Epitaxia a capas atómicas de semiconductores ii-vi por sublimación isotérmica a distancia cercana

Rev. Cub. Física vol. 23 No. 1 (2006) p. 3-11 ISSN: 0253-9268. Original paper

Revista Cubana de Física
Calle I No. 302 e/ 15 y 17 Vedado, La Habana. www.fisica.uh.cu/biblioteca/revcubfi/index.htm

Epitaxia a capas atómicas de semiconductores II-VI por sublimación isotérmica a distancia cercana
O. de Melo y E. M. Larramendi
Facultad de Física, Universidad de La Habana, omelo@fisica.uh.cuRecibido el 4/06/2006. Aprobado en versión final el 1/12/2006 Resumen. En este trabajo se reportan los resultados obtenidos en el crecimiento auto- regulado de semiconductores del tipo II-VI usando la sublimación a corta distancia. Lo que distingue el uso de este método es en primer lugar el hecho de que la sublimación ocurre a partir de fuentes elementales a las cuales se expone el substratoalternativamente y en segundo que todo el sistema se encuentra a la misma temperatura. Es esta última condición la que garantiza el mecanismo de autorregulación. En efecto, en condiciones isotérmicas, la fuerza motriz del crecimiento puede ser únicamente la diferencia de composición entre fuente y superficie de crecimiento. Una vez eliminada esta diferencia, el crecimiento se detiene. Con estemétodo se han obtenido capas de los compuestos ZnTe y, CdTe y de las aleaciones ZnxCd1-xTe. Se discuten en el trabajo la influencia de los diferentes parámetros en los mecanismos de regulación. Así mismo se analiza la influencia del uso de diferentes gases de transporte. Las capas obtenidas son epitaxiales como se concluye del análisis de los patrones de difracción de electrones y de Rayos X y tambiénde las imágenes de Microscopía Electrónica de Alta Resolución. La razón de crecimiento en término de monocapas por ciclo varía en dependencia de los tiempos de exposición a las fuentes elementales y de otros parámetros de crecimiento. Esta dependencia es discutida ampliamente en el trabajo. Abstract. In this work, the results on the self regulated growth of II- VI semiconductors using the ClosedSpace Sublimation technique are reported. The main features of the method are: i) the sublimation occurs by exposing the substrate to elemental sources alternately; ii) the whole system is at the same temperature. This last condition warrants the self regulation mechanism. In fact, in isothermal conditions, the driving force for the growth can only be due to the difference in composition between thesource and the growth surface. Once that difference is eliminated, the growth stops. With this method, films of ZnTe, CdTe compounds and ZnxCd1-xTe alloys have been obtained. The influence of different parameters in the regulation mechanism is discussed, as well as the use of different transport gases. Epitaxial films were obtained as can be concluded from x- Rays and electron diffractionpatterns as well as from high resolution electron microscopy images. The growth rate in terms of monolayers per cycle varies depending of the exposure times and other growth parameters. This dependence is discussed in this work. Palabras clave. Semiconductors 61.82.Fk, Adsorption 68.43.-h, Vapor Phase Epitaxy 81.15.Kk, Thin layers 28.45.Mp

1 Introducción
Uno de los regímenes adecuados para laobtención de materiales de dimensiones nanométricas es la autorregulación. Es característico de este régimen que en algún momento del proceso de formación de un cristal sólido,

el crecimiento del mismo cesa, aún cuando la superficie de crecimiento se mantenga en presencia del material fuente. De esta manera se puede obtener un control preciso de las dimensiones sin necesidad de mecanismos complicadosde control de flujos. Uno de los regímenes de autorregulación es el que se ha dado en llamar Epi3

taxia a Capas Atómicas (ECA). En este caso, una de las dimensiones del material crecido es controlada a partir de la autorregulación y se pueden crecer capas muy delgadas con un control muy preciso del espesor. Diversas técnicas de crecimiento de capas delgadas han sido usadas para obtener el...