.-N8.-P. 4626-4631.

86. Reynolds D.C., Bajaj K.K., Litton C.W., Peters G., Yu P.W., Parsons J.D. Refractive index, n and dispersion dn/dA. of GaAs at 2K determined from Fabry-Perot cavity oscillations // J. Appl. Phys. 1987. - V. 61. - P. 342 - 345.

87. McCaulley J.A., Donnelly V.M., Vernon M., Taha I. Temperature dependence of the near-infrared refractive index of silicon, gallium arsenide, and indium phosphide // Phys.Rev. B. 1994. - V. 49. - P. 7408 - 7417.

88. Bardinal V., Legros R., Fontaine C. In situ measurement of AlAs and GaAs refractive index dispersion at epitaxial growth temperature // Appl. Phys. Lett. 1995. - V. 67. -P. 244 - 246.

89. Kawai H., Imanaga S., Kaneko K., Watanabe N. Complex refractive indices of AlGaAs at high temperatures measured by in situ reflectometry during growth by metalorganic chemical vapour deposition // J. Appl. Phys. 1987. - V. 61.' - P. 328 - 332.

90. Страковская C.E., Кораблев B.B., Станчиц C.A. Температурные зависимости оптических постоянных GaAs(l 11)В // Опт. и спектр. 1983. - Т. 55. - Вып. 1. - С. 90 -93.

91. Adachi S., Sato К. Numerical derivative analysis of the pseudodielectric functions of ZnTe // Jpn. J. Appl. Phys. -1992. V. 31. -N 12A. -P. 3907 - 3912.

92. Adachi S., Kimura T. Optical constants of ZnixCdxTe ternary alloys: experiment and modelling // Jpn. J. Appl. Phys. 1993. -V. 32. -N 8. - P. 3496 - 3501.

93. Castaing O., Granger R., Benhlal J .Т., Triboulet R. The dielectric function and interband transitions in CdixZnxTe // J. Phys.: Condens. Matter. 1996. - V. 8. - P. 5757 - 5768.

94. Kim Y.D., Choi S.G., Klein M.V., Yoo S.D., Aspnes D.E., Xin S.N., Furdina J.K. Spectroscopic ellipsometric characterization of undoped ZnTe films grown on GaAs // Appl. Phys. Lett. 1997. - V. 70. -N 5. - P. 610 - 612.

95. Castaing O., Benhlal J.T., Granger R. An attempt to model the dielectric fiinction>in II-VI ternary compounds Hgi.xZnxTe and CdbxZnxTe // Eur. Phys. J. 1999. - V. В 7. - P. 563 -572.

96. Швец В.А., Якушев M.B. Влияние поверхностного слоя на определение диэлектрической функции пленок ZnTe методом эллипсометрии // Опт. и спектр. -2002. Т. 92. - № 5. - С. 847 -850.

97. Пат. № 2111291 РФ. Устройство для молекулярно-лучевой эпитаксии / Блинов В.В., Горяев Е.П., Дворецкий С.А., Михайлов Н.Н., Мясников В.Н., Сидоров Ю.Г., Стенин С.И. Приоритет от 1.03.95. Опубл. 20.05.1998 // Бюллетень изобретений №14.

98. Пат. № 2133308 РФ. Испарительный тигель / Анциферов А.П., Михайлов Н.Н., Сидоров Ю.Г., Якушев М.В. Приоритет от 14.04.98. Опубл. 20.07.1999. // Бюллетень изобретений № 20.

99. Васев А.В. Реконструкции поверхности GaAs(OOl) и их влияние на морфологию слоев при МЛЭ и вакуумном отжиге: Автореф. дисс. . канд. физ.-мат. н аук.-Новосибирск, 2009. 18 с.

100. Швец В.А., Якушев М.В., Сидоров Ю.Г. Применение метода эллипсометрии in situ для контроля гетероэпитаксии широкозонных полупроводников и характеризации их оптических свойств // Автометрия. 2001. - № 3. - С. 20 - 29.

101. Придании Д.Н., Сидоров Ю.Г., Якушев М.В., Швец В.А. Кинетика начальных стадий роста пленок ZnTe на Si(013) // Автометрия. 2005. - Т. 41. - № 1. - С. 104 -114.

102. Якушев М.В., Швец В.А., Кеслер В.Г., Сидоров Ю.Г. Изучение эпитаксиальных слоев ZnTe на подложке GaAs(310) методом эллипсометрии и методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии // Автометрия. 2001. - №3. - С. 30 -38.

103. Sabinina I.V., Gutakovsky А.К., Sidorov Yu.G., Dvoretsky S.A., Kuzmin V.D. Defect formation during growth of CdTe(l 11) and HgCdTe films by molecular beam epitaxy. // J. Cryst. Growth. 1992. - V. 117. -N 1-4. - P. 238 -243.

104. Richter K., Drescher K. Pyrometric substrate-temperature measurement during plasma etching // Surface & Coatings Technology. 1995. - V. 74-75. -N 1-3. - P. 546 - 551.

105. Nason D., Burger A. In situ Temperature-Measurement of Alpha-Mercuric Iodide by Reflection Spectroscopy // Appl Phys. Lett. 1991. - V. 59. -N 27. - P. 3550 - 3552.

106. Gullen C.W., Sturm J.C. Temperature-measurement of metal-coated silicon-wafers by double-pass infrared transmission // IEEE transactions on semiconductor manufacturing. -1995.-V. 8.-N3.-P. 346-351.

107. Sandroff C.J., Turcosandroff F.S., Florez L.T, Harbison J P. Substrate-temperature measurement in a molecular-beam epitaxy chamber using in situ GaAs photoluminescence monitoring // Appl. Phys. Lett. 1991. - V. 59. -N 10. - P. 1215 - 1217.

108. Kroesen G.M.W., Oehrlein G.S., Bestwick T.D. Nonintrusive wafer temperature-measurement using in situ ellipsometry // J. Appl. Phys. 1991. - V. 69. - N 5. - P. 3390 -3392.

109. Sampson R.K., Conrad K.A., Irene E.A., Massoud H.Z. Simultaneous silicon-wafer temperature and oxide film thickness measurement in rapid-thermal processing using ellipsometry // J. Electrochem. Soc. 1993. -V. 140. -N 6, P. 1734 - 1743.

110. Lee S., Park B.H. Oh S.G. Measurements of substrate temperature by in-situ ellipsometry // J. of the Korean Phys. Soc. 1997. - V. 30. -N 3. - P. 528 - 533.

111. Sampson R.K., Massound H.Z. Resolution of silicon-wafer temperature-measurement by in-situ ellipsometry in a rapid thermal processing // J. Electrochem. Soc. 1993. - V. 140. -N9.-P 2673 -2678.

112. Якушев M.B., Швец В.А. Высокочувствительный эллипсометрический метод контроля температуры // Автометрия. 2002. - № 1. - С. 95 - 106.

113. Новикова С.И. Тепловое расширение твердых тел. М.: Наука, 1974. 292 с.

114. Daraselia М., Brill G., Garland J.W., Nathan V., Sivananthan S. In situ control of temperature and alloy composition of Cdi-xZnxTe grown by molecular beam epitaxy // J. Electron. Mater. 2000. - V. 29. -N 6. - P. 742 - 747.

115. Якушев M.B., Швец B.A., Азаров И.А., Рыхлицкий С.В., Сидоров Ю.Г., Спесивцев Е.В., Шамирзаев Т.С. Контроль состава гетероэпитаксиальных слоев Cdi.zZnzTe методом спектральной эллипсометрии // ФТП. 2010. - Т.44. - Вып. 1. - С. 62 - 68.

116. Adachi S., Kimura T. Refractive-index dispersion in Znj.xCdxTe ternary alloys // Jap. J. Appl. Phys. 1993. - V. 32. - P. 3866.

117. Пшеницын В.И. Эллипсометрия модифицированных поверхностных слоев и шероховатых поверхностей оптических материалов. Дисс. .д-ра физ.- мат. наук. -Всероссийский научный центр ГОИ им. С.И. Вавилова, Санкт-Петербург, 1994. -264 с.

118. Пшеницын В.И., Храмцовский И.А. Новый подход к эллипсометрии реальной поверхности оптических материалов // Эллипсометрия: теория, методы, приложения / под ред. А.В. Ржанова, Л.А. Ильиной. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1987. С. 8 - 14.

119. Adams J.R., Bashara N.M. Determination of the complex index profiles in P3\ ionimplanted silicon by ellipsometry // Surf. Sci. 1975. - V. 49. - N 2. - P. 441 - 458.

120. Charmet J.C., de Gennes P.G. Ellipsometric formulas for inhomogeneous layer with arbitrary refractive-index profile // J. Opt. Soc. Am. 1983. - V. 73. - N 12. - P. 1777 -1784.

121. Швец В.А., Прокопьев В.Ю., Чикичев С.И., Аульченко Н.А. Определение параметров диэлектрических слоев, имплантированных ионами кремния, с помощью спектральной эллипсометрии // Автометрия. 2007. - Т. 43. - № 5. - С. 71 - 80.

122. Pettersson L.A.A., Hultman L., Arwin H. Porosity depth profiling of thin porous silicon layers by use of variable-angle spectroscopic ellipsometry a porosity graded-layer. Appl. Optics. - 1998. - V. 37. - N 19. - P. 4130 - 4136.

123. Tonova D., Konova A. Depth profiling of inhomogeneous layers by ellipsometry // Surf. Sci. 1996. - V. 349. -N 2: - P. 221 - 228.

124. Chen-T.P., Liu Y., Tse M.S., Ho P.F., Dong G., Fung S. Depth profiling of Si nanocrystals in Si-implanted Si02-films by spectroscopic ellipsometry // Appl. Phys. Lett. 2002. - V. 81.-N25.-P. 4724-4726.

125. Vanhellemont J., Roussel P., Maes H.E. Spectroscopic ellipsometry for depth profiling of ion-implanted materials // Nuclear instruments and methods in physics research. B. — 1991. -V. 55.-N 1-4.-P. 183 187.

126. Vedam K., Daries L., Guenther A.H. Nondestructive depth profiling of transparent thinfilms by spectroscopic ellipsometry // J. Opt. Soc. Am. A. 1986. - V. 3. - N 13. - P. 40.

127. Дагман Э.Е., Любинская Р.И., Мардежов A.C., Свиташев К.К., Семененко А.И., Швец В.А. О решении обратной задачи эллипсометрии для неоднородных систем. // Укр. Физ. Журн. 1984. - Т. 29. - № 2. - С. 187-193.

128. Швец В.А. Определение профилей оптических постоянных неоднородных слоев из эллипсометрических измерений in situ II Автометрия. 1993. - № 6, С. 25 - 33.

129. Степанова С.В., Финарев. М.С. К вопросу эллнпсометрического исследования имплантированных слоев в кремнии. // Поверхность. 1982. - № 8. - С. 36 - 40.

130. Яковлев А.С., Кузнецов Г.Н., Еремеева М.А. Применение эллипсометрии для исследования сверхтонких пленок на ионно-нарушенных поверхностях кремния // Поверхность. 1984. - № 7. - С. 64 - 68.

131. Мардежов А.С., Швец В.А. К вопросу об интерпретации результатов эллипсометрических измерений // Эллипсометрия: теория, методы, приложения / Под ред. А.В. Ржанова и JI.A. Ильиной. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1987. С. 83 - 86.

132. Ржанов А.В., Свиташев К.К., Мардежов А.С., Швец В.А. Контроль параметров сверхрешеток в процессе их получения методом эллипсометрии // ДАН. 1987. - Т. 297.-№3,-С. 604-607.

133. Рытов С.М. Электромагнитные свойства мелкослоистой среды // ЖЭТФ. 1955. - Т. 29. - Вып. 5. - С. 605-616.

134. Бреховских JI.M. Волны в слоистых средах. М.: Наука, 1973. 346 с.

135. Швец В.А., Рыхлицкий C.B., Спесивцев E.B., Михайлов Н.Н. Эллипсометрический контроль параметров выращиваемых наноразмерных гетероструктур // Известия ВУЗов. Сер. Приборостроение. -2009. Т. 52. -№ 6. - С. 78 - 88.

136. Швец В.А. Анализ оптически неоднородных слоев методом in situ эллипсометрии // Оптика и спектр. 2010. - Т. 208. - № 6. - С. 1042 - 1048.

137. Lubinskaja R.I., Mardezhov A.S., Svitashev К.К., Shvets V.A. Ellipsometric analysis of inhomogeneous structures on the basis of complex reflection coefficients // Surf. Sci. -1986. V. 177. -N 3. - P. 625 - 641.

138. Швец В.А. О возможности определения комплексных коэффициентов отражения методом эллипсометрии // Опт. и спектр. 1983. - Т. 55. - Вып. 3. - С. 558 - 560.

139. Aspnes D.E. Optical approaches to determine near surface compositions during epitaxy // J. Vac. Sci. Technol. A. 1996. - V. 14. -N 3. - P. 960 - 966.

140. Landwehr G., Gerschutz J., Oehling S. et al. Quantum transport in n-type and p-type modulation-doped mercury telluride quantum well // Physica E. 2000. - V. 6. - P. 713 -717.

141. Becker C.R., Zhang X.C., Ortner K. et al. MBE growth and.characterization of Hg based copounds and heterostructures // Thin Sol. Films. 2002. - V. 412. - P. 129 - 138.

142. Силин А.П. Полупроводниковые сверхрешетки-// УФН. — 1985. -Т. 147. Вып. 3. -С. 485 - 521.

143. Дворецкий C.A., Квон З.Д., Михайлов H.H., ШвецВ.А, Виттман Б., Данилов С.Н., Ганичев С.Д., Асеев A.JI. Наноструктуры на основе CdHgTe для фотоприемников // Оптический журнал. 2009. - Т. 76. - №12. - С. 69 - 73.

144. Germanenko A.V., Minkov G.N., Larionova V.A., Rut O.E., Becker C.G., Landwehr G. Two-dimentional states at the HgTe/Hgo osCdo 9sTe interface as determined from tunneling investigations // Phys. Rev. B. 1995. - V. 52. - N 24. - P. 17254 - 17259.

145. Becker C.G., Ortner K., Zhang X.C., Pfeuffer-Jeschke A., Latussek V., Gui Y.S., Daumer V., Buhmann H., Landwehr G., Molenkamp- L.W. Growth and studies of HgixCdxTe based low dimentional structures // Physica. E. 2004. - V. 20. - P. 436 - 443.

146. Ноле Э.Е., Прохоров A.M. Эффективная фотолюминесценция из треугольных квантовых ям на границе гетероструктуры InP/Ino 53Ga<)47As // Письма ЖЭТФ. 1998. - Т. 67. - Вып. 10. - С. 783 - 787.

147. Швец B.A., Дворецкий C.A., Михайлов H.H. Эллипсометрический in situ контроль квантовых наноструктур с градиентными слоями. // ЖТФ. 2009. - Т. 79. - Вып. 11.-С.41 - 44.

148. Agnihotri О.Р., Musca С.A., Faraone L. Current status and issues in the surface passivation technology of mercury cadmium telluride infrared detectors // Semicond. Sci. Technol. -1998.-V. 13.-N8.-P. 839- 845.

149. Wark A.W., Berlouis L.E.A., Cruickshank F.K., Pugh D., Brevet P.F. In situ evaluation of the anodic oxide growth on Hgi-xCdxTe (MCT) using ellipsometry and second harmonic generation // J. Electron. Mater. 2000. -V. 29. -N 6. - P. 648 - 653.

150. Castaing O., Granger R., Benhlal J.T., Lemoine D., Verdy O., Triboulet R. Optical characterization of electrochemically grown anodic oxide on HgossCdo isTe // Semicond. Sci. Technol. 1995. - V. 10. -N 7. - P. 983 - 989.

151. ElfickP.V., Berlouis L.E.A., MacDonald S.M., Affrossman S., RocaboisP., Tarry H. Growth of native cadmium sulfide films on CdxHgi.xTe from aqueous sulfide solutions // J. Phys. Chem. 1995. - V. 99. - P. 15129 - 15137.

152. Мардежов A.C., Швец В.А., Свешникова JI.JI., Данилова М.Г. Исследование системы Hgi.xCdxTe анодный окисел методом эллипсометрии // Поверхность. - 1989. - № 7. -С. 125 - 130.

153. Berlouis L.E.A., Wark A.W., Cruickshank F.R., Pugh D., Brevet P.F. Surface 2-nd-harmonic generation in the characterization of anodic sulfide and oxide films on Hgi.xCdxTe (MCT) // J. Electron. Mater. 1999. - V. 28. -N 6. - P. 830 - 837.

154. Гусева З.И., Евсеева O.E., Мезин Ю.С., Средин В.Г. Аномалия состава собственного окисла, выращенного на поверхности КРТ с различной ориентацией // Прикладная физика. 1999. - № 2. - С. 55 - 58.