Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование переходных процессов эффузионных ячеек в установке молекулярно-лучевой эпитаксии

ФИО: Попова Л.А.

Направление: Нанотехнологии

Научный руководитель: к.ф.-м.н., доц. Диденко С.И.

Институт: Институт новых материалов и нанотехнологий

Кафедра: Кафедра Полупроводниковой электроники и физики полупроводников

Академическая группа: ППЭ-11-2

Молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ) – один из основных технологических методов выращивания монокристаллических полупроводниковых пленок. Основной частью установки МЛЭ является молекулярный источник (эффузионная ячейка). Характерной особенностью таких ячеек являются тепловые переходные процессы, возникающие при открытии заслонок, которые не позволяют выращивать тонкие слои с высокой точностью по толщине, так как молекулярный поток не постоянен.

Рис. 1. Зависимость эквивалентного давления пара в потоке алюминия от времени открытия заслонки

Такие процессы приводят к изменениям скорости роста во времени. При закрытой заслонке часть излучаемого тепла отражается от нее и возвращается обратно в источник. Если открыть заслонку, то температура в источнике падает, что приводит к уменьшению потока вещества из него. Этот переходной процесс зависит от типа заслонки и ее местонахождения, устройства нагревательного элемента и расположения термопары контроллера. Например, времена роста слоев активной области резонансно-туннельного диода составляют порядка 20 с, то есть выращивание каждого слоя проходит в условиях переходных процессов.

В данной работе были исследованы переходные процессы эффузионных ячеек Ga и Al на установке МЛЭ «ЦНА-25» в лаборатории МПЭ Физического Института им. Лебедева РАН. На рисунке 1 видно, что время переходного процесса источника алюминия составляет 60 с. Была поставлена задача, определить ошибку, которая возникает при выращивании слоев в условиях нестационарного молекулярного потока.