Механизм формирования слоев

Процесс эпитаксии можно разделить на следующие этапы: доставка атомов или молекул вещества слоя на поверхность пластины или подложки и миграция их по поверхности, начало группирования частиц вещества слоя около поверхностных центров кристаллизации, образова-ние зародышей слоя, рост отдельных зародышей до их слиянии и образование сплошного слоя.

Вещество материала слоя может доставляться к пластине или подложке непосредственно из источника, без химических (реакций) изменений или в результате химических реакций, происходящих либо вблизи от поверхности, либо на самой поверхности.

Доставленный атом перемещается по поверхности пластины или подложки до тех пор, пока не закрепится на ней или снова не вернется в окружающую среду.

Если атом, перемещаясь по поверхности, встретит центр кристаллизации – энергетически выгодное место, соответствующее абсолютному минимуму свободной энергии системы атом – подложка, он положит начало росту устойчивого эпитаксиального зародыша.

Если закрепление атома произойдет в месте, не соответствующем абсолютному минимуму свободной энергии, то тогда начнется рост неустойчивого разориентированного зародыша.

Рис.15. Развитие ступеньки в процессе эпитаксиального роста

Основными исходными центрами кристаллизации считаются всегда имеющиеся на поверхности монокристалла моно- и многоатомные ступени, и изломы на них, а также винтовые дислокации. При встрече с центром кристаллизации атом оказывается связанным, как минимум, с двумя атомами.

По мере поступления на поверхность новых порций вещества начинается объединение атомов в двух- или трехмерные зародыши, размер которых постепенно увеличиваются.

По мере роста зародышей происходит их слияние, и образуется сплошной эпитаксиальный слой.

Поиск по сайту: