Исследование начальных стадий формирования межфазных границ раздела A3 B5-оксид тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат химических наук Хабибулин, Ибрагим Мюгюршаевич

• Хабибулин, Ибрагим Мюгюршаевич
• кандидат химических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат химических наук Хабибулин, Ибрагим Мюгюршаевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ИССЛЕДОВАНИЕ НАЧАЛЬНЫХ СТАДИЙ ФОРМИРОВАНИЯ МЕЖФАЗНЫХ ГРАНИЦ РАЗДЕЛА А3 В5- ОКСИД

ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ПОЛУПРОВОДНИК - ОКСИД И СОСТОЯНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ЭТОЙ ОБЛАСТИ

1.1. Роль межфазной границы раздела полупроводник-оксид

в современных технологиях

1.2. Экспериментальное и теоретическое исследование границ раздела полупроводник-оксид

Заключение к главе 1

2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И ИССЛЕДУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2.1. Методика эксперимента

2.2. Исследуемые материалы

2.2.1. Получение атомарно-чистой поверхности полупроводниковых матриц

2.2.2. Определение толщины оксидного покрытия на поверхности А3В5

2.3. Подготовка и регистрация фотоэлектронных спектров

2.4. Математическая обработка электронных спектров

2.5. Контрольные измерения 45 Заключение к главе 2

3. МЕТОД ОБЪЕМНО-СТРУКТУРНОГО СООТВЕТСТВИЯ ДЛЯ АНАЛИЗА РЕКОНСТРУКЦИИ ПОВЕРХНОСТИ

3.1. Применение метода объемно-структурного соответствия для анализа реконструкции поверхностей, представленных однородными атомами

3.2. Применение метода объемно-структурного соответствия для анализа реконструкции поверхностей, представленных разнородными атомами

Заключение к главе 3

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ МЕЖФАЗНОЙ ГРАНИЦЫ GaAs - ОКСИД

Заключение к главе 4

5. ИЗУЧЕНИЕ МЕЖФАЗНЫХ ГРАНИЦ РАЗДЕЛА АЪВ 5 -ОКСИД

5.1. Исследование формирования межфазной границы InAs-оксид

5.2. Исследование формирования межфазной границы GaP-оксид

Заключение к главе 5

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование начальных стадий формирования межфазных границ раздела A3 B5-оксид»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Полупроводниковые соединения А3В5 давно и серьезно привлекают внимание как теоретиков, так и экспериментаторов многих стран. Связано это с возрастающими потребностями микро- и наноэлектроники, функциональной и квантовой электроники в новых материалах. Это, в свою очередь, ставит перед учеными задачу целенаправленного поиска соединений с требуемыми физико-химическими и технологическими свойствами.

Решение этой проблемы невозможно без проведения фундаментальных исследований, как электронной структуры, так и кинетики различных процессов, влияющих на свойства полупроводников. Поэтому в настоящее время приповерхностная область полупроводников, границы раздела их межфазных областей превратились в один из важнейших объектов физико-химических исследований. Это связано с одной стороны - с определяющим влиянием поверхности и межфазных границ раздела на все современное приборостроение, с другой стороны - на появившуюся в последние годы возможность их изучения на атомарно-молекулярном уровне. Этому во многом способствовало развитие современных высокочувствительных методов исследования поверхности, таких как рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС), оже-электронная спектроскопия (ОЭС) и вторично-ионная масс-спектрометрия (ВИМС). Совместное применение этих методов дает возможность проведения физико-химического анализа при изучении адсорбции, начальных стадий зарождения новой фазы и межфазных границ раздела подложка-пленка. Между тем, до последнего времени методы РФЭС, ОЭС и ВИМС в этой области нашли ограниченное применение ввиду сложности проведения таких экспериментов. Поэтому на современном этапе важной задачей является комплексное

изучение в единых экспериментальных условиях начальных стадий зарождения новой фазы, стехиометрического состава, ширины межфазной области и их изменения в системе АЪВ5-оксид.

Цель работы состояла в теоретическом определении основных закономерностей формирования межфазных границ раздела А2В5-оксид, а также экспериментальном подтверждении этих закономерностей и дальнейшем развитии модельных представлений о механизме начальных стадий взаимодействия кислорода с атомарно-чистой поверхностью АЪВ5 (GaAs, GaP и InAs).

Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Разработать и создать цифроаналоговый комплекс на базе IBM PC/AT для тестирования и управления рентгеновским фотоэлектронным спектрометром.

2. Разработать программное обеспечение, позволяющее осуществлять предварительную подготовку аппаратуры, снятие фотоэлектронного спектра, обработку, качественный и количественный анализ данных РФС.

3. Разработать методику расчета реконструкции поверхностей, представленных разнородными атомами, используя принцип объемно-структурного соответствия.

4. Исследовать взаимодействие кислорода с атомарно-чистой поверхностью полупроводниковых соединений А3В5 {GaAs, GaP, InAs).

Научная новизна работы состоит в том, что до ее выполнения вопрос о межфазных границах раздела на начальных стадиях зарождения новой фазы на атомарно-чистой поверхности АЪВ5 изучен слабо и в разных экспериментальных условиях.

В настоящей работе впервые в единых экспериментальных условиях высокочувствительными методами проведено систематическое

исследование межфазных границ раздела при формировании новой фазы на атомарно-чистой поверхности полупроводниковых соединений АЪВ5.

В теоретических представлениях о механизме формирования новой фазы впервые использован принцип объемно-структурного соответствия, получены данные зависимости объем-фактора монослоев, участвующих в реконструкции, от концентрации кислорода на атомарно-чистой поверхности. На основании результатов численных расчетов и экспериментальном подтверждении их предложена модель формирования межфазной границы ^3#5-оксид.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

1. Усовершенствован высоковакуумный спектрометр, в котором в единых экспериментальных условиях методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, оже-электронной спектроскопии и вторично-ионной масс-спектрометрии можно исследовать поверхность твердого тела и межфазные границы раздела. Это позволило улучшить разрешение спектров на 15%, а точность определения энергии связи -на порядок.

2. Экспериментальные данные получены для полупроводниковых соединений с разной шириной запрещенной зоны, что открывает возможности для проведения различных теоретических построений.

3. Полученные в работе с высоким разрешением по глубине данные по межфазным границам раздела ^43#5-оксид можно рекомендовать к использованию на предприятиях министерств электронной промышленности, полупроводникового машиностроения и др.

4. Установленные основные закономерности межфазных границ раздела найдут применение в микро- и наноэлектронике, полупроводниковой технике и полупроводниковом материаловедении.

Автор защищает:

1. Методику расчета объем-факторов атомов для поверхностей, представленных разнородными атомами. Задача о вычислении объем-факторов двух и более сортов атомов решена при переходе от относительных к абсолютным значениям объем-факторов атомов А3, В5 и кислорода в приповерхностной области кристаллов АЪВ5.

2. Установленные основные закономерности взаимодействия кислорода с атомарно-чистой поверхностью GaAs. В стадии 71, когда в молекуле Ог еще сохраняется связь между атомами кислорода, хемо-сорбция Ог энергетически выгодна при всех концентрациях кислорода. Однако, начиная с концентрации последнего примерно 12%, стадия Т2 становится энергетически выгоднее стадии 71.

3. Установленный экспериментально и подтвержденный теоретическими расчетами механизм зарождения межфазной границы раздела в системе арсенид галлия - оксид. Механизм основан на теоретических расчетах с применением принципа объемно-структурного соответствия и экспериментальных измерениях.

4. Результаты экспериментального и теоретического исследования начальных стадий зарождения межфазной границы раздела АЪВ5-оксид, позволившие построить модель межфазной границы, согласно которой химическое взаимодействие между кислородом и компонентами полупроводника зависит от разности их и электроотрицательности.

5. Комплекс программно-технических средств на базе IBM PC/AT для управления фотоэлектронным спектрометром, получения и обработки спектров. Программное обеспечение позволяет осуществлять предварительную подготовку аппаратуры, снятие фотоэлектронных спектров, математическую обработку спектров, качественный и количественный анализ данных РФЭС.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы неоднократно докладывались и обсуждались на международных, всесоюзных, всероссийских и региональных конференциях и совещаниях: на Всесоюзной конференции "Электроника органических материалов" (Домбай, 1990); Всесоюзном совещании-семинаре "Диагностика поверхности ионными пучками" (Одесса, 1990); Всесоюзной школе-семинаре по электронной спектроскопии (Владивосток, 1992); VII Всероссийском, I Международном совещании "Физика, химия и технология люминофоров" (Ставрополь, 1992); III региональной конференции по микроэлектронике (Н.Новгород, 1996); Всероссийской научно-технической конференции "Перспективные материалы и технологии для средств отображения информации" (Кисловодск, 1996); Международном совещании по спектроскопии (Воронеж, 1996); региональной научно-технической конференции "Вузовская наука - СевероКавказскому региону" (Ставрополь, 1997); II Международной конференции "Химия высокоорганизованных веществ и научные основы на-нотехнологии " (С.-Петербург, 1998).

Кроме этого результаты работы обсуждались на ежегодных (XVIII - XXVII) конференциях Ставропольского государственного технического университета по результатам научно-исследовательской работы профессорско-преподавательского состава (Ставрополь, 19891997 г.г.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, заключения и приложения. Объем диссертации составляет 131 страницу, включая 32 рисунка, 3 таблицы, список литературы из 114 наименований и приложения на 22 страницах.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах [5356, 79, 80, 84-94].

1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ПОЛУПРОВОДНИК-ОКСИД И СОСТОЯНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ЭТОЙ ОБЛАСТИ

1.1. Роль межфазной границы раздела полупроводник-оксид в современных технологиях

Все современное полупроводниковое приборостроение основано на использовании свойств поверхности и приповерхностной области твердого тела. Так, создание барьеров Шоттки включает в себя получение атомарно-чистой поверхности полупроводника, ее окисление и/или напыление металлической пленки заданной толщины. Казалось бы, можно управлять высотой барьера, а, следовательно, и его свойствами, варьируя указанные технологические параметры. Однако на практике все обстоит гораздо сложнее. При напылении долей монослоя металла на поверхность полупроводника уровень Ферми в его запрещенной зоне не закрепляется, изменяет свое положение (наблюдается так называемый пиннинг уровня Ферми) [1, 2, 96, 116]. Следовательно, вместе с положением уровня Ферми, изменяется и высота барьера. Причина тому - поверхностные электронные состояния в полупроводнике.

Отметим еще один важный момент, связанный с проблемой сверхминиатюризации изделий. В настоящее время полупроводниковая техника приблизилась к верхнему пределу плотности интеграции на кремнии, обусловленному быстродействием и тепловыделением кремниевых транзисторов. Для дальнейшего увеличения числа микросхем на единицу поверхности следует использовать полупроводниковые материалы с большой подвижностью электронов. К таким мате-

риалам, в частности, относится арсенид галлия. С развитием технологии по мере улучшения качества кристаллов, подвижность носителей возрастает и сегодня для ОаАя ограничена лишь рассеянием на свободных поверхностях или границах раздела.

К концу восьмидесятых годов стало ясно, что обработка поверхности полупроводниковых соединений А3В5, к которым относится СаАз, для получения полупроводниковых переходов (окисление, пассивация), может быть затруднена из-за множества проблем, связанных с присутствием двух катионов в полупроводнике. При окислении поверхности полупроводника А3В5 оба элемента должны быть окислены. Избыток не окисленных атомов одного или другого вида на поверхности или в переходном слое полупроводник-оксид приводит к технологическим проблемам. Следует ожидать, что когда два элемента в одном соединении окисляются, они будут бороться за окислитель, и в этом случае один элемент может быть окислен в большей степени, чем другой. Разумно предположить с точки зрения термодинамики, что элемент с большей теплотой образования оксида останется в не окисленной форме. Такой элемент может накапливаться в переходном слое или внутри растущего оксидного слоя. Если не окисленный элемент находится в проводящем состоянии (например, металлический А я), то могут возникнуть серьезные проблемы с поверхностными состояниями. Хорошо известно [3, 4], что высокая плотность поверхностных состояний в зоне проводимости может вызвать появление токов «утечки». В свою очередь сильные электронные токи могут не только мешать росту оксида на поверхности, но и вообще изменить поверхностные свойства полупроводника [5, 6, 97, 117]. Указанные причины не позволили арсениду галлия до настоящего времени серьезно конкурировать с кремнием, хотя он и находит достаточно широкое применение в различных устройствах сверхвысокого быстродействия (ЦАП,

АЦП), приборах специального назначения, полупроводниковых лазерах и др.

В последние годы в микро- и наноэлектронике разработаны новые «атомные технологии» получения многослойных полупроводниковых устройств методами молекулярно-лучевой эпитаксии и/или молекулярного наслаивания. В этих технологиях также трудно переоценить роль межфазных границ раздела, т.к. поверхностные структуры, получаемые этими методами, исключительно чувствительны к стехиометрии и состоянию поверхности предыдущего верхнего слоя. Растет интерес и к аморфным полупроводникам. Существует возможность выращивать аморфные пленки СаР и, вероятно, других соединений группы АЪВ5 с интересными электрофизическими свойствами.

Таким образом, повышенный интерес к межфазным границам раздела полупроводник-оксид связан с одной стороны с перспективами промышленных приложений в полупроводниковой технике, микро-и наноэлектронике, а с другой - появлением новых экспериментальных методов исследования, позволяющих проводить послойный анализ в сверхтонких слоях с высокой чувствительностью и надежностью.

1.2. Экспериментальное и теоретическое исследование границ раздела полупроводник-оксид

Для определения химической природы материалов существует большое количество методик, основанных на проведении аналитических измерений, которые, вообще говоря, специфичны для каждого элемента. В противоположность этим измерениям инструментальные методы, основанные на спектроскопических измерениях, дают качественный обзорный анализ. Эти методы позволяют регистрировать сразу много элементов, хотя чувствительность к различным элементам

может сильно различаться. Для точного количественного анализа в большинстве случаев требуются калибровочные образцы.

Спектроскопические методы можно классифицировать в соответствии с процессами возбуждения и эмиссии. Возбуждение может происходить при взаимодействии с быстрыми частицами (атомы, ионы или электроны) или фотонами; различные процессы взаимодействия приводят к эмиссии частиц (атомов, ионов, электронов) или излучению фотонов. Регистрация типа эмитированных частиц дает информацию о химическом составе исследуемого материала, а из интенсивностей пиков легко может быть получена количественная информация.

В настоящее время число спектроскопических методов, пригодных для характеристики поверхности и приповерхностной области твердого тела, очень велико. Информация, получаемая с их помощью, является чрезвычайно полезной не только при исследовании типа химических связей, но и стехиометрии образующихся на поверхности соединений. Ни один из этих методов нельзя считать, так сказать, внутренне лучше другого, и при решении конкретных задач каждый метод имеет свои преимущества и недостатки. Поэтому очень часто экспериментаторы применяют в одном приборе несколько методов исследования [7-9, 98-100].

В наших экспериментах можно использовать комбинацию из трех поверхностно чувствительных методов исследования: рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС), оже-электронной спектроскопии (ОЭС) и вторично-ионной масс-спектрометрии (ВИМС). Каждый из этих методов подробно описан в монографиях [10-21, 101] и обзорах [22-27]. Поэтому здесь мы лишь коротко остановимся на основах и специфических особенностях каждого из этих методов.

Сейчас методы РФЭС и ОЭС обсуждают (и часто применяют) совместно, хотя исторически они были совершенно отдельными мето-

дами с разными путями развития. Причина этого в том, что электронный спектрометр, спроектированный для РФЭС, чрезвычайно хорошо подходит и для ОЭС [28, 29, 102], кроме того, концепции, лежащие в основе этих обоих методов, очень похожи (рис. 1.1).

В методе РФЭС образец облучается потоком монохроматических рентгеновских квантов, а испускаемые фотоэлектроны анализируются по энергиям электростатическим энергоанализатором. Обычно применяются источники, работающие на линии Al Ка (hv = 1486,6 эВ) или

M g Ка (hv = 1253,6 эВ). После выбивания остовного электрона, как показано на рис. 1.1 а, атом может релаксировать через процесс, показанный на рис. 1.16, и выбросить оже-электрон. Поэтому для многих элементов спектр рентгеновских фотоэлектронов также содержит и линии оже-электронов. Однако в оже-спектрометре образец обычно облучается сфокусированным электронным лучом с энергией электронов 1-10 кэВ. Это связано с малым сечением оже-процесса при рентгеновском возбуждении.

Глубина анализируемого слоя в методах РФЭС и ОЭС примерно одинакова и определяется средней длиной свободного пробега фото-

(оже) электронов для неупругого столкновения Я. Величина Я для большинства материалов не превышает 10 нм. Для анализа слоев, лежащих под поверхностью до глубин порядка мкм, обычно поверхность травится (снимаются атомные слои) пучком аргона с энергией 0,5-5 кэВ, с проведением РФЭС (ОЭС) исследований после каждого травления. В этом случае получают профили концентраций элементов по глубине. Если во время травления поверхности ионным пучком проводить анализ по массам вторичных ионов, покидающих поверхность, то получается метод ВИМС. Этот метод анализа поверхности является наиболее популярным после РФЭС и ОЭС. Два серьезных недостатка

метода ВИМС (нельзя проводить количественные измерения и определять химическое состояние элемента) хорошо перекрываются методами РФЭС или ОЭС. В то же время метод ВИМС имеет преимущества там, где РФЭС и ОЭС слабы: чувствительность ВИМС на три порядка выше и с его помощью можно анализировать содержание водорода и изотопов. Поэтому часто применяются комбинации из этих трех методов. При этом наиболее важным является возможность использовать эти методы в одном вакуумном объеме, ибо перенос образца через атмосферу из одного прибора в другой искажает экспериментальные данные.

Одним из главных препятствий в изготовлении полупроводниковых приборов на основе А3В5 является создание на их поверхности пассивирующих покрытий, затрудняющих химическую реакцию между поверхностью и кислородом воздуха. И хотя в этом направлении проделана большая работа и имеются обнадеживающие результаты [30-34] до сих пор не получено покрытий с благоприятными характеристиками.

Большое внимание уделяется изучению пассивирующих свойств естественного оксида на поверхности АЪВ5. Несмотря на достаточное число работ по изучению окисления их поверхности к настоящему времени нет ясного понимания механизма окисления, а имеющие публикации изобилуют порой противоречивыми экспериментальными данными. Так в работе [35] показано, что при адсорбции кислорода на ОаАя он хемосорбируется вначале на мышьяк и только после экспозиции 106 ленгмюр на галлий. По данным работы [36] первые признаки окисления галлия проявляются после выдержки в кислороде 104 Л, а мышьяка - только после 106Л. В работе [37] показано, что на атомарно-чистой поверхности ОаАя зародышеобразование оксидной фазы начинается на дефектах поверхности при экспозиции 103 Л, а слияние

этих зародышей в сплошную пленку - при экспозиции > 1012 Л.

До того как, широкое распространение получили высокочувствительные спектроскопические методы анализа поверхности, свойства границы раздела изучались по измерениям коэффициента Холла и удельного поверхностного сопротивления [97,103-105]. Однако эти методы не позволяют проводить элементный и химический анализ зарождающейся фазы, определять структуру и состав переходного слоя. Развитие современных методов анализа поверхностных слоев дало новый импульс к проведению таких исследований, что отражает большое количество публикаций по этой тематике (см. например [106-109, 111115] и др.).

Очень обширный материал по электронной спектроскопии поверхности (110) ОаАя при ее окислении собран в работе [38]. В ней показано, что окислению сколотой поверхности при комнатной температуре предшествует две стадии хемосорбции, названные авторами Т\ и 72. Первая относится к хемосорбции молекулярного, а вторая - атомарного кислорода. Стадия 71 является промежуточной, она хорошо наблюдается после экспозиции поверхности ОаАя в темноте при температуре 120 К, а при комнатной превращается в 72. Реальность существования обоих стадий подтверждена данными по электронной спектроскопии.

Межфазная граница раздела полупроводник-оксид при термическом окислении в вакууме изучалась в работах [39-45], анодных окислов - в работах [39, 40, 42]. В работе [39] показано, что при термическом окислении СаАя образуется как АБгОъ, так и СсаОъ, но А$гОъ быстро испаряется, оставляя слой СагОъ, толщина которого при окислении растет. Граница раздела А3В5 - анодный оксид по данным работ [40, 42, 46] включает неокисленные и окисленные компоненты матрицы (А3, В5, (А3)г04 и др.), причем соотношение этих компонентов в погра-

ничном слое меняется. Анодные оксиды ОаР [42] являются многофазными и многослойными, а параметры границы раздела оксид-полупроводник зависят от толщины переходной области и степени нарушения стехиометрии СаР в этой области.

В работе [47] с использованием термохимических фазовых диаграмм анализируется возможность образования оксидов на поверхности полупроводников АЪВ5. Выводы, к которым приходит автор при росте пленки «вблизи равновесия» (когда образование пленки происходит настолько медленно, что фазовый состав определяется термодинамическим, а не кинетическими факторами) следующие:

для соединений 1пР и СаР пленка собственного оксида является пленкой чистого 1пРОл и СаР О4 соответственно;

для СаА^ пленка является многослойной и согласно предположению должно иметь следующий состав: СаАъ - ОагОъ: Аб - СагОъ: АзгОъ - СаАяОл.

Механизм окисления сколотой (110) поверхности СаАз предложен в работах [48 , 49]. В них выполнен анализ устойчивости молекулярных цепочек 0=А-0-Са, хемосорбированных сколотой поверхностью (110). Показано, что учет электростатического взаимодействия ионов А б-3и (?а+3 кристалла с ионом А,?+3 из цепочки приводит к выводу о неизбежности сдвига ионов Ая+3 вдоль внешней плоскости, разрушению цепочек О-АБ-О-Са, образованию сорбированных молекул АзгОъ и (?а20. Дальнейшее образование цепочек О-АБ-О-Са в плоскости (220) приводит к обрыву связей атомов Са+Ъ из внешней поверхности и образованию молекул СагОъ на плоскости (110). Эти расчеты подкрепляются энергией связи М уровней мышьяка и галлия, полученными авторами (рис. 1.2). Однако, на наш взгляд, к данным работ [48, 49] следует относиться осторожно, поскольку арсенид галлия не чисто ионное соединение, а доля ионности в работах [48, 49] посчитана не была.

Таким образом, по разным литературным данным межфазная граница раздела АЪВ5- оксид изучена мало, экспериментальные результаты весьма противоречивы, феноменологические модели, описывающие зарождение межфазной границы, отсутствуют, остается неясным ряд принципиальных вопросов, касающихся химических процессов, протекающих на поверхности при взаимодействии с кислородом. В то же время совершенно очевидно, что начальные стадии формирования межфазной границы А3В5- оксид определяют окончательные электронные свойства и прогресс в использовании полупроводниковых соединений АЪВ5. Для решения всех этих вопросов нужны дополнительные исследования современными высокочувствительными методами.

Заключение к главе 1

Из приведенного в этом разделе анализа литературы по формированию и свойствам межфазных границ раздела в системах А3В5-оксид следует:

1. Остаются актуальными вопросы взаимодействия кислорода с атомарно-чистыми поверхностями полупроводниковых соединений А3 В5.

2. Процессы зарождения новой фазы в значительной степени остаются невыясненными, а имеющийся в литературе экспериментальный и теоретический материал противоречив.

3. Феноменологические модели, описывающие зарождение межфазной границы отсутствуют.

а)

б)

фотоэлектрон

Ь

Ну

-О-

К

оже-электрон

О-

Рис.1.1. Схематическое представление РФЭС-механизма (а) и оже-процесса (б)

46,2 1 44,4 1

1 Аз205 1 А82ОЪ

I

I

42,6 41,9 41,4

I I I Ал'20 А/' ОаАя

I-1_I

а)

-Ёсв? эВ

46

44

42

б)

20,3 19,5 1 18,9 18,4 1

1 Оа2Оъ 1 ОаАз 1 0а20 1 Оа

I

I

I I

Есъ, эВ 20

19

18

Рис. 1.2. Энергетические диаграммы уровня Ъс1 для А? (а) и Оа (б) в оксидах и арсениде галлия [39, 40]

2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И ИССЛЕДУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2.1. Методика эксперимента

Экспериментальные исследования проводились на высоковакуумном многофункциональном спектрометре, подробно описанном в [50-52], управляемом цифро-аналоговым комплексом на базе IBM PC/AT. Поэтому здесь мы дадим лишь краткие пояснения, касающиеся основных закономерностей методов исследования, используемых в работе, и вместе с тем подробно остановимся на той части, разработка которой принадлежит диссертанту (разделы 2.2 - 2.5) [53-56].

На рис.2.1 показана структурная схема спектрометра. В него входят: вакуумная камера, рентгеновская трубка с источником питания, система регистрации и ЭВМ. Вакуумная часть состоит из камеры подготовки образцов и камеры энергоанализатора, которые разделены высоковакуумным клапаном. В камере энергоанализатора находятся рентгеновская трубка (РТ), электронный анализатор и детектор. В камере подготовки находятся: блоки напыления и прогрева образцов, ионная пушка и масс-анализатор. Высоковакуумные клапаны обеспечивают поддержание вакуума в объеме энергоанализатора и камере подготовки при смене образцов. Образцы загружаются в держатель и помещаются на конце штока. Образцы, подвергнутые предварительной обработке в камере подготовки (они могут быть прогреты в вакууме до 1800 К, очищены ионным пучком, на подложку могут быть напылены пленки-образцы), через проходной клапан помещаются в камеру ионизации, где облучаются потоком рентгеновских лучей. Появившиеся в результате процесса фотоионизации фотоэлектроны анализируются по энергиям электростатическим энергоанализатором

Рис.2.1. Структурная схема спектрометра

и фокусируются на приемную диафрагму камеры детектора. В качестве детектора электронов применен каналовый электронный умножитель (КЭУ) с раструбом ВЭУ-6, обладающий коэффициентом усиления 108, малыми собственными шумами и высокой эффективностью в широком интервале [57, 58]. Сигналы с детектора после предварительного усиления с коэффициентом усиления 10 через интерфейс попадают на вход ЭВМ. На рентгеновскую трубку напряжение подается от источника ВИП 10-300. Питание энергоанализатора осуществляется от высокостабильного источника калиброванных напряжений Б5-9, детектора -Б5-24А.

2.2. Исследуемые материалы

Для экспериментального и теоретического исследования межфазных границ раздела АЪВ5 - оксид были выбраны арсенид галлия, фосфид галлия и арсенид индия. Выбор модельных объектов определен следующими соображениями. Многие свойства поверхности арсе-нида галлия уже хорошо известны, что облегчает для него интерпретацию новых экспериментальных результатов. СаАя, ОаР и 1пА$ являются весьма перспективными материалами в различных изделиях микроэлектроники и отсутствие надежных экспериментальных данных для межфазной границы раздела полупроводник-оксид, выполненных с высокой чувствительностью и разрешением по глубине, ограничивает разработку новых приборов. Наконец, представляет чисто академический интерес проследить за изменением межфазной границы в зависимости от степени ионности соединения, ширины запрещенной зоны полупроводника и др.

Исследовались монокристаллы с плоскостью (110) выходящей на поверхность полупроводника. Использовались образцы размером

10x6x2 мм, что определялось конструкцией спектрометра. Концентрация примесей в полупроводниковых матрицах, согласно паспортных данных, была значительно ниже предела чувствительности методов электронной спектроскопии, используемых в данной работе. Предварительная подготовка поверхности полупроводников перед помещением в камеру подготовки спектрометра была стандартной: шлифовка, полировка и химическое травление. Шлифовка производилась абразивными порошками, полировка - пастой ГОИ. В результате получалась зеркально-гладкая поверхность 14 класса, которая промывалась спиртом и продувалась сухим азотом. Химическое травление производилось в растворе, содержащем по объему 0,4 части сорокапроцентной фтористой кислоты и 0,6 частей семидесятипроцентной азотной кислоты. После промывки в дистиллированной воде и продувки азотом образцы помещались в камеру подготовки спектрометра, где производилось получение атомарно-чистой поверхности образцов.

2.2.1. Получение атомарно-чистой поверхности полупроводниковых матриц

Атомарно-чистые поверхности на (110) монокристаллах А3В5 мы получали, применяя следующие методы очистки: высокотемпературный нагрев, ионную очистку, обработку парами HCl и скол. Любой из методов осуществлялся in situ в камере подготовки в высоком вакууме, и после получения атомарно-чистой поверхности образец без контакта с атмосферой через высоковакуумный клапан помещался в камеру ионизации спектрометра. Столь широкий арсенал методов очистки мы применяли для того, чтобы сравнить экспериментальные результаты на одних и тех же образцах, и главное, чтобы проделать все на одном приборе в единых экспериментальных условиях. Дело в том, что име-

ются работы, в которых рассматриваются возможности получения атомарно-чистой поверхности А3 В5 прогревом в вакууме [59], ионной очисткой [60-63], восстановлением поверхностных оксидных соединений [64-66], а также сколом в сверхвысоком вакууме [45, 67]. Эти работы проведены на разных приборах, в различных экспериментальных условиях и с разными объектами. Поэтому результаты исследования оказываются порой противоречивыми.

Основными загрязнениями в вакууме, определяющими режим термической очистки АЪВ5, являются собственный оксид и случайные углеродные загрязнения (СУЗ). Очистка поверхности А3В5 от собственного оксида при нагревании образца в вакууме идет путем взаимодействия между полупроводником и пленкой оксида по следующей реакции:

10 А3В5 +А2Оъ + ВгОъ = 6 АгО +12 В,

которая будет лимитироваться недостатком свободного элемента В по поверхности. Поэтому для завершения очистки поверхности АЪВ5 от кислорода необходимо нагревать образец до начала неконгруэнтного испарения.

СУЗ, адсорбированные на поверхности А3В5, служат источником аморфного (сажистого) углерода. Удаление такого углерода необходимо осуществлять через продукт, легко десорбируемый с поверхности: СОг. Одним из путей такого превращения является реакция:

2 ВгОъ + 3 С = 4 2? + 3 СОг .

Как видно процесс также лимитируется наличием свободного элемента В. Таким образом, очистка поверхности А3В5 от углерода оказывается взаимосвязанной с удалением оксидной пленки.

В табл.2.1 приведены экспериментальные результаты поверхностных слоев А3В5. При комнатной температуре отношение атомных

концентраций элементов А и В в естественном слое оксидов больше двух. С ростом температуры происходит заметное удаление элемента В за счет, по-видимому, сублимации его оксида. Дальнейший рост температуры уменьшает отношение концентраций за счет диффузии элемента В из объема к поверхности. При температуре около 800 К начинается сублимация обоих оксидов с поверхности.

Таблица 2.1

Состав поверхностных слоев А 3В5 после нагрева в вакууме 10 6 Па в течение 1 часа

Температура образца, К Отношение концентраций А2/В5

Са / АБ 1п! Аб ва1Р

300 2,4 2,2 2,1

400 2,6 2,3 2,0

500 3,3 2,9 2,5

600 5,8 3,9 2,9

700 3,8 2Д 1,9

800 1,1 1,0 1,0

Атомная концентрация углерода на поверхности АЪВ5 при нагреве постепенно уменьшается и достигает минимума перед исчезновением пика кислорода.

Ионную очистку поверхности полупроводниковых соединений А3В5 проводили ионами аргона энергии 0,6 ч-1,2 кэВ и плотностью тока до 20 мкА/см2. Обнаружено, что ионная бомбардировка поверхности приводит к незначительному обогащению последней элементом А и обеднению элементом В. Соотношение концентраций элементов А и В составляет 0,8ч-0,85. Эффект обеднения относится к самому поверхностному слою толщиной 2-4-3 монослоя, и, кроме того, этот эффект несколько растет с ростом ионной дозы [68].

Химическое травление поверхности А3 В5 осуществляли парами HCl, подводимыми непосредственно к поверхности полупроводника, предварительно нагретого до 500 К в вакууме 106 Па. Пары кислоты HCl получались в реакторе при взаимодействии муравьиной кислоты с четыреххлористым титаном. При очистке в парах HCl наблюдается незначительное обогащение поверхности элементом В. Соотношение концентраций А и В составляет 1,08 -г- 1,1. При этом помимо оксида элемента В фотоэлектронные спектры указывают и на его наличие в свободном состоянии. Принимая во внимание все выше сказанное, можно предположить, что реакция полупроводника с кислотой протекает следующим образом:

А3В5 +3 Н + + 4 Cl~ <^6ACU + - Н2 + В

2

и приводит к избытку элемента В на поверхности.

Чтобы избежать эффекта избирательного травления поверхности [63, 69-71] (обогащение элементом А при облучении ионами или элементом В в парах HCl) и получить стехиометрическое соотношение мы использовали сочетание "мягкой" бомбардировки ионами аргона с последующим отжигом. Применяя этот прием мы смогли получить поверхности полупроводниковых матриц, на которых отсутствовал кислород. Однако небольшие углеродные загрязнения около 0,05ч-0,1 монослоя все же детектировались методами РФЭС и ОЭС. Так на сколотой поверхности (110) А3В5 электронные спектры начинали обнаруживать СУЗ, вызванные, по-видимому, адсорбцией углеводородов остаточных газов только через 30 минут, что было больше времени набора спектров.

2.2.2. Определение толщины оксидного покрытия на поверхности А3 В5

Адсорбция кислорода на поверхности монокристаллов и структура образующихся при этом соединений исследовались без контакта с атмосферой. Методика этой части эксперимента подробно описана в работе [49], там же получено выражение для определения толщины с1 оксидного покрытия на поверхности:

^сгусД /,

й- созаЛАп [1 +-—], (2.1)

где В1 , В] - коэффициенты, учитывающие уменьшение интенсивности за счет торможения электронов перед входом в анализатор для элементов / и /' соответственно; щ , с^ - сечения фотоионизации соответствующего уровня элементов г и ] в образце; сь - атомная плотность

элемента / и у в образце соответственно; Хь А,- - глубина выхода электронов элемента / и у соответственно; /г, - интенсивности спектров элементов I иу соответственно.

Отношение коэффициентов В1 / В^ находятся экспериментально, как отношение скорости счета импульсов фона при соответствующих напряжениях торможения. Отношение интенсивностей /, / определяется как отношение площадей под кривыми соответствующих РФЭ-спектров элементов I и _/. Атомные плотности с) и с,- оцениваются по плотности соответствующих соединений. Значения сечений фотоионизации <7 брали из работы [72]. Средние длины свободных пробегов Я оценивали по формуле, приведенной в работе Нефедова В.И. [73], а именно:

МА°) = + для Е^ от 0 до 1,5 кэВ

Я(Л°) = для > 150 эВ

где £"кин - кинетическая энергия электронов, эВ; А и В равны 0,00143 и 0,54 для элементов и 0,00641 и 0,96 для неорганических соединений.

Выражение (2.1) мы применяли для оценки толщины (I оксидной фазы на поверхности образцов в случаях, когда <1 меньше глубины выхода электронов Л из пленки оксида. В случаях, когда й > Я, толщина исследованных пленок определялась по времени стравливания образцов пучком аргона плотностью ]р и энергией Ер. Толщина слоя х, удаленная за время / при постоянной скорости стравливания х', определялась из выражения:

х (О = х'г ---г ,

рЯА е

где М - средняя атомная масса; 5 - средний коэффициент распыления; р - средняя плотность; ЫА - число Авогадро; е - заряд электрона.

2.3. Подготовка и регистрация фотоэлектронных спектров

Одним из современных методов анализа химического состава поверхности является рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, основанная на получении и анализе фотоэлектронных спектров химических элементов. На современном техническом уровне процесс получения и обработки фотоэлектронных спектров является весьма сложным и трудоемким.

Технически подготовка и регистрация фотоэлектронных спектров заключается в подаче на анализатор электронов точного значения постоянного напряжения, подсчете количества импульсов в едини-

цу времени при данном напряжении, и запоминании этого числа в памяти накопителя информации. Накопление данных необходимо, так как для получения РФЭ-спектра нужно многократное сканирование напряжением в заданном диапазоне, чтобы количество импульсов в предыдущем скане суммировать с импульсами последующего до получения необходимого отношения сигнал/фон.

Для выполнения всех этих задач был разработан и создан цифро-аналоговый комплекс, в состав которого вошли: цифровой программируемый источник калиброванных напряжений Ф7046 (ИКНП), высоковольтный операционный усилитель, цифровой вольтметр Щ68003 для контроля выходного напряжения, система приёма сигнала, два канала амплитудной селекции и персональная ЭВМ типа IBM PC/AT. Связь между отдельными блоками и ЭВМ происходит через системную шину PC ISA-16 и соответствующие интерфейсные устройства.

Программное обеспечение регистрации фотоэлектронных спектров имеет фреймовую структуру и разработано на алгоритмическом языке Borland Pascal 7.0 с использованием объектно-ориентированного приложения Graphic Vision.

Программное обеспечение позволяет осуществлять предварительную подготовку аппаратуры, снятие фотоэлектронного спектра, обработку, качественный и количественный анализ данных РФС.

Полный цикл работы комплекса состоит из ряда последовательных этапов и действий (рис.2.2).

Для обеспечения корректного режима снятия спектров на первом этапе проводится многоуровневое тестирование блоков обслуживающего оборудования, проверка наличия сигнала, а также определение фотоэмиссионных свойств образца. После выведения спектрометра на рабочий режим проводятся последовательно: тестирование цифрового вольтметра, ИКНП и высоковольтного операционного усилителя с

целью предварительной калибровки, выявления сбоев и неисправностей в этих блоках. При этом динамика отклонения отдельных параметров представляется на дисплее в виде графика с параллельным запоминанием этой погрешности с целью последующего приведения её к допустимой величине.

Следующим подготовительным этапом является установление границ амплитудной селекции приходящего с установки сигнала. Поскольку, сигнал, представляющий собой последовательность импульсов различной амплитуды, является суммой полезного и шумового, то встаёт задача выделения и регистрации только полезной составляющей. Достигается это путём учета импульсов в определённом интервале амплитуд. Таким образом, снимая кривую распределения импульсов по амплитудам и, исходя из вида этой зависимости, тут же на графике, выбираются точки для нижней и верхней границ интервала пропускания. Далее устанавливаются остальные параметры установки, которые используются в дальнейшем при регистрации фотоэлектронных спектров.

Основным и наиболее ответственным этапом является получение фотоэлектронных спектров. Перед его проведением производится калибровка спектрометра для окончательного уточнения параметров сканирования по известной и наиболее интенсивной фотоэлектронной линии. После этого, исходя из проведённого предварительного тестирования, выбирается один из режимов сканирования:

1) установка напряжения на системе торможения анализатора с учетом рассчитанной при тестировании погрешности;

2) установка напряжения на системе торможения без устранения этой погрешности;

3) установка максимально точного напряжения на системе торможения.

Тест

Тест-контроль работы устройств

Тест-контроль вольтметра

Тест-контроль ИКНП

Тест-контроль ОПС

Тест ИКНП-ОПС-вольтметр

Тест наличия фотоэмиссии

АРМ оператора РФС

Параметры

Амплитудная селекция

1

Установленные ьУ; параметры

т

Сканирование

Калибровка

Режим сканирования

Новый набор

Ж

Г

-Ц—ч

нжмд

Обработка

Каталог спектров

Спектр

Устранение выбросов

<=

Сглаживание

Вычитание линейного фона

Дифференцирование

<=1

Интегрирование

Разделение пиков

<=

Рис. 2.2. Основные этапы по подготовке, получению и обработке РФС-спектров и информационные связи между ними

Так, в случае работы на 3-м режиме сканирования процесс накопления спектра выглядит следующим образом (рис.2.3). После получения информации о диапазоне и шаге сканирования, ЭВМ запрещает работу всех частей схемы и через интерфейс цифрового ввода/вывода (ЛА-32Д) посылает в цифровом виде величину необходимого напряжения блоку ИКНП. Спустя время задержки ~10 мс ИКНП выставляет это напряжение в аналоговом виде с точностью до 6 десятичных разрядов. Это напряжение усиливается высоковольтным операционным усилителем до требуемой величины и попадает на систему торможения анализатора электронов. Параллельно с этим компьютер запускает цифровой вольтметр для контроля выдаваемого усилителем напряжения. Данные с вольтметра считываются ЭВМ через модуль цифрового ввода/вывода и сравниваются с величиной требуемого напряжения. Если отклонение выходит за пределы допустимой погрешности, то ЭВМ производит корректировку выдаваемой величины на ИКНП. Далее процесс повторяется, пока не будет достигнута необходимая точность. Эта процедура несколько замедляет процесс снятия спектра, но повышает точность получаемых спектральных данных.

После этого машина разрешает работу счетчиков сигнала с установки. Время счёта можно программно изменять исходя из конкретных условий эксперимента. Режим работы счётчиков - декрементный, а сами счётчики шестнадцатиразрядные. При этом сигнал проходит через схему амплитудной селекции, с которой выходят импульсы нормированные до ТТЛ уровня. Значения нижней и верхней границ устанавливаются подачей соответствующих напряжений на компараторы амплитуд 1-го и 2-го каналов. Напряжения подаются с двух независимых двенадцатиразрядных цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП1 и ЦАП2), работой которых управляет ЭВМ.

О

Системная шина ISA-16

Интерфейс цифрового ввода/вывода ЛА32Д

TS

ЦАП 1 ЦАП 2

ЭВМ

XZ

Источник калиброванных напряжений (ЖНП) Ф7046

ZHEH

л л

lz

1-й канал

Ii

2-й канал

Схема амплитудной селекции АС2

-Z4-

Цифровой вольтметр Щ68003

7S

Высоковольтный операционный усилитель (ОПС)

Система торможения анализатора

Детектор

Фотоэлектронный спектрометр СЭР-1

Рис.2.3. Блок-схема цифро-аналогового комплекса на базе IBM PC/AT

Далее выставляется следующее напряжение на ИКНП в соответствии с выбранным шагом сканирования, и весь процесс повторяется, но только для нового значения напряжения на системе торможения.

В процессе прохождения требуемого диапазона напряжений, компьютер отображает на дисплее фотоэлектронный спектр (зависимость интенсивности импульсов от энергии связи), а сам процесс сканирования продолжается до набора необходимого числа сканов.

Счетчики и ЦАПы, а также платы амплитудной селекции и цифрового ввода/вывода устанавливаются непосредственно на системную шину IBM PC/AT .

При удовлетворительной регистрации фотоэлектронного спектра имеется возможность сохранения его с необходимыми комментариями в файле на диске для последующей обработки.

2.4. Математическая обработка электронных спектров

РФЭ-спектр представляет собой набор полученных экспериментально точек, характеризующий распределение фотоэлектронов по энергиям. Каждая точка соответствует цифровой информации, полученной за фиксированное время при конкретной кинетической энергии. Этот набор точек может изображаться в процессе регистрации или же после записи всего спектра. Необходимо отметить, что предварительная автоматическая обработка данных (например, сглаживание и вычитание фона) регистрирующей аппаратурой категорически неприемлема, ибо не существует "корректного" способа проведения подобных операций и такой способ может привести к неверным результатам. Поэтому, как правило, ко всем методам обработки данных необходимо относиться с осторожностью, а первоначальные необработанные данные всегда следует хранить в неизменном виде.

Процесс обработки линии спектра включает в себя следующие этапы: устранение выбросов; сглаживание; дифференцирование; вычитание фона; измерение площади под линией спектра; разделение пиков.

Рассмотрим подробнее каждый из этих этапов.

Устранение выбросов. Иногда в спектре вследствие колебаний питания или включения приборов могут появляться выбросы. В этом случае необходимо заменить точку выброса другой точкой. Очевидно, что такую процедуру можно применять только для ограниченного числа точек.

Проведение устранения выбросов перед дальнейшей обработкой данных очень существенно, так как наличие двух или даже одного выброса может серьезно повлиять на результаты таких операций над данными, как сглаживание и дифференцирование.

Замена точки выброса на другую точку осуществляется согласно следующему соотношению:

V I е I я = ---!■ , (2.2)

где у\ - ордината ¿-ой точки спектра; I е П - подмножество точек спектра, отнесенных оператором к выбросам; О - множество всех точек спектра.

Как видно из этого соотношения при устранении выбросов изменяется только ордината /-ой точки спектра.

Сглаживание. Как правило, лучше всего использовать не сглаженные данные, так как процедура сглаживания, в конце концов, приводит к некоторым искажениям спектра. Тем не менее, существует много ситуаций, когда сглаживание необходимо. К таким ситуациям относится регистрация с хорошим отношением сигнал/шум очень слабых сигналов с недопустимо большим временем регистрации спектра

или же случай исследования нестабильных образцов, когда необходимо записать спектр за очень малый промежуток времени. Кроме того, часто необходимо перед дальнейшей обработкой сгладить спектр с хорошим отношением сигнал/шум; это имеет место, в частности, при дифференцировании.

Сглаживание является операцией, направленной на улучшение корреляции между точками и на подавление некоррелированного шума [74]. Сглаживание осуществляется путем вычисления свертки данных с некоторой сглаживающей функцией. Используется, обычно метод наименьших квадратов относительно центральной точки и связанные с ним методы.

В методе наименьших квадратов используется свертка данных с функцией типа

где у{ - сглаженная точка, соответствующая центру интервала, содержащего нечетное число точек Р (Р = 2т + 1); yj - экспериментальные данные в точках рассматриваемого интервала, которые суммируются с коэффициентами С/, NORM есть нормирующий фактор.

В простейшем случае вычисления среднего по интервалу С,- = 1 для всех j и NORM = Р. Обработку данных на интервале Р методом наименьших квадратов с использованием полиномов степени п можно осуществить, используя приведенную выше формулу при соответствующем выборе коэффициентов для различных Р шп.

В общем случае выбор количества точек, используемых при сглаживании этим методом, определяется следующими соображения-

i+m г

V j J

¿-j NORM'

ми:

а). Степень сглаживания увеличивается с увеличением числа точек в интервале сглаживания. Оптимальная величина этого интервала равна 0.7 от ширины пика на половине его высоты.

б). Степень сглаживания уменьшается при увеличении степени сглаживающего полинома. В общем случае применение квадратичных и кубических полиномов более эффективно, чем применение полиномов более высокой степени.

в). Сглаживание приводит к потере точек у обоих концов спектра. Если интервал сглаживания содержит Р точек, то число точек, теряемых у каждого конца спектра, равно (Р - 1) / 2; и, таким образом, этот эффект становится все более значительным по мере увеличения интервала сглаживания. Устранение этого эффекта позволяет повторять операцию сглаживания любое число раз.

г). Для увеличения степени сглаживания процедуру сглаживания можно повторить (особенно если при этом не возникает потерь точек, как это описано в п."в"), хотя наибольшая степень сглаживания имеет место после первого цикла процедуры сглаживания. Хорошие результаты такого повторного сглаживания получаются при выборе минимально возможного интервала сглаживания и повторении процедуры сглаживания максимально возможное число раз.

Практика показывает, что достаточно использовать сглаживающий полином первой степени и интервал сглаживания, включающий в себя три точки. Таким образом, соотношения, по которым проводится сглаживание, имеют следующий вид.

V / е у1 = к1х1 + Ь1 , (2.3)

где у1 - получаемая сглаженная ордината /-ой точки спектра; хг -абсцисса ¿-ой точки спектра;

/+1 /+1 /+1

1+1 7+1 /+1 /+1

л __ У=г-1_У=г-1_/=*-! _

А,-

/+1 ¿+1

где - угловой коэффициент линии сглаживания (сглаживающего полинома); Ь1 - свободный член линии сглаживания (сглаживающего полинома); А, - нормирующий фактор.

Следует помнить, что любые методы сглаживания содержат многочисленные субъективные факторы.

Дифференцирование спектров. Дифференцирование спектра является в некоторых случаях полезным методом локализации пиков. Дважды дифференцированный спектр является простым методом быстрого определения положения пиков, а также сам по себе содержит ценную информацию. В спектре вторых производных отрицательные выбросы приблизительно соответствуют положению перекрывающихся пиков в первоначальном спектре. Из спектра первых производных нельзя получить точное положение пиков, так как в случае перекрывающихся пиков наблюдаемый максимум каждого пика сдвинут из-за присутствия других пиков.

Следует помнить, что относительные интенсивности пиков получаются только приближенно. Это вызвано эффектами взаимной компенсации, которые возникают при перекрытии положительного выброса от одного пика с отрицательным выбросом от другого. В общем

(2.4)

(2.5)

(2.6)

случае этот эффект будет зависеть от числа перекрывающихся пиков, их ширины и интенсивности.

Численное дифференцирование спектра проводится с использованием следующего соотношения:

где £2 - множество точек спектра; х1 - абсцисса /-ой точки спектра (энергия связи); у) - ордината /-ой точки спектра (количество импульсов в секунду).

Дифференцирование изменяет и характеристики шума, так что даже для спектров с хорошим отношением сигнал/шум требуется предварительное сглаживание.

Повторение процесса дифференцирования позволяет получить производные высокого порядка (т.е. повторение процедуры однократного дифференцирования п раз дает аппроксимацию производной порядка п). Практическое использование производных с п > 2 ограничено.

Вычитание фона. Вычитание фоновой составляющей спектра требует глубокого понимания всех тех процессов, которые приводят к появлению фоновых электронов. Вычитание фона является операцией, которую необходимо проводить очень осторожно, так как, за исключением тривиального случая вычитания горизонтального фона, эта операция при неправильном ее проведении может приводить к искажению данных. Любое вычитание фоновой составляющей будет изменять абсолютные интенсивности пиков и применение любой количественной модели, которая строится с учетом точных данных о фоне, будет сопряжено с трудностями. Строгого рецепта вычитания фона не существует, и вся эта процедура все еще является спорной.

Заключение диссертации по теме «Физическая химия», Хабибулин, Ибрагим Мюгюршаевич

Основные результаты работы сводятся к следующему:

1. Разработан и создан цифроаналоговый комплекс на базе IBM PC/AT для управления спектрометром и обработки экспериментальных спектров. Применение цифроаналогового комплекса позволило улучшить разрешение спектров на 15%, а точность определения энергии связи - на порядок.

2. Создано программное обеспечение, позволяющее осуществлять предварительную подготовку аппаратуры, снятие и обработку спектров, качественный и количественный анализ экспериментальных данных.

3. Приведены теоретические и экспериментальные исследования взаимодействия атомарно-чистой поверхности А3 В5 с кислородом. В теоретических исследованиях применен принцип объемно-структурного соответствия, развитый нами для поверхностей, представленных двумя сортами атомов.

4. Показано, что на начальной стадии взаимодействия кислорода с поверхностью (110) GaAs, когда в молекуле Ог еще сохраняется связь между атомами кислорода, хемосорбция молекул Ог энергетически выгодна только на атомах мышьяка.

При покрытии поверхности кислородом примерно до 0,5 монослоя начинают рваться химические связи Ga-As в плоскости (110) и зарождаться оксиды не только мышьяка, но и галлия.

Дальнейшее взаимодействие с кислородом приводит к разрыву химических связей атомов Ga+3 из внешней плоскости (110) - с атомами As-3 из лежащей ниже плоскости (440).

В результате образуется соединение GaiOi AsiOs.

5. Аналогичный механизм взаимодействия кислорода наблюдается с поверхностью (110) СаР, однако скорость протекания процесса должна быть значительно замедлена, что связано с большей разностью электроотрицательностей элементов соединения.

6. При взаимодействии кислорода с атомарно-чистой поверхностью ЫАб показано, что на начальной стадии кислород разрывает связи между 1п и Аз с образованием соединения ЫгОъАягОь.

7. Скорость адсорбции, как и начало разрыва связей между элементами полупроводника, зависит от способа подготовки поверхности и разности электроотрицательностей его компонентов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подводя итоги настоящей работы, можно заключить, что основное ее содержание составляет комплексное теоретическое и экспериментальное исследование межфазных границ раздела, появляющихся на начальных стадиях взаимодействия атомарно-чистой поверхности А3В5 с кислородом. Анализ начальной стадии зарождения межфазной границы очень важен, так как именно на этой стадии формируются окончательные электронные свойства поверхности, и, следовательно, характеристики и свойства переходов или контактов. Полученный в работе материал послужит необходимой базой для развития строгой теории межфазных границ раздела, которая в настоящее время весьма далека от совершенства.

В заключение автор считает своим приятным долгом выразить глубокую благодарность научному руководителю д.х.н., проф. Валю-хову Д.П. за ценные замечания по работе, к.ф.-м.н. Зленко В.Я. за стимулирующие беседы, а также всем сотрудникам кафедры физики СтГТУ, без помощи которых эта работа могла не состояться как диссертация.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Хабибулин, Ибрагим Мюгюршаевич, 1999 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Нестеренко Б.А., Снитко О.В. Физические свойства атомарно-чистой поверхности. - Киев: Наукова думка, 1983. - 264 с.

2. Зенгуил Э. Физика поверхности. - М.: Мир, 1990. - 536 с.

3. Родерик Э.Х. Контакты металл - полупроводник. - М.: Радио и связь, 1982.-209 с.

4. Ржанов А.В. Электронные процессы на поверхности полупроводников. - М.: Наука, 1971. - 480с.

5. Агеев В.Н. Адсорбционно-десорбционные процессы на поверхности твердого тела // Поверхность. - 1984. - № 3. - С. 4-26.

6. Арсенид галлия в радиотехнике / Под ред. Айнспрука Н., Учесмена У. - М.: Мир, 1988. - 555 с.

7. Лукашев В.Н., Чокин К.Ш., Кусаинов Ж.А., Нусупов К.Х., Токмолдин С.Ж. Исследование профилей распределения ионов низкой энергии, имплантированных в кремний // Поверхность. - 1983. - № 1. -С. 131-137.

8. Conner G.R. Combination analysis of oxide films on metal alloys using electron spectroscopy for chemical analysis. Auger electron spectroscopy and secondary ion mass spectrometry // Thin Solid Films. - 1987. Y.53, № 1. - P. 38-42.

9. Колпач Я.В. Комплекс исследования полупроводников в сверхвысоком вакууме. // Изд. АН Латв.ССР. Сер."Физ. и тех. науки". 1986-№ 1.-С. 6-22.

10. Зигбан К., Нордлинг К., Фальман А., Нордберг Р., Хамрин Я., Йоханссон Г., Бергмарк Т., Карлссон С., Лингрен И., Линдберг Б. Электронная спектроскопия. - М.: Мир, 1971. - 493 с.

11. Бейкер А., Беттеридж Д. Фотоэлектронная спектроскопия. -М.: Мир, 1975. - 200 с.

12. Немошкаленко В.В., Алешин В.Г. Электронная спектроско-

пия кристаллов. - Киев: Наукова думка, 1976. - 335 с.

13. Методы анализа поверхности / Под ред. Зандерны А. - М.: Мир, 1979.-582 с.

14. Анализ поверхности методами оже- и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии / Под ред. Бриггса Д., Сиха М.П. - М.: Мир, 1987.-598 с.

15. Кораблев В.В. Электронная оже-спектроскопия. - Л.: Изд. ЛПИ им. М.И. Калинина, 1973. - 62 с.

16. Петров H.H., Аброян И.А. Диагностика поверхности с помощью ионных пучков. Л.: Изд. ЛГУ, 1977. - 160 с.

17. Векслер В.И. Вторичная ионная эмиссия металлов. - М.: Наука, 1978.-240 с.

18. Черепин В.Т., Васильев М.А. Вторичная ионно-ионная эмиссия металлов и сплавов. - Киев: Наукова думка, 1975. - 230 с.

19. Черепин В.Т. Ионный зонд. - Киев: Наукова думка, 1981. -

327 с.

20. Вудраф Д., Делчар Т. Современные методы исследования поверхности. - М.: Наука, 1989. - 568 с.

21. Ковалев А.И., Щербединский Г.В. Современные методы исследования поверхности металлов и сплавов. - М.: Металлургия, 1989. -192 с.

22. Гомоюнова М.В. Электронная спектроскопия адсорбированных атомов и молекул (обзор) // ЖТФ. - 1977. - Т.47, № 4. - С. 673-708.

23. Запорожченко В.И. Применение метода электронной оже-спектроскопии для количественного анализа химического состава твердого тела // Электронная промышленность, 1979. - № 11-12. - С.36-47.

24. Волков С.С., Китаева Т.И., Соловьев A.B., Толстогузов А.Б. Количественный анализ полупроводниковых материалов методами масс-спектрометрии вторичных ионов // Поверхность. - 1993. - № 6. -

С. 38-44.

25. Werner H.W. Quantitative secondary ion mass spectrometry: A Review // Surf. Interf. Analysis. - 1980. - V.82, № 2, - P. 201-219.

26. Nilsson P.O. Photoelectron spectroscopy by synchrotron radiation // Acta Phys. Pol. A. - 1992. - V.2, № 2, - P. 56-74.

27. Берченко H.H., Алчина H.P. Методы электронной и ионной спектроскопии для исследования поверхности и границ раздела в полупроводниковой электронике // Зарубежная электронная техника. -1986, №10.- С. 3-81.

28. Козлов И.Г. Современные проблемы электронной спектроскопии (Электронные спектрометры и их применение). - М.: Атомиз-дат. 1978.-С.248.

29. Протопопов О.Д., Машинский Ю.П. Энергетические анализаторы оже-электронной спектроскопии // обзоры по электронной технике. Сер. Материалы. - 1976, № 4 (363). - С. 3-39.

30. Hon X.Y., Cai W.Z. Не Q.Z, Нао Z.S., Li Х.Н. Electrochemical sulfur passivation of GaAs. II Appl. Phys. Lett. - 1992. - V 60, № 18. - P. 2252-2254.

31. Kenjc S., Hidlaki Z. Internal photoemission and X-ray photoelectron spectroscopic studies of sujfur- passivated GaAs. II J. Appl. Phys. -1993.-V 32, №2.-P. 921-929.

32. Hiroki Sugiyama, Masanori Shinohara, Kazumi Wada. A study of the nitridation process on GaAs (001) surface by rf-N plasma irradiation. // Appl. Surf. Sci. - 1997. - Y. 117-118, № 1-4. - P. 546-550.

33. Бедный Б.И., Байдусь Н.В. Сульфидная пассивация поверхности GaAs: открепление уровня Ферми // ФТП. - 1995. Т.29, в.8. -С.1488-1493.

34. Сысоев Б.И., Безрядин Н.Н., Буданов А,В., Прокопова Т.В., Агапов Б.Л.// Неорганические материалы. - 1995. - Т.31, № 7. - С.891-895.

35. Pianetta P. Chemisorphion and oxidation studies of the (110) surfaces of GaAs, GaSb and InP //Phys. Rev. B. - 1978/ - V.18, № 6. - P. 27922806.

36. Майзель А., Фламм Д., Вебер Е.Г., Йон В., Зоммер Г. Исследование методом фотоэлектронной спектроскопии адсорбции кислорода на поверхности арсенида галлия и окисление арсенида галлия в кислородной плазме. // Поверхность. - 1987. - 10. - С. 27-35.

37. Langren G. Oxidation of GaAs: New results and models // Phys. Rev. B. - 1984. - V.30, № 8. - P. 4839-4841.

38. Bartels F. and Monch W. Chemisorption of oxygen of cleaved GaAs (110) surfaces: photon stimulation states // Surface Sci., - 1984. - V. 143.-P. 315-341.

39. Wiemsen C.W., Ku R.W., Geib K.M. Initial oxidation and oxide / semiconductor interface formation on GaAs // Ibid. - 979 - V.16, № 5. - P. 1434-1438.

40. Горчаков А.П., Кашкаров П.К., Образцов А.Н., Сорокин И.Н., Сосновских Ю.Н. О фазовом составе анодных окислов на полупроводниках АЪВ5 // Поверхность. - 1983. - № 2. - С. 95-102.

41. Романов О.В., Сазонов С.Г., Соколов М.А., Балакирев В.В., Попов А.В., Моталева Н.В. Физико-химическая природа границы раздела собственный окисел-полупроводник. Антимонид индия // Поверхность. - 1983. - № 2. - С. 95-102.

42. Коротченков Г.С., Михайлов В.В., Маринова A.M. Оже-анализ анодных собственных оксидов фосфида галлия // Поверхность. - 1987. - № 11. - С. 65-71.

43. Maggiore C.I., Wagner R.S. Ion beam characterization of the GaAs-GaAs oxide interface for plasma and anodic oxides // J. Vac.Tech. -1981. - У. 19, № 3. - P. 463-466.

44. Allen R.E., Dow V.D. Theory of GaAs-oxide interface states // Solit State Commun. - 1983. - У.45, № 4. - P. 379-382.

45. Mönch W. On the oxidation of III-Y compound semiconductors // Surf. Sei. - 1986. - У. 168, № 2. - P. 577-593.

46. Карпов И.В., Панченко И.Г., Тихонова O.B., Ткаченко С.Ф. Состав и структура тонких анодных пленок на InSb И Поверхность. -1988. -№ 11. -С. 99-104.

47. Schwartr Q.P. Analysis of Native Oxide Films and oxide substrate reaction on III-V semiconductors using termochemical phase diagrams // Thin Solid. Films. - 1983. - Y. 103. - P.3-16.

48. Валюхов Д.П., Зленко В.Я., Матнадзе В.О. Механизм окисления (110) GaAs. - В кн.: Материалы третьей региональной конференции по микроэлектронике.- Н. Новгород, 1996.- С.98-106.

49. Валюхов Д.П. Механизм формирования и свойства межфазных границ раздела в системах различной химической природы. Диссертация на соискание ученой степени доктора химических наук. -Ставрополь, КМУ СтГТУ. 1995. - 307 с.

50. Брытов И.А., Валюхов Д.П., Комяк Н.И., Лавров В.П., Лукин Ю.Н., Успенский А.П., Зашквара В.В. Рентгеноэлектронный спектрометр с энергоанализатором типа "цилиндрическое зеркало" // Сборник: Аппаратура и методы рентгеновского анализа. 1974. - № 15. -С.134-140

51. Валюхов Д.П., Лукин Ю.Н., Успенский А.П. Исследование химической связи в некоторых серосодержащих соединениях на рент-геноэлектронном спектрометре // Аппаратура и методы рентгеновского анализа. - Л.: Машиностроение, 1978. - № 20. - С. 131-134.

52. Валюхов Д.П. Механизм формирования и свойства межфазных границ раздела в системах различной химической природы. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора химических наук. - Ставрополь, КМУ СтГТУ. 1995. - 34 с.

53. Валюхов Д.П., Звеков В.Ю., Хабибулин И.М., Аверин С.В. Получение и обработка фотоэлектронных спектров с применением

IBM PC/AT. - В кн.: Материалы региональной научно-технической конференции «Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону». -Ставрополь, 1997.-С.12-13.

54. Аверин C.B., Подопригора В.Б., Хабибулин И.М. Разработка программного обеспечения математической обработки фотоэлектронных спектров. - В кн.: Материалы XXVII научно-технической конференции по результатам научно-исследовательской работы профессор-ско-преподава- тельского состава, аспирантов и студентов за 1996 г. -Ставрополь, 1997.-С.28.

55. Валюхов Д.П., Звеков В.Ю., Хабибулин И.М. Рентгенноэлек-тронный спектрометр, управляемый цифроаналоговым комплексом на базе IBM PC/AT. // ПТЭ. - 1998, № 2. - С. 162-163.

56. Звеков В.Ю., Хабибулин И.М., Валюхов Д.П. Получение и обработка РФЭ-спектров под управлением IBM PC/AT. Сборник научных трудов, серия "Физико-химическая", вып.1 - Ставрополь, 1998. - С.68-71.

57. Айнбунд М.Р., Коваленко В.Г., Поленов Б.В. Характеристики каналовых электронных умножителей с раструбом на входе // ПТЭ. -1974.-№ 4.-С. 154-156.

58. Айнбунд М.Р., Поленов Б.В. Вторично-электронные умножители открытого типа и их применение. - М.: Энергоиздат, 1981. - 140 с.

59. Смирнова Р.И., Климин А.И. О химических процессах, происходящих при термической очистке поверхности арсенида галлия в вакууме // Поверхность. - 1984. - № 9. - С. 108-118.

60. Клячко Д.В., Веремеенко М.Д. Изменение состава поверхности (100) арсенида галлия при ее бомбардировке ионами аргона // Поверхность. - 1989. - № 6, - С. 119-128.

61. Дворянкина Г.Г., Дворянкин В.Ф., Черевацкий Н.Я. Влияние химической обработки и ионной бомбардировки на состав поверхности InP (100) // Поверхность. - 1989. - № 8. - С. 108-113.

62. Берт H.A., Сошников И.П. Изучение распыления фосфида, арсенида и антимонида галлия при бомбардировке ионами Аг+ с энергией 2-8 кэВ // ФТТ. 1993, т.35, № 9. - С. 2501-2508.

63. Борковская О.Ю., Дмитрук Н.Л., Конакова Р.В., Миленин В.В., Наумовец A.A., Нестеренко Б.А. Влияние бомбардировки поверхности GaAs ионами Аг+ на свойства контактов салиминевой металлизацией // Поверхность. - 1994, № 6. - С. 61-67.

64. Немошкаленко В.В., Алешин В.Г., Гасанов Л.Г., Семашко Е.М., Сенкевич А.И., Прокопенко В.М., Варченко H.H. Влияние физико-химических воздействий на поверхность арсенида галлия // Поверхность. - 1983. - № 2. - С. 88-94.

65. Галицин Ю.Г., Мансуров В.Г., Пошевнев В.И., Терехов B.C., Окорокова Л.Г. Остаточные углеродные загрязнения на поверхности GaAs, обработанной в спиртовых растворах HCl // Поверхность. -1989.-№4.-С. 147-150.

66. G. Oskam, A. Natarajan, P.C. Searson, F.M. Ross, The formation of porous GaAs in HF solutions // Appl. Surf. Sei. - 1997. - V 119, №1-2. -P. 160-168.

67. Lubincky A.R., Duke C.B., Lee B.W., Mark P. Semicondactor surface reconstruction: the rippled geometry of GaAs (110) // Phys. Rev. Lett. - 1976. - У. 36, № 17. - P. 1058-1061.

68. Кузнецова M.A., Мезин Ю.С., Прокофьев B.A., Сагинов Л.Д.// Поверхность. - 1992, № 6. - С.77-82.

69. Толстогузов А.Б. Локальный микроанализ методом масс-спектрометрии вторичных ионов // Поверхность. - 1994. № 4. - С. 5-19.

70. Песин Л.А., Байтингер Е.М., Грибов И.В., Кузнецов В.Л., Соколов О.Б. // ФТТ. - 1995. Т.37. № 9. - С.2706-2712.

71. Кудрявцев Ю.А., Коварский А.П., Яговкина М.А. // Изв. АН. Сер. физ. - 1994. Т.5, № 4. - С.170-174.

72. Scofidd J.H. Hartee-Slater subshell photoionization cross-sections

at 1254 and 1487 eV // V. Electron Spectr. Related Phenom. - 1976. - V. 8. -P. 129-137.

73. Нефедов В.И. Физические основы рентгеноэлектронного анализа // Atomki Kozl. - 1980. - Y. 22, № 4. - P. 243-266.

74. Яковенко A.B. Сглаживание спектров с использованием информации о частотном составе шума // ПТЭ. - 1991. № 5. - С.91-94.

75. Макаров В.В. Об исследовании модельных функций разрешения по глубине для восстановления профилей распределения примесей по данным ВИМС // Поверхность. - 1994, № 3. - С. 58-63.

76. Wagner C.D., Riggs W.M., Daves L.E., Mouldov J.F., Muilen-berg G.E. Handbooc of X-ray photoelectron spectroscopy. Physical Electronics Division, Perkon-Eimer-Cenparation, Eden. Prairie. Minnesota, 1979.- 190 p.

77. Davis L.E., MacDonald N.C., Palmberg P.W., Riach G.E., Weber R.E. Handbooc of auger electron spectroscopy. Physical Electronicslndus-tries, Inc., Eden. Prairie. Minnesota, 1976. - 255 p.

78. Емельянов A.B., Портнов С.M. // Принцип объемно - структурного соответствия в применении к структуре атомарно-чистых поверхностей и адсорбированных слоев. Поверхность, 1995, № 9, С. 6570.

79. Хабибулин И.М., Валюхов Д.П., Зленко В.Я.. Принцип объемно - структурного соответствия для анализа хемосорбции молекул Oi поверхностью (110) GaAs.- В кн.: Материалы XXYII научно-технической конференции по результатам научно-исследовательской работы профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов за 1996 г. т.1- Ставрополь, 1997. - С. 25.

80. Хабибулин И.М., Валюхов Д.П., Зленко В.Я. Расчет концентрации молекул Ог, хемосорбированных поверхностью (110) GaAs, на основе принципа объемно - структурного соответствия. - В кн.: Материалы XXYII научно-технической конференции по результатам науч-

но-исследователь-ской работы профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов за 1996 г. т.1- Ставрополь, 1997. - С. 26.

81. Моделунг О. Физика полупроводниковых соединений элементов 3 и 5 групп. - М.: Мир, 1967. - 478 с.

82. Современная кристаллография. - М.: Наука, 1980. - Т. 1-3.

83. Sauvage-Simkin М., Pinchaux R., Massies // .Sorf. Sei. 1989, 211212, P.39.

84. Валюхов Д.П., Хабибулин И.М., Чапайкин С.П., Шестопало-ва В.И. Исследование химической активности поверхности узкозонных полупроводников. - В кн.: Электроника органических материалов. Тезисы докладов Всесоюзной конференции. - Домбай, 1990. - С. 106.

85. Валюхов Д.П., Хабибулин И.М., Шестопалова В.И. Исследование взаимодействия тонких пленок платины с кремнием методами ВИМС и РФЭС. - В кн.: Диагностика поверхности ионными пучками. Тезисы докладов Всесоюзного совещания-семинара.- Одесса, 1990.-С.164-165.

86. Валюхов Д.П., Хабибулин И.М. Исследование химической активности поверхности узкозонных полупроводников. В кн.: Тезисы докладов Всесоюзной школы-семинара по электронной спектроскопии. - Владивосток, 1992. - С.54.

87. Валюхов Д.П., Хабибулин И.М. Рентгенноэлектронное исследование поверхности цинксульфидных электролюминофоров. В кн.: VII Всероссийское, I Международное совещание. Физика, химия и технология люминофоров.- Ставрополь, 1992. - С.200.

88. Хабибулин И.М., Валюхов Д.П., Синельников Б.М. Исследование формирования межфазной границы металл-арсенид галлия. - В кн.: Материалы третьей региональной конференции по микроэлектронике.- Н.Новгород, 1996.- С.85-88.

89. Валюхов Д.П., Синельников Б.М., Хабибулин И.М. Исследование взаимодействия кислорода с атомарно чистой поверхностью ар-

сенида галлия. - В кн.: Материалы третьей региональной конференции по микроэлектронике. - Н.Новгород, 1996.- С.89-97.

90. Хабибулин И.М. Исследование механизма формирования межфазных границ раздела ^355-оксид. В кн.: Перспективные материалы и технологии для средств отображения информации. Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции. - Кисловодск, 1996.-С.22.

91. Хабибулин И.М., Валюхов Д.П., Шестопалова В.И. Механизм формирования межфазных границ раздела оксид-полупроводник. В кн.: Тезисы докладов Международного совещания по спектроскопии. - Воронеж, 1996. - С.57.

92. Хабибулин И.М. Исследование межфазных границ раздела Л355-оксид. Сборник научных трудов, серия "Физико-химическая", вып.1 - Ставрополь, 1998. - С.22-24.

93. Хабибулин И.М., Зленко В.Я., Валюхов Д.П. Анализ поверхностных структур при взаимодействии кислорода с поверхностью (110) А3В5. В кн. Химия высокоорганизованных веществ и научные основы нанотехнологии Авторефераты докладов II Международной конференции - С.Петербург, 1998. - С.213-214.

94. Валюхов Д.П., Хабибулин И.М., Чапайкин С.П., Шестопалова В.И. Исследование методами физической спектроскопии межфазных границ раздела на основе полупроводников А2В6, АЪВ5. II Отчет по НИР № 01880048338. -37 с.

95. Handbook of Chemistry and Physics / edited by R.C. Weast. - The Chemical Rubber Company, Cleveland, Ohio, 1972.- pp. D-45, E-55.

96. Моррисон С. Химическая физика поверхности твердого тела. - М.: Мир, 1980.-488 с.

97. Павлов А.П. Методы измерения параметров полупроводниковых материалов. - М.: Высшая школа, 1987. - 239 с.

98. Пирогов В.А., Кожевников A.B., Кравцов В.И. Установка для

оже-спектроскопии с послойным распылением // ПТЭ. - 1985 - № 4. -С.160-163.

99. Benninghoven A., Bisrinck Н., Ganschow О., Weidmann А. Combined SIMS-AES-XPS investigation of the oxidation of Ti in the monolayer range // Appl. Phys. Lett. - 1977. - V.31, № 5. - P.341-343.

100. Bispinek H., Ganschow O., Weidman L., Benninghoven A. Combined SIMS, AES and XPS investigations of tantalum oxide layers // Appl. Phys. - 1979. - Y. 18, № 21. - P. 113-117.

101. Электронная и ионная спектроскопия твердых тел / Под ред. Фирмэнса JI., Вэнника Дж., Декейсера В. - М.: Мир, 1981. - 468 с.

102. Черепин В.Т., Васильев М.А. Методы и приборы для анализа поверхности материалов. Справочник-Киев: Наукова думка, 1982. -400 с.

103. Русанов А.И. Фазовые равновесия и поверхностные явления. -Л.: Мир, 1981.-468 с.

104. Шебзухов A.A., Карапаев A.M. Поверхностные явления на границах конденсированных фаз. - Нальчик, 1983. - С.23-48.

105. Фистуль В.И. Сильно легированные полупроводники. - М: Мир, 1967.-415 с.

106. Hondros Е. D., Seah М. P. Interfacial and surface microchemis-try. // Physical metallurgy. - 1983. - V.22. - P.875-895.

107. Шебзухов А. А., Карачаев A. M. Сегрегация, избыточное напряжение и адгезия на границе многокомпонентных конденсированных фаз. // Поверхность. - 1984.- № 5.- С. 58-67.

108. Рыжков В.И. Теория распределения атомов в бинарном сплаве со свободной поверхностью в приближении самосогласованного поля. // Физика металлов и металловедение. - 1981. - т.51. - вып. 3. -С.480-491.

109. Смирнова H.A. Модель поверхностного слоя многокомпонентного раствора, образованного близкими по размерам молекулами.

// Коллоид.жур. -1979. - т.Ю. -№ 6. - С.1152-1156

110. Бацанов С.С. Структурная рефрактометрия. - М.: Высшая школа, 1976. - 304 с.

111. Шебзухов А. А., Хоконов X. Б. В кн.: Физика межфазных явлений. Нальчик. - 1980.- С.3-25.

112. Алябина Н.А., Логинова Р.Г., Овсянников М.И., Романов Ю.А., Толомасов В.А., Шабанов В.Н., Шамов С.А. В кн.: Синтез и рост совершенных кристаллов и пленок полупроводников. Новосибирск: Наука. - 1981. - с.66.

113. Knall J., Sundgren I.E., Greene J.E., Rockett A., Bamett S.A. Dopant depth distribution as a function of growth temperature in /«-doped (100) Si grown by molecular beam epitaxy. // J. Vac. Sci. and Technol. -1985. - Y.A3. - pt 1: Proc. 31. Nat. Symp. Amer. Vac. - Soc., Reno, NEV, 47 DEC. - 1984. - P.855 - 859.

114. Taleb-Ibrahimi., Sebene C.A. Effect of valency in metal adsorb-sion on Si (111): the case of Sb on the cleaved surface // Ibid. - 1986. - 168. -P. 114-121