Совместное воздействие хемостимуляторов на термооксидирование арсенида галлия тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.01, доктор химических наук Кострюков, Виктор Федорович

• Кострюков, Виктор Федорович
• доктор химических наук
• 2011

Оглавление диссертации доктор химических наук Кострюков, Виктор Федорович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ

1.1. Роль поверхности СаАв, зависимость состава и свойств собственных оксидных слоев от условий их формирования

1.2. Современные методы создания диэлектрических слоев на СаАв

1.3. Термооксидирование арсенида галлия с участием индивидуальных соединений-хемостимуляторов

1.4. Совместное воздействие хемостимуляторов на термооксидирование СаАя

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМООКСИДИРОВАНИЯ СаАв ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ СОВМЕСТНО ВВОДИМЫХ И ПРОСТРАНСТ

ВЕННО РАЗДЕЛЕННЫХ КОМПОЗИЦИИ ХЕМОСТИМУЛЯТО

РОВ; ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Характеристика материалов

2.1.1. Арсенид галлия, ОаАв

2.1.2. Оксид свинца (II), РЬО

2.1.3. Оксид сурьмы (III), БЬгОз

2.1.4. Оксид висмута (III), В

2.1.5. Оксид марганца (IV), Мп

2.1.6. Оксид марганца (II), МпО

2.1.7. Оксид ванадия (V), У

2.1.8. Оксид хрома (VI), СЮ

2.1.9. Физико-химические взаимодействия между оксидами-хемостимуляторами

2.2. Методика термооксидирования СаАв в присутствии композиций двух оксидов-хемостимуляторов

2.2.1 Методика термооксидирования ОаАэ в присутствии бинарных композиций систем 8Ь2Оз-В12Оз-РЬО, Мп02(Мп0)+ РЬО и Мп02(Мп0)+У

2.2.2. Методика термооксидирования GaAs в присутствии композиций оксидов с участием оксида хрома (VI) с оксидами свинца и ванадия

2.3; Способ установления локализации каналов связи между активаторами «при их совместном воздействии на термооксидирование GaAs

2.4. Методика обработки результатов

2.4.1. Формально-кинетическая обработка результатов

2.4.2. Относительные интегральные толщины

2.5. Методы исследования слоев на поверхности GaAs и превращений в композициях хемостимуляторов

2.5.1. Рентгенофазовый анализ (РФА)

2.5.2. Рентгеноспектральный флуоресцентный анализ (РСФА)

2.5.3. Инфракрасная спектроскопия (ИКС)

2.5.4. Локальный рентгеноспектральный микроанализ (JIPCMA) 68.

2.5.5. Масс-спектрометрия 71 2.5.6 Ультрамягкая рентгеновская эмиссионная спектроскопия (УМРЭС)

ГЛАВА 3. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭФФЕКТЫ ПРИ СОВМЕСТНОМ ХЕМО-СТИМУЛИРУЮЩЕМ ВОЗДЕЙСТВИИ ОКСИДОВ р-ЭЛЕМЕНТОВ 77 НА ПРОЦЕСС ТЕРМООКСИДИРОВАНИЯ GaAs

3.1. Воздействие бинарных композиций Sb203+Bi203, Sb203+Pb0 и

Bi203+Pb0 на термооксидирование GaAs

3.2. Хемостимулирующее воздействие тройных композиций системы ^ Sb203+Bi203+Pb0 на термооксидирование GaAs

3.3. Природа нелинейных эффектов при совместном воздействии оксидов р-элементов на термооксидирование GaAs

ГЛАВА 4. ТЕРМООКСИДИРОВАНИЯ GaAs ПРИ СОВМЕСТНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ КОМПОЗИЦИЙ ХЕМОСТИМУЛЯТОРОВ С УЧА- 111 СТИЕМ ОКСИДОВ d-ЭЛЕМЕНТОВ (СИСТЕМА Pb0+Cr03+V205)

ГЛАВА 5. НЕАДДИТИВНОСТЬ СОВМЕСТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

КОМПОЗИЦИИ ХЕМОСТИМУЛЯТОРОВ С УЧАСТИЕМ ОКСИДА

ОДНОГО И ТОГО ЖЕ ЭЛЕМЕНТА В РАЗЛИЧНЫХ СТЕПЕНЯХ ОКИСЛЕНИЯ

5.1. Термооксидирование GaAs в присутствии композиций РЬ0+Мп и V2O5+M11O

5.2. Термооксидирование GaAs в присутствии композиций РЬО+МпО и V205+Mn

5.3. Композиция оксидов МпОг+МпО как неаддитивный хемостимулятор процесса термооксидирования GaAs

ГЛАВА 6. ОБЛАСТИ ЛОКАЛИЗАЦИИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ МЕЖДУ ОКСИДАМИ-ХЕМОСТМУЛЯТОРАМИ ПРИ ТЕРМООКСИДИ- 166 РОВАНИИ GaAs ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ИХ КОМПОЗИЦИЙ

6.1. Локализация каналов связи между соединениями-хемостимуляторами при термооксидировании GaAs с участием би- 166 нарных композиций оксидов системы Sb203+Bi20^+Pb

6.2. Локализация связывающих взаимодействий в композициях оксида марганца (IV) с оксидом свинца (II) и оксидом ванадия (V) при их 180 совместном воздействии на термооксидирование GaAs

6.3. Термооксидирование GaAs под воздействием композиций МпО с

РЬО и V2O5 при их пространственном разделении

ГЛАВА 7. ЗАКОНОМЕРНОСТИ СОВМЕСТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ОК

СИДОВ-ХЕМОСТИМУЛЯТОРОВ НА ТЕРМООКСИДИРОВАНИЕ GaAs

7.1. Совместное воздействие оксидов-хемостимуляторов, испаряемых ^ из единой композиции, на термооксидирование GaAs

7.2. Совместное воздействие оксидов-хемостимуляторов на термооксидирование GaAs при их пространственном разделении

7.3. Аддитивность воздействия композиций Sb203+Ga203 на термооксидирование GaAs

ВЫВОДЫ

ЛИТЕРТУРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совместное воздействие хемостимуляторов на термооксидирование арсенида галлия»

Современные достижения физикохимии и техники полупроводников связаны, прежде всего, с двумя семействами, полупроводников А1У и АШВУ. В настоящее время лидирующие позиции занимает дешёвый и технологичный кремний. Однако стремление к повышению быстродействия приборов, решение других задач полупроводниковой техники, стимулирует поиск и освоение иных материалов. Наибольший интерес проявляется к арсениду галлия, имеющему подвижность электронов в 4-5 раз выше, чем у кремния, и большую ширину запрещённой зоны, что может обеспечить повышенную радиационную устойчивость полупроводниковых устройств при одновременном повышении их быстродействия.

Малая величина времени жизни неосновных носителей и большая, чем у кремния, ширина запрещенной зоны делают ваАз более перспективным материалом для создания радиационно-стойких приборов и интегральных схем [1].

Пластины ОаАэ могут обладать высокими значениями удельного сопротивления. Это позволяет использовать такой материал в качестве диэлектрика. Специфические свойства арсенида галлия обеспечивают возможности его применения в различных областях: изготовление туннельных и излучательных диодов [2, 3], СВЧ-приборов, биполярных и полевых транзисторов [4, 5], ин-жекционных лазеров.

При производстве планарных и МОП-приборов на основе арсенида галлия одной из наиболее важных задач является создание на поверхности полупроводника высококачественных диэлектрических плёнок.

Собственное" термическое окисление арсенида галлия в сухом и влажном кислороде не решает основной задачи, поскольку скоростие роста диэлектрических плёнок малы, а их высокая пористость и неоднородность, а также низкая диэлектрическая прочность оксидных слоев делают их мало пригодными для использования в качестве пассивирующих и изолирующих покрытий.

Одним из методов увеличения скорости роста оксидных слоёв и улучшения их свойств является химическое стимулирование термического окисления арсенида галлия. Оно заключается во введении в окислительную атмосферу определенных, специальным образом подобранных соединений-активаторов, которые, радикально меняя кинетику и механизм процесса, приводят не только к ускорению процесса роста пленки, но и к улучшению диэлектрических свойств получаемых слоев.

Хемостимулированное окисление имеет своей целью: а) кинетическую блокировку отрицательных каналов связи между стадиями, что, в свою очередь, приведет к изменению характера диффузионных процессов, состава слоев и улучшению их свойств; б) создание новых, положительных каналов связи, позволяющих осуществить ускоренное формирование слоев с заданными свойствами; в) возможно большее "разветвление" схемы процесса по сравнению с собственным окислением, что создаст возможности для образования многокомпонентных композиций с гибко управляемыми свойствами.

Для этой цели применяют различные соединения. Взаимодействия, имеющие место при этом, представляют собой многостадийные последовательно-параллельные процессы, протекающие в открытых гетерогенных системах, находящихся в сильно неравновесном состоянии, осложненные явлениями массо-переноса через слой растущего оксидного покрытия и весьма сложные при их кинетическом описании. В связи с этим полупроводниковые соединения АШВУ и среди них, в первую очередь, ОаАэ, представляют исключительный интерес не только как перспективные материалы для различных отраслей современной техники, но и как важный класс объектов химии полупроводников, на примере которых возможно развитие представлений химии твердого тела, термодинамики и кинетики сложных гетерогенных процессов. Эти процессы достаточно подробно изучены для термооксидирования ваАБ в присутствии одного соединения-активатора. Установлено, что введение подобных соединений ускоряет формирование диэлектрических пленок на поверхности ОаАэ, и выявлена основная причина такого влияния - способность к окислительно-восстановительному "транзитному" взаимодействию с компонентами подложки.

В классической химической кинетике можно четко определить связь между стадиями в реакционной схеме по последовательному, параллельному (некоторые схемы параллельных реакций) и последовательно-параллельному типу. В ряде систем изучено и описано сопряжение стадий. Однако в системах нового типа, начиная с поверхностно-многослойных структур с сильным матричным влиянием поверхности на все процессы, протекающие в системе, общими чертами являются многоканальность и энергетическая взаимосвязь стадий. Кинетическая схема механизма таких процессов состоит из стадий, не являющихся элементарными. Их характер определяется различными активными центрами, однако все они находятся на одной поверхности. Несмотря на то, что на развитых стадиях формирования таких структур процессы протекают и в самих пленках, в общем случае реакционным пространством служит граница раздела, которая может трактоваться как "двумерная фаза".

Исследованиями термооксидирования ваАэ в присутствии индивидуальных соединений-хемостимуляторов, введенных через газовую фазу (оксиды, хлориды, сульфиды, соли сложного состава и т.д.), выяснена основная роль хе-мостимуляторов - окислительно-восстановительное "транзитное" взаимодействие с компонентами подложки. Показано, что особый интерес представляет изучение совместного воздействия двух или более соединений-хемостимуляторов, взаимодействия между которыми могут являться фактором, управляющим механизмом хемостимулированного термооксидирования ваАБ.

Цель работы: установление закономерностей и механизма совместного воздействия оксидов р- и с1-элементов на процесс термооксидирования ОаАэ, характера и локализации связывающих стадий.

Для достижения поставленной цели решались задачи: 1. Установление закономерностей роста оксидных пленок на ОаАэ в присутствии композиций с участием оксидов р- (8Ь20з+В1203, В1203+РЬ0, 8Ь2Оз+РЬО) и

-элементов (Сг03+У205, СЮ3+РЬО, У205+Мп02, У205+Мп0, РЬ0+Мп02, РЬО+МпО) различного состава по сравнению с собственным термооксидированием ваАя и хемостимулированным воздействием индивидуальных оксидов.

2. Идентификация взаимодействий, обусловливающих совместное воздействие оксидов-хемостимуляторов на процесс формирования оксидных пленок на поверхности ваАБ.

3. Установление локализации связывающих взаимодействий (твердая, газовая фаза, окисляемая поверхность) между хемостимуляторами при их совместном воздействии на термооксидирование СаАэ и разработка с этой целью метода раздельного введения хемостимуляторов в окисляющую среду.

4. Определение характера влияния параметров процесса на нелинейность воздействия композиций оксидов-хемостимуляторов в процессе термооксидирования ваАз.

5. Доказательство возможности аддитивного воздействия композиции оксидов, один из компонентов которой не обладает хемостимулирующими свойствами, на термооксидирование ОаАэ.

6. Установление роли кислотно-основных и окислительно-восстановительных взаимодействий между компонентами композиции хемостимуляторов в отклонении толщины формируемой оксидной пленки от ожидаемой в предположении независимого параллельного (аддитивного) воздействия хемостимуляторов.

7. Выявление особенностей изменения зависимости: толщина оксидной пленки на ваАБ- состав композиции хемостимуляторов от степени окисления элемента, образующего один из оксидов композиции (У205+Мп02 и У2С>5+МпО; РЬ0+Мп02 и РЬО+МпО).

8. Определение элементного состава многокомпонентных пленок, полученных на поверхности ОаАв, в зависимости от состава композиции хемостимуляторов; твердофазных взаимодействий в композициях хемостимуляторов; закономерностей изменения состава паровой фазы над оксидными композициями в сравнении с испарением индивидуальных оксидов.

Методы исследования.

- толщину оксидных пленок на поверхности арсенида галлия определяли методом лазерной эллипсометрии (ЛЭФ-ЗМ и ЛЭФ-754);

- изменение фазового состава в композициях оксидов- хемостимуляторов в результате твердофазных взаимодействий устанавливали, методом рентгенофазово-го анализа, РФА (ДРОН-4);

- качественный и количественный состав оксидных пленок, полученных на поверхности GaAs, определяли методами инфракрасной спектроскопии, ИКС (Инфралюм ФТ-02, UR-10), рентгеноспектрального флуоресцентного анализа, РСФА (VRA-30, Carl Zeiss Yena), локального рентгеноспектрального микроанализа, ЛРСМА (KamScan), ультрамягкой рентгеновской электронной спектроскопии, УМРЭС (РСМ-500);

- состав паровой фазы при совместном испарении оксидов-хемостимуляторов исследовали масс-спектрометрически эффузионным методом Кнудсена (МС-1301).

- спекаемость композиций оценивали по изменению площади удельной поверхности методом тепловой десорбции азота, БЭТ (TRISTAR-3000).

Научная новизна:

Обнаружена нелинейность воздействия композиций оксидов р- и d-элементов на термооксидирование GaAs, заключающаяся в отклонении реально достигаемой толщины формируемой пленки от ожидаемой в- предположении независимого параллельного действия хемостимуляторов.

Для количественной интерпретации нелинейной зависимости толщины оксидных пленок на поверхности GaAs от состава композиции хемостимуляторов введены представления об относительных интегральных толщинах оксидных пленок и использованы диаграммы типа "состав - свойство" (состав композиции - толщина формируемой пленки).

Доказано определяющее влияние химических взаимодействий между хемо-стимуляторами на величину и характер отклонения толщины оксидной пленки на ваАБ от аддитивного значения. Ведущую роль в возникновении нелинейности (неаддитивности) при воздействии композиций хемостимуляторов системы РЬО-СЮз-Уг05 с участием оксидов ¿-элементов играют кислотно-основные и окислительно-восстановительные взаимодействия между оксидами, приводящие к стабилизации высшей или низшей степеней окисления хрома под влиянием второго компонента с образованием новых сложных соединений: . В композициях с участием Мп02 и МпО кислотно-основные взаимодействия отсутствуют, образуются лишь промежуточные фазы и происходит окислительно-восстановительная трансформация собственно оксидов композиции. В системе оксидов р-элементов РЬ0-В120з~8Ь20з подобные взаимодействия мало значимы вследствие стабильности низших степеней окисления этих элементов и слабой дифференциации оксидов в кислотно-основном отношении и отклонение от аддитивности обеспечивается только образованием промежуточных фаз и твердых растворов.

Установлена локализация взаимодействий между хемостимуляторами (твердая или газовая фазы) в бинарных композициях, приводящих к нелинейности при термооксидировании ОаАБ. В результате химических взаимодействий между хемостимуляторами в твердой фазе происходит взаимное усиление хемостимулирую-щей активности {положительное отклонение от аддитивности); взаимодействия между оксидами в газовой фазе приводят к существенному снижению хемостиму-лирующей активности (отрицательное отклонение от аддитивности).

На основании проведенных исследований предложены реакционные схемы совместного воздействия хемостимуляторов на процесс термооксидирования ваАБ.

На защиту выносятся:

Взаимодействия в композициях оксидов р-(8Ь2Оз, ВъОз, РЬО) и с1-элементов (СгОз, У205, Мп02, МпО) , приводящие к образованию новых химических соединений, твердых растворов и спеканию,-определяющий фактор неаддитивности их совместного воздействия на термооксидирование ваАБ.

2. Диаграммы типа "состав - свойство" с пространственным разделением и состава (композиция хемостимуляторов) и свойств (толщина растущей пленки, относительная интегральная толщина) - средство выявления и интерпретации неаддитивности воздействия композиций хемостимуляторов на термооксидирование ваАБ.

3. Кислотно-основные (СгОз+УоОз) и окислительно-восстановительные (СгОз+РЬО и Сг0з+У205) взаимодействия между компонентами композиции хемостимуляторов - основная причина отклонения толщины оксидной пленки на ваАз от предполагаемой для независимого параллельного (аддитивного) воздействия хемостимуляторов.

4. Взаимодействия между хемостимуляторами, ответственные за неаддитивность их совместного воздействия на термооксидирование ваАБ, локализованы в твердой (композиция хемостимуляторов) и газовой фазах. .

5. Механизм совместного воздействия оксидов-хемостимуляторов на процесс термооксидирования ваАБ, заключающийся в возникновении дополнительных каналов связи между одновременно протекающими процессами в двух подсистемах (композиция хемостимуляторов - поверхность ОаАв).

Практическая значимость:

Установленная взаимосвязь между природой оксидов-хемостимуляторов, типом взаимодействий между ними и характером воздействия их композиций на механизм термооксидирования ваАБ создает основу для управления маршрутами многоканальных процессов и целенаправленного формирования функциональных пленок с широкой вариацией состава и свойств на полупроводниках. Использование композиций хемостимуляторов позволяет получать оксидные пленки на поверхности ОаАэ как с диэлектрическими, так и с полупроводниковыми свойствами. Первые могут быть использованы при создании МДП-структур, вторые — высокочувствительных сенсоров с заданными свойствами, обусловленными прецизионным легированием с требуемым концентрационным интервалом.

Апробация. Результаты работы были доложены: The International Conference of Physics and Technology of Thin Films (Ivano-Frankivsk, 1999, 2001. 2003, 2005, 2007), Международная школа-семинар «Нелинейные процессы в дизайне материалов» (Воронеж, 2002); Всероссийской конференции «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах» (Воронеж, 2002, 2004, 2006); Международная научная конференция «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии» (Кисловодск, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007,2008), IV Международная научно-техническая конференция "Электроника и информатика 2002" (Москва, 2002), Международная конференция "Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении" (Воронеж, 2004, 2007), Всероссийская конференция (с международным участием) "Химия поверхности и нанотехнология" (Санкт-Петербург - Хилово, 2006), IX Конференция «GaAs-2006» (Томск, 2006)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 59 работ. Среди них 1 монография и 20 статей в изданиях из Перечня ВАК (в том числе 4 статьи в Докладах РАН).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, выводов, списка литературы, содержит 246 страниц машинописного текста, включая 35 таблиц, 57 рисунков и библиографический список, содержащий 108 наименований литературных источников.

Заключение диссертации по теме «Неорганическая химия», Кострюков, Виктор Федорович

234 ВЫВОДЫ

1. Установлен нелинейный характер хемостимулирующего воздействия композиций- оксидов р- и ё-элементов на термооксидирование ОаАэ, заключающийся^ отклонении реально ^ достигаемой толщины оксидной пленки от аддитивного значения; знак и величина которого» для аналогичных условий-определяются физико-химической природой,хемостимуляторов.

2. Введены представления- об относительных интегральных толщинах, позволяющие интерпретировать нелинейность совместного воздействия окси-дов-хемостимуляторов на процесс термооксидирования СаАБ на основе диаграмм типа "состав" — "свойство".

3. Термооксидированием ваАв под воздействием бинарных композиций системы РЬО-^гОз-БЬоОз установлены отрицательное (В1203+8Ь203) и знакопеременные (РЬО+В12Оз и РЬ0+8Ь203) отклонения от аддитивности, обусловленные взаимодействиями между хемостимуляторами с образованием промежуточных фаз и твердых растворов (РФА).

4. При термооксидировании ОаАв под воздействием композиций СгОз+РЬО и Сг03+У205 для всех составов обнаружено положительное отклонение от аддитивности, обусловленное кислотно-основными и окислительно-восстановительными взаимодействиями между компонентами композиции. Второй компонент в зависимости от своих кислотных или основных свойств либо, ослабляет (РЬО), либо усиливает процессы последовательного разложения Сг03 (У205). Энергичный окислитель СгОз способствует проявлению более высоких степеней окисления другого компонента (композиция СгОз+РЬО, РФА), интенсифицируя действие композиции хемостимуляторов в целом.

5. Положительные и отрицательные отклонения от аддитивности при воздействии композиций оксидов марганца (II) и (IV) с РЬО и У205 на процесс термооксидирования ОаАэ — результат взаимного влияния оксидов-хемостимуляторов, за счет которого образуются промежуточные фазы и новые оксидные формы как с более (РЬ02, Мп02, РФА), так и с менее (Мп304, I

У2Оз, РФА) эффективным хемостимулирующим действием, и следствие принципиально различного пути реализации промежуточного состояния для кислородсодержащих производных марганца (восстановление М11О2 и окисление МпО).

6. С использованием предложенного метода пространственного разделения хемостимуляторов установлена локализация каналов связи между ними, приводящих к нелинейности их совместного воздействия на термооксидирование ваАБ: связывающие взаимодействия локализованы преимущественно-в твердой (композиция оксидов, РФ А) и газовой фазах (масс-спектрометрия), а на поверхности ваАв практически не осуществляются. Если взаимодействие хемостимуляторов не приводит ни к образованию новых химических соединений, ни к образованию промежуточных фаз (8Ь2Оз+ВъОз), вклад взаимного влияния оксидов отрицателен, если же они образуются (остальные исследованные композиции) — положителен. Вклад взаимодействий в паровой фазе отрицателен для всех композиций и является доминирующим.

7. На примере композиции 8Ь20з (хемостимулятор) +0а203 (инертный компонент) показана принципиальная возможность реализации в широком интервале составов аддитивной зависимости толщины оксидной пленки на поверхности ОэАб от состава композиции оксидов. Отклонения от аддитивной прямой являются следствием спекания (БЭТ) оксидов в исходной композиции.

8. На основании комплекса проведенных исследований сформулирована общая закономерность воздействия композиций оксидов на термооксидирование ОаАз: ярко выраженные кислотно-основные и окислительно-восстановительные взаимодействия между хемостимуляторами приводят к положительному отклонению от аддитивности; по мере их ослабления появляется отрицательно отклонение и общий эффект становится знакопеременным; при минимальном химическом сродстве хемостимуляторов друг к другу, ведущем к образованию только твердых растворов, имеет место отрицательное отклонение во всем интервале составов; если же один из оксидов композиции является инертным компонентом, то зависимость толщины оксидной пленки на поверхности ваАБ от состава композиции аддитивна в широком интервале составов.

9. Исследованием элементного состава полученных на поверхности ваАз оксидных пленок (ЛРСМА, УМРЭС, ИКС) обнаружено, что для различных композиций содержание катионообразователей хемостмуляторов при раздельном испарении оксидов в целом ниже, чем при совместном, соответственно снижена их хемостимулирующая активность, чем и объясняется усиление отрицательного нелинейного эффекта совместного воздействия активаторов при взаимодействиях между ними только в газовой фазе (отрицательный вклад взаимодействий в газовой фазе).

10. Система, в которой осуществляется хемостимулированное термооксидирование ваАэ, в данной работе состоит из двух подсистем: 1 — композиция хемостимуляторов, 2 - ОаАэ с растущей на его поверхности оксидной пленкой. Химические взаимодействия в первой подсистеме (РФА) меняя состав и давление пара над композицией оксидов (масс-спектрометрия), влияют на содержание хемостимуляторов в оксидных пленках на поверхности ОаАэ (ЛРСМА), изменяя механизм процесса оксидирования во второй подсистеме как по сравнению с собственным окислением, так с индивидуальным воздействием хемостимуляторов.

Список литературы диссертационного исследования доктор химических наук Кострюков, Виктор Федорович, 2011 год

1. Арсенид галлия в микроэлектронике // под ред. Н. Айнспрука, У. Уис-смена. - М.: Мир, 1988. - 555 с.

2. Improved Imaging Metrology Needed for Advanced Lithogaphy / A. Sytsma, H. Loan, M. Moers et al. // Semiconductor International - 2001. P.90

3. Electronic Letters. 1976. - V.12. №10. -P.251-253.

4. High-Gain GalnP/GaAs HBT Monolithic Transimpedance Amplifier for High-Speed Optoelectronic Receivers / S. Mohammadi, J.W. Park, D. Pavlidis et al. // IEEE MTT-S, International Microwave Symposium Digest, Baltimore MD. -1998.-V.l.-P. 48-52.

5. Мелешин В.А. Транзисторная преобразовательная техника. Перспективные направления / В.А. Мелешин // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 1998. № 5/6. - С. 25-28.

6. Butcher D.N. Electrical properties of thermal oxides on GaAs / D.N. Butcher, B.J. Sealy // Electron Lett. 1977. - V.14. №19. - P. 558-559.

7. A XPS analisis of the oxide films on GaAs / Y. Mizakawa, H. Iwasaki, R. Nishitani et al. // Proc.7th Inter. Vac. Congr. and 3rd Intern. Conf. Solid Suf. Int. Union Vac. Sci., Technol. and Appl. Vienna. - 1977. - P. 631-634.

8. Murarca S.P. Thermal oxidation of GaAs / S.P. Murarca // Appl. Phys. Lett. — 1975. — V.26. №4. — P. 180-191.

9. Navratil K. The physical structure of the interface between single-crystal GaAs and its oxide films / K. Navratil, I. Ohlidal, F. Lukes // Thin Solid Films. -1979. — V.56. №1-2. — P. 163-171.

10. Navratil К. Thermal oxidation of gallium arsenide / K. Navratil I I Czech. J. Phys. 1968. - V.18. - P. 266-274.

11. Koshiga F. Thermal oxidation of GaAs / F. Koshiga, T. Sugano // Jap: J. Appl. Phys. 1977. -V. 16. № 16-1. - P.365-469.°

12. Yamasaki К., Ho Q.V. // J. Fac. Eng., Univ.Tokio. 1980. -V.35. - P.' 662-627.

13. Миттова И.Я. Химия процессов, целенаправленного создания функциональных диэлектрических слоев на полупроводниках при примесном термооксидировании / И.Я. Миттова, В.Р. Пшестанчик // Успехи химии. — 1991. — Т.60, вып.9. С. 1898-1919.

14. Local atomic and electronic structure of oxide / GaAs and Si02/Si interfaces using high-resolution XPS / F.J. Grunthaner, P.J. Grunthaner, R.P. Vasquez et al. //J. Vac. Sci. Technol. 1979. - V.16. № 5. -P. 1443-1453.

15. Auger electron spectroscopy analysis of the first stages of thermally stimulated oxidation of GaAs (100) / M.C.C. Passeggi, Jr.I. Vaquila, J. Ferron // Applied surface Science. 1998. V.133. - P. 65-67.

16. GaAs surface oxide desorption by annealing in ultra high vacuum / A. Guillen-Cervantes, Z. Rivera-Alvarez, M. Lopez-Lopez // Thin Solid Films. — 2000. №373.-P. 159-163.

17. Lucia G. Quagliano Detection of As203 arsenic oxide on GaAs surface by Raman scattering / G. Lucia //Applied Surface Science. 2000. № 153. - P. 240-244.

18. Characterization of oxide layers on GaAs substrates / D.A. Allwood, R.T. Carline, N.J. Mason et al. // Thin Solid Films. 2000. № 364. - P.33-39.

19. Local oide growth on the n-GaAs surface studied by small area XPS / I. Gerard, C. Debiemme-Chouvy, J. Vigneron et al. // Surface Science. — 1999. № 433.-P. 131-135.

20. Mihailova Ts. XPS study of residual oxide layers on p-GaAs surfaces / Ts. Mihailova, N. Velchev, V. Krastev // Applied Surface Science. 1997. № 120. - P. 213-219.

21. Бедный Б.И. Пассивация поверхности GaAs при обработке в парах фосфина / Б.И. Бедный, Н.В. Байдусь // Физика и техника полупроводников. — 1996. Т.ЗО. №2. - С. 236-243.

22. Бессолов В.Н. Халькогенидная пассивация поверхности полупроводников АШВУ/ В.Н. Бессолов, М.В. Лебедев // Физика и техника полупроводников. 1998. - Т.32. №11. - С. 1281-1295.

23. Долгих Д.С. Исследование в сканирующем туннельном микроскопе поверхности GaAs(lOO), обработанном в селене / Д.С. Долгих, М.П. Сумец // Изв. вузов. Электроника. 1998. - Т. 25. № 6. - С. 157-158.

24. Левинштейн М.Е. Барьеры / М.Е. Левинштейн, Г.С. Симин М.: Наука. 1987. 319 с.

25. Лифшиц В.Г. Поверхность твердого тела и поверхностные фазы / В.Г. Лифшиц // Соросовскийобразоват. журн. 1995. № 1. - С. 99-107.

26. A study on the structural distribution of Se-passivated GaAs surface / J.W. Kim et al. // Thin Solid Films. 1998. - V. 332, № 1-2. - P. 305-311.

27. Kang M.G. Effect of GaAs surface treatments using HC1 or (NH^S* solutions on the interfacial bonding states induced by deposition of Au / M.G. Kang, H.H. Park // Thin Solid Films. 1998. - V. 1-2. № 332. - P. 437-443.

28. Structural studies of sulfur-passivated GaAs (100) surfaces with LEED and AFM / Y. Ke et al. // Surface Science. 1998. - № 1-2. - P. 29-36.

29. An X-ray photoelectron spectroscopy study of native oxides on GaAs / G.P. Schwarts, G. Gualtieri., GJ Kammlott. et al. // J. Electrochem. Soc. 1979. -V.126. — P.1737-1749.

30. Sands F. Crystallographic relationship between GaAs, As and Ga203. at the GaAs thermal oxideinterface / F. Sands, J. Washburn, R. Grensky // Mater. Lett. - 1985. - V.3. №5-6. - P:247-250;

31. Zvonkov B:N., Karpovich L.A., Baidus N.V. et al. // Nanotechnology. — 2000.-V.11-P.221.

32. Байдусь H.B., Звонков Б.Н.,. Мокеева П.Б. и др. // Изв. АН. Сер.чфиз. 2004 -Т.68. - С. 251.

33. Baidus N.V., Zvonkov B.N., Mokeeva Р.В. et al. // Semicond. Sci. Technol. 2004. - V. 19. - P. 469.

34. Влияние электрохимической модификации тонкого покровного слоя, Ga(In)As на энергетический спектр квантовых точек InAs/GaAs / А.В. Карпович и др. // Физика и техника полупроводников. 2005. — Т. 39. вып. 1. -С. 541-544. "

35. Ferris S.D. Laser-Solid Interection and Laser Processing / S.D. Ferris, H.J. Leamy, J.M. Poate // Materials Research Society1 American Institute of Physics. -1979.-P. 685-688.

36. Плазмохимический реактор для задач наноэлектроники на базе пуч-ково-плазменного разряда: компьютерные модели / Н.В. Исаев, И.Л. Клыков,

37. B.А. Курнаев и др. // 2 Межд. Форум по нанотехнологиям. — Москва. 2009. —1. C. 232-234

38. Lucovsky G. A chemical bonding model for the native oxides of the III— V compound semiconductors / G. Lucovsky // J. Vac. Sci. Technol. —1981. -V.19. № 3.- P. 456-462.

39. Ludeke R. The oxidation of the GaAs (110) surface / R. Ludeke // Solid State Commun. 1977. - V. 21. - P. 815-820.

40. Галицин Ю.Г. Исследование кинетики образования и состава оксида на сколотой поверхности GaAs <110> / Ю.Г. Галицин, И.П. Петренко, С.Н. Свиташева // Поверхность: Физ., хим., мех. 1987. №11. — С. 51-58.

41. Navratil К. The physical structure of the interface between single-crystal GaAs and its oxide films / K. Navratil, J. Ohlidal, F. Lukes // Thin Solid Films. -1979. V.56. №1,2. - P. 163-171.

42. GaAs oxidation and Ga-As-O equilibrium phase diagram / C.D. Thurmond, G.P. Schwartz, G.W. Kammlott et al. // J. Electrochem. Soc. 1980. - V.14. №4.-P. 921-923.

43. Wilsmen C.W. Initial oxidation and oxide/semiconductor interface formation on GaAs / C.W. Wilsmen, R.W. Ku, K.M. Gub // J. Vac. Sci. Technol. 1979. -V.16. № 5. - P. 1366-1371.

44. Wilsmen G.W. Oxide layers on III V compound semiconductors / G.W. Wilsmen // Thin Solid Films. - 1976. - V.30. № 1-3. - P. 105-117.

45. Примесное термооксидирование кремния и арсенида галлия. Дис. . докт. хим. наук. / И.Я. Миттова ; Москва. ИОНХ им. Н.С. Курнакова. 1988. -455 с.

46. Takagi Н. A new technique for growth of thermal oxide films on GaAs / H. Takagi, G. Kano, J. Teramoto // Surf. Sci. 1979. - V.86. - P. 264-271.

47. Миттова И.Я. Многоканальные реакции при хемостимулированном термическом* окислении полупроводников транзит, сопряжение, катализ / И.Я. Миттова // Вестник ВГУ. Воронеж. - 1999. №2. - С. 5-12.1 I

48. Миттова И.Я. Термическое окисление структур GaAs/In2S3 / И.Я. Миттова, В.В. Пухова // Изв. АН СССР. Сер. Неорган. Матер. 1986. - Т.22. № 6.-С. 885-888.

49. Термическое окисление структур GaAs/GeS2 в кислороде / И.Я. Миттова, В.В. Пухова, В.А. Терехов и др. //Изв. АН СССР. Сер. Неорган. Матер. -1988. —Т.24. № 10.-С. 1592-1594.

50. Окисление GaAs со слоем PbS на его поверхности / И. Я. Миттова, В. В. Пухова, В. Н. Семёнов и др. // Изв. АН СССР. Сер. Неорган. Матер. 1987. -Т.23.№5.-С. 717-720.

51. Миттова И.Я. Формирование диэлектрических слоев на GaAs в процессе термооксидирования структур GaAs/Sb2S3 / И.Я. Миттова, В.В. Пухова, Л.Э. Но-ниашвили // Электронная техника. Сер. 6. Материалы. — 1987. Вып. 2 С. 60-63.

52. Получение термическим окислением структур GaAs/Bi2S3 и свойства диэлектрических плёнок на GaAs / И.Я. Миттова, В.В. Пухова, И.Ф. Клементьева и др. // Изв. АН СССР. Сер. Неорган. Матер. 1988. - Т.24. № 9. - С. 1431-1434.

53. Миттова И.Я. Рост диэлектрических слоев при термическом отжиге структур GaAs/PbO в аргоне и кислороде / И.Я. Миттова, В.В. Свиридова, И.А. Колюкаева // Изв. АН СССР. Сер. Неорган. Матер. 1989. - Т.25. № 12. - С. 1954-1958.

54. Миттова И.Я. Термическое окисление структур GaAs/Sb204 в кислороде / И.Я. Миттова, Г.В. Борзакова, В.В. Свиридова // Изв. АН СССР. Сер. Неорган. Матер. 1989. - Т.25. № 8. - С. 1244-1248.

55. Термооксидирование структур GaAs/Bi203 в кислороде / И.Я. Миттова, В.В. Свиридова, В.Н. Семенов и др. // Изв. АН СССР. Сер. Неорган. Матер. 1990. - Т. 26. № 10. - С. 2013-2016.

56. Кинетика формирования оксидных слоев на GaAs в кислороде в присутствии GaCl3 / И.Я. Миттова, Н.И. Пономарёва, М.Н. Кузнецова // Журн. физ. химии. 1985. -Т.59. № 3. - С. 758-759.

57. Миттова И.Я. Физико-химические особенности термического окисления GaAs в кислороде в присутствии 1пС13 / И .Я. Миттова, Н.И. Пономарёва // Журн. физ. химии. 1985. - Т.59. № 9. - С. 2331-2333.

58. Особенности роста термических оксидных пленок на GaAs в присутствии РЬС12 / Миттова И.Я., Чавкина В.И., Семенов В.Н. и др. // Изв. АН СССР. Сер. Неорган. Матер. 1987. - Т.23. № 7. - С. 1212-1215.

59. Термическое окисление GaAs в. присутствии SbCl3 и BiCl3 / Миттова И.Я., Малыхина Т.С., Пономарёва Н.И. и др. // Изв. АН СССР. Сер. Неорган. Матер. 1986. - Т.22. № 6. - С. 893-896.

60. Оксидные диэлектрические слои на GaAs, выращенные в присутствии Bi203 / И.Я. Миттова, В.В. Васильева, В.А. Терехов и др. // Изв. АН СССР. Сер. Неорган. Матер. 1988. - Т.24. № 12. - С. 1941-1944.

61. Термооксидирование GaAs в кислороде в присутствиии Ge02 в газовой фазе / И.Я. Миттова, В.В. Свиридова, В.Н. Семёнов и др. // Изв. АН СССР. Сер. Неорган. Матер. 1990. - Т.26. № 1. - С. 14-17.

62. Закономерности формирофания оксидных слоёв термооксидированием GaAs при введении SnO вгазовую фазу / И.Я. Миттова, И.Я. Свиридова, C.B. Фетисова и др. // Изв. АН СССР. Сер. Неорган. Матер. 1991. - Т.27. № 4. - С. 675-679.

63. Получение диэлектрических плёнок на GaAs в присутствии Sb203 в газовой фазе / И.Я. Миттова, В.В. Васильева, В.Н. Семёнов и др. // Изв. АН СССР. Сер. Неорган. Матер. 1988. - Т.24. № 4. - С. 539-541.

64. Термическое окисление GaAs при введении РЬО в газовую фазу / И.Я. Миттова, В.В. Свиридова, В.Н. Семёнов и др. // Изв. АН СССР. Сер. Неорган. Матер. 1989. - Т.25. № 6. - С. 908-911.

65. Ускоренное формирование оксидных диэлектрических слоев на GaAs в присутствии V2O5 в газовой фазе / Миттова И.Я., Свиридова В.В., Семенов В.Н. и др. // Изв. АН СССР Сер. Неог. Матер. 1991. - Т.27. №5. - С. 127-131.

66. Aspnes D.E. Electric-Field Effects on Optical Absorption near Thresholds in Solids / D.E. Aspnes // Phys. ref. 1966. - V.147. - P.554.

67. Курносов А.И. Материалы для полупроводниковых приборов и интегральных схем: Учеб. пособие / А.И. Курносов М.: Высш. шк. 1975. - 310 с.

68. Угай Я.А. Введение в химию полупроводников: Учеб. пособие / Я.А. У гай М. : Высш. шк. 1975. - 302 с.

69. Blakmore J.S. Appl. Phys. 1982 - V.53 -Р.123.

70. Лазарев В.Б. Химические и физические свойства простых-оксидов металлов / В.Б. Лазарев, В.В. Соболев, И.С. Шаплыгин М. Наука.:1983. - 239 с.

71. Казенас Е.К. Испарение оксидов / Е.К. Казенас, Ю.В. Цветков — М.: Наука. 1997. 543 с.

72. Лидин P.A. Химические свойства неорганических веществ / P.A. Лидин, В.А. Молочко, Л.Л. Андреева М.: Химия. 1997. - 535 с.

73. Рабинович В.А. Краткий химический справочник / В.А. Рабинович, З.Я. Хавин М: Химия. 1978. - 392 с.

74. Кубашевский О. Термохимия в металлургии / О. Кубашевский, О. Эванс-ИЛ. 1954.-252 с.

75. Коновалов В.М. Диаграмма состояния оксида висмута (Ш) / В.М. Коновалов, В.И. Кулаков, А.К. Фидря // Журнал техн. физ. 1955. - Т.25. №11. - С. 1864.

76. Emons H.H. Massenspektrometrische Untersuchung der Gasphase über Alkalimetalliodiden / H.H. Emons, W. Horlbeck, D. Kiessling // Z. Anorg. Allg. Chem.- 1982.-V.488.-P. 212-218.

77. Аномалии физических свойств формы оксида висмута. / В.Г. Орлов,-A.A. Буш, С.А. Иванов и др. // Физика твердого тела. - 1997. — Т.39. - С. 865-870.

78. Kauffman A. Thermodynamik of Bi203 / A. Kauffman, E.D. Dilling // Econom. Geol. 1950 - V.45 - P. 222.

79. Роде T.B. Кислородные соединения хрома и хромовые катализаторы / Т.В. Роде М.: Изд. АН СССР. - 1962. - 256 с.

80. A. Simon, Т. Schidt. Zeit. Anorg. Chem. 1926. - P. 153, 191, 209.

81. О. Glemser, U. Hauschild, F. Trupel. Zeit. Anorg. Chem. 1953. -P. 113,277.83?. J. Dunoyer. Compt. Rend. 1939. - P. 208, 520.

82. R. Schwarts, I. Fankuchen, R. Ward. J. Amer. Chem. Soc. 1952. - P. 74.

83. L. Blank. Compt. Rend. 1925. - P.* 180, 289.

84. Торопов H.A. Диаграммы состояния силикатных систем Вып 5 / H.A. Торопов, В.П. Борзаковский Л.: Наука. 1969. - 823 с.

85. Диаграммы состояния систем тугоплавких оксидов. Справочник. Вып. 5, ч. 2. / под ред. Ф.Я. Галахова. Л.: Наука. 1986. - 353 с.

86. Громов В.К. Введение в эллипсометрию / В.К. Громов. — Л.: ЛГУ. 1986.- 189 с.

87. Урывский Ю.И. Эллипсометрия / Ю.И. Урывский. Воронеж: 1971.-131 с.

88. Кольцов С.И. Эллипсометрический метод исследования поверхности твердых веществ / С.И. Кольцов, В.К. Громов, P.P. Рачковский — Л.: Наука. 1983.-248 с.

89. Бублик В.Т. Методы исследования структуры полупроводников и металлов / В.Т. Бублик, А.Н. Дубровина — М.: Металлургия, 1978, — 271 с.

90. X-ray diffraction date cards, ASTM.

91. Михеев В.И. Рентгенометрический определитель минералов / В.И. Михеев М.: Госгеолиздат, 1957, - 868 с.

92. Миркин Л.И. Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов / Л.И. Миркин М.: Физматгиз, 1961, — 646 с.

93. Жарский И.М. Физические методы исследования в неорганической химии / И.М. Жарский, Г.И. Новиков М.: «Высшая школа». 1988. - 269 с.

94. Основы аналитической химии / под. ред. Ю.А. Золотова. Т.2. — М.: «Высшая школа». 1999. — С. 256-257.

95. Накамото К. ИК-спектры неорганических и координационных соединений / К. Накамото М.: Мир. 1966. — 411 с.

96. Гоулдстейн Дж. Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ: В 2-х книгах / Дж. Гоулдстейн, Д. Ньюбери Пер. с англ. — М.: Мир. 1984. 303с.

97. Исаев Р.Н. Масс-спектрометрия и ее применение / Р.Н. Исаев. Б.: Алтайс. гос. ун-т. 1990. - 74 с.

98. Пентин Ю.А. Физические методы исследования в химии / Ю.А. Пен-тин; JI. В. Вилков. М.: Мир: 2003. - 683 с.

99. Физические методы исследования неорганических веществ / Т.Г. Ба-личева и др.; под ред. А.Б. Никольского. М.: Academia. 2006. - 442 с.

100. Майзель А.Рентгеновские спектры и химическая связь / А. Майзель, Г. Леонхард, Р. Сарган пер. с нем. Е.А. Журановского. — Киев: Наукова думка. 1981.-420с.

101. Вагнер К. Термодинамика сплавов / К. Вагнер М.: Металлургия. 1957.- 180 с.

102. Миттова И.Я. Эффект кинетического сопряжения при хемостимули-рованном окислении фосфида индия под воздействием оксида свинца / И.Я. Миттова, В.Р. Пшестанчик, В.В. Сошников // Доклады РАН. 1997. - Т. 54. № 3. - С.343-345.

103. Нагиев Т.М. Химическое сопряжение / Т.М. Нагиев — М.: Высшая школа. 1989.-251 с.

104. Миттова И.Я. Термическое окисление арсенида галлия в кислороде / И.Я. Миттова, Н.И. Пономарёва // Физико-химия гетеоргенных систем. Воронеж: Изд-во ВГУ. 1984. - С. 26-32.

105. Механизм термооксидирования GaAs при введении Сг03 в газовую окисляющую среду / И.Я. Миттова, В.В. Пухова, O.A. Пиняева и др. // Микроэлектроника 2001. - Т.ЗО. №2. - С. 127-131.

106. Кнотько A.B. Химия твердого тела / A.B. Кнотько, И.А. Пресняков, Ю.Д. Третьяков М.: Академия. 2006. - 304 с.

107. Скороход В.В. Реологические основы теории спекания / В.В. Скороход-Киев: Наукова Думка. 1972. 151 с.

108. Гегузин Я.Е. Физика спекания 2-е изд. перераб. и доп. / Я.Е. Гегузин -М. Наука. 1984.-311 с.