Влияние скорости роста на состав слоев в подрешетке пятой группы при МЛЭ твердых растворов InAsSb

Abstract

Твёрдые растворы InAsxSb1-x являются перспективными полупроводниковыми материалами для создания быстродействующих электронных и оптоэлектронных приборов, работающих в инфракрасной области спектра. Выращивание таких твердых растворов с заданным составом является сложной научно-технологической задачей. Это обусловлено тем, что состав InAsxSb1-x в подрешётке пятой группы является сложной функцией условий роста, таких как температура роста (Ts), величины и соотношения потоков атомов индия (JIII), молекул мышьяка (JAs) и сурьмы (JSb) [1]. Целью данной работы было экспериментальное исследование влияния скорости роста (как самостоятельного параметра) на состав твёрдых растворов InAsxSb1-x при молекулярно-лучевой эпитаксии. Для этого необходимо в процессе роста образцов фиксировались как соотношение потоков V группы – JSb/JAs, так и соотношение полных потоков III и V групп – (JSb+JAs)/JIII. На подложках GaAs(100) была выращена серия из четырех образцов InAsxSb1-x с использованием потоков молекул As2 и Sb4 при Ts = 380°С. Скорость роста (Vg) варьировалась в диапазоне от 0.25 до 2 монослоев в секунду. Выращенные образцы были исследованы методом высокоразрешающей рентгеновской дифрактометрии. Полученная зависимость состава x твёрдого раствора InAsxSb1-x от Vg приведена на рисунке. Согласно приведенным данным, скорость роста выступает самостоятельным параметром процесса эпитаксии, определяющим состав твёрдых растворов с замещением по пятой группе. В работах [1, 2] сообщается о факте влияния скорости роста на состав твердых растворов A IIIAsSb. Но важно отметить, что фиксируя значение JSb/JAs, авторы не поддерживали постоянным соотношение (JSb+JAs)/JIII при варьировании Vg. При таком подходе не учитывается влияние соотношения (JSb+JAs)/JIII на состав адсорбционных слоев на поверхности роста. Поэтому, по результатам этих работ нельзя прийти к заключению о роли скорости роста, как самостоятельного параметра процессов формирования состава твердых растворов. В представленной работе обсуждаются механизмы влияния Vg на состав твёрдых растворов InAsxSb1- x , выращенных методом МЛЭ.