Cтраница 2
Особое внимание должно быть уделено механизму образования дефектов решетки и появлению псевдоморфного роста. Информация, полученная из таких исследований, должна привести к более ясному пониманию процессов, протекающих при росте монокристаллических пленок. [16]
Фэлби и Нильсон 28j считают, что этот новый метод открывает большие возможности с точки зрения его использования в процессах роста монокристаллических пленок на аморфных подложках. Метод основан на образовании чрезвычайно тонкого слоя сплава на поверхности подложки, чем он отличается от процесса кристаллизации типа пар - жидкость - твердое тело, описанного выше. В этом процессе осажденный материал диффундирует через слой сплава к поверхности подложки, в то время как в процессе кристаллизации через ультратонкий слой сплава последний являлся слишком тонким для того, чтобы диффузионный фактор был существенным и его функция сводилась к изменению энергий процессов зарождения и роста. [17]
В критическом обзоре ГЬшли показано, что явление псевдоморфизма не имеет точного экспериментального подтверждения, так как многие исследователи представили доказательства против него. Недавно Джонс [70] при работе на эмиссионном микроскопе показал, что несколько первых атомных слоев меди, осажденной на вольфраме в высоком вакууме, являются псевдоморфными Шиллер и Фарнсворт [71] при исследовании с помощью метода дифракции электронов малой энергии такого слоя не обнаружили. Совсем недавно Джессер в Мэтьюз [72 - 75] провели изучение роста монокристаллических пленок железа и кобальта на поверхностях ( 100) меди, хрома на поверхностях ( 001) никеля при комнатных и повышенных температурах в высоком вакууме. Они подтвердили псевдоморфный рост железа, кобальта и хрома. Подробности исследований псевдоморфного роста приведены в разд. Хотя по исследованию явления псевдоморфизма работ и немного, однако существует достаточно доказательств того, что материал пленки становится напряженным, так что параметры ее решетки не точно соответствуют параметрам решетки соответствующего ненапряженного монокристалла. Измерения параметров решетки, проведенные Ньюманом и Пэшли [76], для меди, осажденной в вакууме, и химически выраженных пленок AgBr на подложках ( 111) серебра показали, что параметры решетки пленок и AgBr были на 0 75 и 0 50 % меньше, чем параметры соответствующего монокристалла. Эти результаты показывают, что напряжения изменяли параметры решетки пленки, приближая их к параметрам подложки. [18]
Высокая скорость осаждения была использована для получения высокой плотности частиц и значительно ранней коалесценции, которая, по утверждению Мэтьюза, является необходимой для образования монокристаллической пленки. Проведение осаждения сразу после скола предохраняет поверхность от загрязнений остаточными газами. Бауер и др. 1100 ] указывали на то, что ни высокая плотность зародышей, ни загрязнения из окружающей среды, ни остаточные газы не являются необходимыми для роста монокристаллической пленки. Было показано, что хотя чистые монокристаллические пленки Аи ( осажденные на NaCI, KC1 и KJ, очищенные в высоком вакууме) в объеме могут быть действительно без примесей, однако поверхность их не является чистой. Исследования, проведенные с помощью метода электронной дифракции, показали наличие и развитие сверхструктуры, которая ассоциировалась с наличием примесей в золоте. Это указывает на то, что рост моно-кристаллнческой пленки зависит не только от свойств поверхности и давления остаточного газа, но также и ог взаимодействия на-поверхности раздела между пленкой и подложкой, что было установлено при проведении работ по электронной диффузии с низкими энергиями. [19]
Рост монокристаллических пленок вообще связан со структурными лсфекгами, такими как дислокации, двойникова-ние и дефекты упаковки. Непосредственное наблюдение дает подробную информацию о природе и источниках таких дефектов. Эти сведения могут быть более подробными, если этот метод исследования совмещают с наблюдением муаровых картин, образовавшихся между пленкой и подложкой. В таких условиях адсорбция остаточных газов на подложке или на растущей пленке может оказывать основное влияние на характер зародышеобразования и рост тонких пленок. Следовательно, процесс жидкообразного срастания может быть подвержен влиянию остаточных газов, определяющих в значительной степени, окончательную структуру пленки. Это обусловливает необходимость электронно-микроскопических исследований в процессе роста пленок в условиях более высокого вакуума. Попа [252] и Вэлдре и др. [256] предложили видоизмененные камеры для образцов, в которых можно проводить осаждение в условиях сверхвысокого вакуума; о результатах их применения для изучения зародышеобразования и роста монокристаллических пленок не сообщалось. [20]
После кристаллизации в присутствии активатора-серебра пленка состояла из больших кристаллов размером до 1 мкм; эти кристаллы обычно имели много малоугловых границ. Распределенный равномерно по поверхности активатор удаляли промыванием пленки в растворе KCN. Процесс рекристаллизации заключается в образовании зародышей с последующим их разрастанием вдоль всей пленки. Зародышеобразование имеет место вдоль края пленки или на границе раздела вкраплений серебра. Зулинг и Зенковиц [ 222J получали монокристаллические пленки CdS на стеклянных подложках в интервале температур 25 - 300 С, применяя метод конденсации молекулярного пучка. Электронно - и рентгенографические исследования этих пленок свидетельствуют о высокой степени ориентации структуры пленок CdS гексагональной модификации. В процессе роста слоев на монокристаллических подложках проявляются полиморфные структуры, присущие этим соединениям. Подробнее эти вопросы рассмотрены в разд. Другим интересным полупроводниковым соединением является In Sb. Хотя пленки InSb получали многими методами, росту монокристаллических пленок этого соединения посвящено весьма ограниченное число работ. Кан [181] детально изучил рост пленок InSb в процессе катодного распыления. Подробнее эти исследования освещены в разд. [21]