2.4 ПОДГОТОВКА ПОДЛОЖКИ

Выращивание высококачественных эпитаксиальных слоев методом МЛЭ требует тщательности в подготовке подложек, поскольку, как правило, не используется очистка поверхности в самой камере роста, за исключением удаления окисных слоев[5].

Создание пленки можно проводить на подложках различной структуры, ориентации и химического состава. При выборе материалов первоочередное внимание уделяется постоянной решеток. Источником деформации так же является коэффициент температурного расширения, поскольку пленки выращиваются при больших температурах. При охлаждении до комнатной температуры могут возникнуть различные дислокации и дефекты. Так же, плотноупакованные плоскости имеют низкую поверхностную энергию, что способствует десорбции атомов с поверхности, замедляя темпы роста осаждаемых материалов[6].

Для эпитаксиального роста нужна атомарно высокая чистота исходной подложки, так как атомы примеси из атмосферы или другого источника легко соединяются с подложкой и либо создают дефекты кристаллической структуры, либо ухудшают оптические и электрические свойства растущего эпитаксиального слоя. Для контроля чистоты подложки применяется электронная оже-спектроскопия. Сейчас производители подложек поставляют чистые подложки, готовые к эпитаксиальному росту и защищенные слоем окисла, выращенного в тщательно контролируемой окислительной атмосфере. Этот защитный окисный слой удаляется с подложки внутри рабочего объема перед самым началом процесса МЛЭ.

Подложка разрезается на части нужного размера, которые прикрепляются индиевыми прокладками к молибденовым блокам. Закрепленные подложки помещаются в загрузочный шлюз установки МЛЭ и нагреваются несколько часов для их обезгаживания перед их перемещением далее в буферный объем установки. Здесь они опять обезгаживаются нагревом при 450^o С перед тем как оказаться в рабочем объеме, где будет происходить эпитаксиальный рост.

Когда подложка только загружена в рабочий объем и повернута навстречу источникам, экран ДБЭ показывает туманное размытие вместо дифракционной картины, что говорит об аморфном состоянии защитного окисла на поверхности подложки. Для удаления этого оксидного слоя подложки нагреваются в условиях избыточного давления As до тех пор, пока на экране ДБЭ не появится дифракционная картина монокристаллической подложки. Температура подложки контролируется термопарой, прижимаемой пружиной к молибденовому основанию подложки.

Температура, при которой подложка становится чистой, зависит от вида окисного слоя, от скорости роста температуры и отличается для соседних подложек примерно на 20^o С, а иногда испытывает отклонения на 40^o С от типичного значения 600^o С. Эти отклонения вызваны не различием прижимов термопар к подложкодержателям, а природой удаляемого сорбированного слоя. Кроме термопары для контроля температуры подложки применяется также оптический пирометр, направляемый на поверхность подложки через противоположное окно. После появления кристаллической дифракционной картины на экране ДБЭ, говорящей об удалении окисного слоя, подложка нагревается еще на 50^o С и выдерживается около 10 минут для удаления остатков окисла[2].