Современная электроника №2/2025

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ 8 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 2 / 2025 на поверхности подложки, получив- шая название «смачивающий слой» (Wetting Layer). Из-за несоответствия постоянных решёток арсенида галлия и индий-галлий арсенида на поверх- ности смачивающего слоя образуются дефекты кристаллической структуры. Далее плёнка наносимого вещества может нарастать, формируя последо- вательно мономолекулярные слои. Вместе с количеством слоёв нака- пливаются и напряжения, связанные с дефектами, заложенными в «смачи- вающем слое». При достижении неко- торой «критической толщины слоя», которая зависит от деформации и химического потенциала осаждённой пленки, напряжённые участки плён- ки разрушаются, и в этих местах обра- зуются «островки» осаждаемого мате- риала. Эти островки позднее стали назы- вать «самоорганизующиеся кванто- вые точки» (Self-Organized Quantum Dots). Непрерывное продолжение этого процесса приводит к тому, что остров- ки просто поглощаются следующим нарастающим мономолекулярным слоем. Однако было обнаружено, что если процесс прерывался при форми- ровании «зародышей КТ», то остров- ки сохранялись в виде обособленных кристаллических структур с размера- ми единиц до нескольких десятков нанометров. Эта схема описывает саму идею метода СК. На практике техноло- гия тех времен давала возможность получать только толстые плёнки, содержащие хаотически разбросан- ные по неравномерной поверхности островки самых разных форм и раз- меров. Только с развитием методов «моле- кулярно-пучковой эпитаксии МПЭ» и «молекулярно-лучевой эпитаксии» стало возможным использование технологии «Странски–Краштано- ва» для выращивания эффективных КРЭ-гетероструктур. Идея метода МПЭ заключается в том, что в специальном источнике целевое вещество полупро- водника испаряется до уровня моле- кул, которые затем осаждаются на кристаллическую решетку подложки. В процессе МПЭ молекулы или атомы материалов, необходимые для роста, подаются на подложку в виде моле- кулярных пучков. Это позволяет кон- тролировать состав и толщину слоёв с высокой точностью и выращивать гетероструктуры с моноатомно глад- кими границами, заданными профи- лем легирования. Необходимо отметить, что реализа- ция данной технологии требует чрез- вычайно сложных технических реше- ний, таких, например, как: ● сверхвысокий вакуум в рабочей ка- мере (около 10 −8 Па); ● процентное содержание целево- го полупроводника в напыляемом молекулярном потоке не менее 99,999999%; ● способность молекулярного источ- ника испарять тугоплавкие веще- ства с возможностью регулировки плотности потока вещества; ● прецизионный контроль скоро- сти роста молекулярной плёнки (±0,2 нм/с). Современный вариант установ- ки для синтеза полупроводниковых соединений типа A3B5 методом МПЭ показан на рис. 4. В тех случаях, когда речь идёт о послойном напылении молекулярно- го слоя полупроводника на подлож- ку, достаточно часто используются в качестве взаимозаменяемых два тер- мина: «молекулярно-пучковая эпитак- сия МПЭ» и «молекулярно-лучевая эпитаксия МЛЭ». Однако эти техно- логические варианты могут иметь некоторые нюансы в определённых приложениях. В некоторых источниках МЛЭ рас- сматривается как более широкий тер- мин, включающий различные техни- ки и подходы к эпитаксии, тогда как МПЭ может быть более специфичным методом внутри этого диапазона. Технология молекулярно-лучевой эпитаксии, так же как и МПЭ, отно- сится к процессу, использующему взаимодействие молекулярных пуч- ков наносимого вещества с подлож- кой. Однако в технологии МЛЭ подраз- умевается использование различных источников для испарения материа- лов, включая твёрдые и газовые источ- ники. Появление доступных методов МЛЭ и МПЭ в совокупности с модернизи- рованными методиками «SK growth» стимулировало разработки КРЭ- гетероструктур во всём мире. Первые попытки роста микрокри- сталлов группы A 3 B 5 с использованием этих технологий были начаты в сере- дине 1980-х. Так, в 1985 году в работе [13] были описаны мономолекуляр- ные слои InAs, которые выращива- лись на подложках GaAs. Французские физики из группы CNET показали, что Рис. 4. Современный вариант установки для синтеза полупроводниковых соединений типа A3B5 методом молекулярно- пучковой эпитаксии [12]