Анализ морфологии поверхности буферных слоёв CdTe с помощью эллипсометрии и интерференционной профилометрии для создания методики контроля роста буферных слоёв

Швец В.А., Марин Д.В., Кузнецова Л.С., Азаров И.А., Якушев М.В., Рыхлицкий С.В.

Ссылка для цитирования:

Швец В.А., Марин Д.В., Кузнецова Л.С., Азаров И.А., Якушев М.В., Рыхлицкий С.В. Анализ морфологии поверхности буферных слоёв CdTe с помощью эллипсометрии и интерференционной профилометрии для создания методики контроля роста буферных слоёв // Оптический журнал. 2024. Т. 91. № 2. С. 50–58. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2024-91-02-50-58

Shvets V.A., Marin D.V., Kuznetsova L.S., Azarov I.A., Yakushev M.V., Rykhlitskii S.V. Surface morphology analysis of CdTe buffer layers using ellipsometry and interference profilometry to create a technique for monitoring the growth of buffer layers [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2024. Т. 91. № 2. С. 50–58. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2024-91-02-50-58

Ссылка на англоязычную версию:

Аннотация:

Предмет исследования. Альтернативная подложка для роста тройного соединения кадмий-ртуть-теллур, состоящая из кремния с нанесёнными на него слоями CdTe и ZnTe. Цель работы. Построение модели шероховатой поверхности плёнок CdTe для создания методики контроля качества растущих структур. Метод. В качестве методик измерения шероховатости необходимы неразрушающие методы, обладающие достаточным разрешением. Таким условиям удовлетворяют оптические методы исследований. В данный работе были использованы методы эллипсометрии и интерференционной профилометрии. Основные результаты. Исследована шероховатость плёнок CdTe методами эллипсометрии и интерференционной профилометрии. Показано, что эти два метода прекрасно дополняют друг друга и дают более полную картину профиля поверхности, чем каждый по отдельности. Построена двухмасштабная модель шероховатой поверхности буферных слоёв CdTe, которая представляет собой слабо волнистую поверхность с наложенным на неё мелкомасштабным рельефом. Показано, что на эллипсометрические измерения оказывает влияние именно мелкомасштабный рельеф. Это использовано для разработки методики контроля процесса эпитаксиального роста буферных слоёв. Практическая значимость. Полученные в работе результаты исследования шероховатости поверхности плёнок CdTe служат основой для разработки методов контроля параметров слоёв CdTe, пригодных для выращивания высококачественных фоточувствительных структур.

Ключевые слова:

эллипсометрия, интерференционная профилометрия, поверхностный рельеф, кадмий-ртуть-теллур, кадмий теллур, альтернативная подложка

Благодарность:

работа проводилась при финансовой поддержке гранта Министерства науки и высшего образования № 075-15-2020-797(13.1902.21.0024)

Коды OCIS: 120.2130, 120.3180, 180.3170

Список источников:

1. Mercury Cadmium Telluride. Growth, properties and applications / Ed. by Capper P., Garland J. Singapore: Wiley, 2011. 556 p.

2. Сидоров Ю.Г., Дворецкий С.А., Варавин В.С., Михайлов Н.Н., Якушев М.В., Сабинина И.В. Молекулярно-лучевая эпитаксия твердых растворов кадмий–ртуть–теллур на «альтернативных» подложках // ФТП. 2001. Т. 35. Вып. 9. С. 1092–1101.

3. Якушев М.В. Гетероэпитаксия ZnTe, CdTe и твердых растворов CdHgTe на подложках GaAs и Si // Дисс. докт. физ.-мат. наук. Новосибирск: Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения РАН, 2011. 251 с.

4. Garland J.W., Sivananthan S. Molecular-beam epitaxial growth of HgCdTe // Springer Handbook of Crystal Growth / Eds. Dhanaraj G., Byrappa K., Prasad V., Dudley M. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2010. 1069 p.

5. Свиташев К.К., Швец В.А., Мардежов А.С., Дворецкий С.А., Сидоров Ю.Г., Варавин В.С. Эллипсометрия in situ при выращивании твердых растворов кадмий-ртуть-теллур методом МЛЭ // ЖТФ. 1995. Т. 65. Вып. 9. С. 110–120.

6. Гужов В.И., Ильиных С.П. Компьютерная интерферометрия. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. 405 с.

7. Аззам Р., Башара Н. Эллипсометрия и поляризованный свет / Перевод с англ. под ред. А. В. Ржанова, К.К. Свиташева. М.: Мир, 1981. 583 с.

8. Bruggeman, D.A.G. Berechnung verschiedener physikalischer Konstanten von heterogenen Substanzen. I. Dielektrizitätskonstanten und Leitfähigkeiten der Mischkörper aus isotropen Substanzen // Annalen der Physik. 1935. V. 416 No 7 s. 636–664.

9. Антонов В.А., Пшеницин В.И. Отражение поляризованного света шероховатой поверхностью // Опт. и спектр. 1984. Т. 56. Вып. 1. С. 146–154.

10. Брагинский Л.С., Гилинский И.А., Свиташева С.Н. Отражение света шероховатой поверхностью: интерпретация эллипсометрических измерений // Докл. АН СССР. 1987. Т. 293. № 5. С. 1097–1101.