RU2011973C1 - Method and device for measuring growth of semiconductor films - Google Patents

Method and device for measuring growth of semiconductor films Download PDF

Info

Publication number
RU2011973C1
RU2011973C1 SU4912130A RU2011973C1 RU 2011973 C1 RU2011973 C1 RU 2011973C1 SU 4912130 A SU4912130 A SU 4912130A RU 2011973 C1 RU2011973 C1 RU 2011973C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
substrate
electron beam
growth
growth rate
period
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.И. Кадушкин
С.И. Фомичев
Original Assignee
Научно-исследовательский технологический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский технологический институт filed Critical Научно-исследовательский технологический институт
Priority to SU4912130 priority Critical patent/RU2011973C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2011973C1 publication Critical patent/RU2011973C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

FIELD: semiconductor engineering. SUBSTANCE: generator 9 produces pulses synchronously with rotation of substrate holder 4. These pulse unlock fast-moving electron gun 5 which produces pulses with the period being equal to period of rotation of the substrate. Diffracted electron beam is recorded by detector 6. Filter 10 extracts low-frequency component which carries information of changes in intensity of diffracted electron beam from the signal recorded by detector 6. Rate of growth of semiconductor film is judged from the diffracted electron beam. EFFECT: improved precision. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технологии выращивания тонких пленок и может быть использовано в молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) для контроля скорости роста полупроводниковых пленок. The invention relates to a technology for growing thin films and can be used in molecular beam epitaxy (MBE) to control the growth rate of semiconductor films.

Одной из ведущих тенденций современного этапа развития физики и техники полупроводников является все более широкое исследование и применение полупроводниковых пленочных структур со сверхтонкими составляющими слоями, изготавливаемыми методом МЛЭ, например, гетероструктуры, сверхрешетки. Дальнейший прогресс в технологии МЛЭ обусловлен возможностями воспроизводимого выращивания однородных по свойствам и толщине сверхтонких полупроводниковых слоев на подложках максимальной площади. One of the leading trends in the modern stage of the development of physics and technology of semiconductors is an ever-wider study and application of semiconductor film structures with ultrathin constituent layers produced by MBE, for example, heterostructures and superlattices. Further progress in MBE technology is due to the possibilities of reproducible growing homogeneous in properties and thickness of ultrathin semiconductor layers on substrates of maximum area.

Для воспроизводимого выращивания должен быть обеспечен оперативный контроль скорости роста пленки по всей площади подложки на уровне ≈1 монослой/с. Однородность свойств и толщины выращиваемых слоев по площади подложки обеспечивает проведением процесса МЛЭ на вращающейся подложке. For reproducible growth, operational control of the film growth rate over the entire substrate area should be ensured at the level of ≈1 monolayer / s. The uniformity of the properties and thickness of the grown layers over the area of the substrate provides the MBE process on a rotating substrate.

Известен способ измерения скорости роста полупроводниковых эпитаксиальных пленок, заключающийся в облучении поверхности роста пленки высокоинтенсивным пучком света с энергией квантов вблизи порога фотоэмиссии и измерении периода осцилляций тока фотоэмиссии с освещенной поверхности эпитаксии [1] . There is a method of measuring the growth rate of semiconductor epitaxial films, which consists in irradiating the film growth surface with a high-intensity light beam with quantum energy near the photoemission threshold and measuring the period of oscillations of the photoemission current from the illuminated epitaxy surface [1].

Один период осцилляций тока фотоэмиссии соответствует наращиванию на поверхности полупроводника одного монослоя атомов. Если длительность одного периода осцилляций Т с, то скорость роста Vр = 1/Т монослой/с. Данный способ позволяет измерять скорость роста МЛЭ на неподвижной подложке или в центре вращающейся подложки.One period of photoemission current oscillations corresponds to the growth of one monolayer of atoms on the surface of a semiconductor. If the duration of one oscillation period is T s, then the growth rate is V p = 1 / T monolayer / s. This method allows you to measure the growth rate of MBE on a fixed substrate or in the center of a rotating substrate.

Недостатками описанного способа являются трудности измерения распределения скорости роста по поверхности неподвижной подложки, связанные с необходимостью получения острофокусированного, высокоинтенсивного коротковолнового оптического луча, перемещаемого по поверхности подложки. В случае вращающейся подложки измерения проводятся в центре подложки из-за мешающего сигнала, обусловленного вращением подложки. The disadvantages of the described method are the difficulties of measuring the distribution of the growth rate over the surface of a fixed substrate, associated with the need to obtain a highly focused, high-intensity short-wavelength optical beam moving along the surface of the substrate. In the case of a rotating substrate, measurements are made in the center of the substrate due to an interfering signal due to the rotation of the substrate.

Также отрицательное влияние на процесс эпитаксии вызывает фотостимулированная адсорбция примесей из атмосферы остаточных газов вакуумной камеры установки МЛЭ. Also, the photostimulated adsorption of impurities from the atmosphere of the residual gases of the vacuum chamber of the MBE installation causes a negative effect on the epitaxy process.

Наиболее близким к изобретению является способ измерения скорости роста полупроводниковых пленок, заключающийся в облучении поверхности роста пучком быстрых электронов, детектировании отраженного от поверхности роста дифрагирован- ного электронного пучка и измерении периода колебаний электрического сигнала, полученного в результате детектирования [2] . Closest to the invention is a method for measuring the growth rate of semiconductor films, which consists in irradiating the growth surface with a fast electron beam, detecting a diffracted electron beam reflected from the growth surface, and measuring the oscillation period of the electrical signal obtained by detection [2].

Устройство для осуществления известного способа представляет собой вакуумную камеру с молекулярными источниками, заслонками и подложкодержателем с подложкой, в которой установлены пушка быстрых электронов, подключенная к блоку управления, и детектор отраженного электронного луча (например, флюоресцентный экран и фотоприемник), причем пушка и детектор размещены относительно подложки так, что электронный луч падает на поверхность роста под скользящим углом и обеспечивает выполнение условий Вульфа-Брэггов, а отраженный дифрагированный пучок электронов попадает на вход детектора (изображение одного из рефлексов картины дифракции быстрых электронов (ДБЭ) на флюоресцентном экране преобразуется фотоприемником в электрический сигнал, пропорциональный интенсивности отраженного электронного луча). Выход детектора соединен с входом блока регистрации [2] . A device for implementing the known method is a vacuum chamber with molecular sources, shutters and a substrate holder with a substrate, in which a fast electron gun is connected to the control unit, and a reflected electron beam detector (for example, a fluorescence screen and a photodetector), the gun and detector being placed relative to the substrate so that the electron beam falls on the growth surface at a sliding angle and ensures the fulfillment of the Wulf-Bragg conditions, and the reflected diffracted electron beam hits the detector input (the image of one of the diffraction patterns reflexes fast electrons (RHEED) on the fluorescent screen, the photodetector is converted into an electric signal proportional to the intensity of the reflected electron beam). The detector output is connected to the input of the registration unit [2].

Во время эпитаксии интенсивность отраженного электронного луча и, следовательно, сигнал на выходе детектора осцил- лируют с периодом Т, равным времени наращивания одного монослоя атомов полупроводника. Скорость роста определяется так же, как и в первом способе измерения, с помощью блока регистрации (в качестве которого может быть использован самописец, цифровой осциллограф или вычислительное устройство). During epitaxy, the intensity of the reflected electron beam and, therefore, the signal at the output of the detector oscillate with a period T equal to the build-up time of one monolayer of semiconductor atoms. The growth rate is determined in the same way as in the first measurement method, using the registration unit (which can be used as a recorder, digital oscilloscope or computing device).

Недостатками известных способа и устройства являются ограничение области применения, обусловленное невозможностью измерения скорости роста по поверхности вращающейся подложки (так как при вращении подложки облучению пучком быстрых электронов подвергаются все время разные участки растущей пленки), и загрязнение выращиваемой пленки, связанное с неконтролируемым внедрением примесей (кислород и углерод) в месте облучения из атмосферы остаточных газов вакуумной камеры установки МЛЭ,
Цель изобретения - расширение области применения способа за счет обеспечения измерения скорости роста на вращающейся подложке и повышение качества выращиваемых структур за счет уменьшения неконтролируемого внедрения примесей в растущие слои в процессе измерений.
The disadvantages of the known method and device are the limitation of the scope, due to the inability to measure the growth rate on the surface of a rotating substrate (since during rotation of the substrate, different parts of the growing film are exposed to irradiation with a beam of fast electrons), and contamination of the grown film due to uncontrolled introduction of impurities (oxygen and carbon) in the place of exposure from the atmosphere of the residual gases of the vacuum chamber of the MBE installation,
The purpose of the invention is the expansion of the scope of the method by providing measurement of the growth rate on a rotating substrate and improving the quality of the grown structures by reducing the uncontrolled introduction of impurities into the growing layers during the measurement process.

Это достигается тем, что в способе измерения скорости роста полупроводниковых пленок, заключающемся в облучении поверхности роста пленки пучком быстрых электронов, детектировании отраженного от поверхности роста дифрагированного электронного пучка, измерении периода колебаний электрического сигнала, полученного в результате детектирования и определении по измеренному периоду скорости роста пленки, облучение поверхности роста пленки производят импульсно с периодом, равным периоду вращения подложки, в моменты времени, соответствующие попаданию пучка быстрых электронов на контролируемый участок поверхности роста вращающейся подложки, а электрический сигнал ограничивают по ширине частотного спектра диапазоном ΔF = 0 - Fb, причем длительность импульсов облучения tu и граничную частоту Fb выбирают из условий:
tu

Figure 00000002
;
Fb = Vр макс , где d - ширина отраженного от поверхности роста электронного пучка в плоскости детектирования;
l - расстояние от центра подложки до плоскости детектирования;
Vр макс - максимальная скорость роста пленки.This is achieved by the fact that in the method for measuring the growth rate of semiconductor films, which consists in irradiating the film growth surface with a fast electron beam, detecting a diffracted electron beam reflected from the growth surface, measuring the oscillation period of the electric signal obtained by detection and determining the film growth rate from the measured period , irradiation of the film growth surface is performed in a pulsed fashion with a period equal to the period of rotation of the substrate, at times corresponding to s rapid penetration of the electron beam on the surface of the rotating portion controlled growth substrate, and the electrical signal is limited by the width of the frequency spectrum band ΔF = 0 - F b, wherein irradiating the pulse duration t u and the cutoff frequency F b is selected from the conditions:
t u
Figure 00000002
;
F b = V p max , where d is the width of the reflected electron beam reflected from the growth surface in the detection plane;
l is the distance from the center of the substrate to the detection plane;
V p max - maximum film growth rate.

Устройство для реализации способа, содержащее вакуумную камеру с размещенными в ней молекулярными источниками, снабженными заслонками, подложкодержателем с подложкой, пушкой быстрых электронов, подключенной к блоку управления, и детектором отраженного дифрагированного электронного пучка, подключенным к блоку регистрации, снабжено импульсным генератором, вход которого подключен к синхронизатору, связанному с подложкодержателем, а выход - к пушке быстрых электронов, и фильтром нижних частот, входом подключенным к выходу детектора, а выходом соединенным с входом блока регистрации. A device for implementing the method, comprising a vacuum chamber with molecular sources located in it, provided with gates, a substrate holder with a substrate, a fast electron gun connected to the control unit, and a reflected diffracted electron beam detector connected to the registration unit, equipped with a pulse generator, the input of which is connected to the synchronizer connected to the substrate holder, and the output to the fast electron gun, and a low-pass filter, the input connected to the detector output, and you connected to the input of the registration unit.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - зависимость от времени интенсивности Ie отраженного дифрагированного пучка; на фиг. 3 - изменение во времени напряжения сигнала Uс после фильтрации.In FIG. 1 shows a functional diagram of the proposed device; in FIG. 2 - time dependence of the intensity I e of the reflected diffracted beam; in FIG. 3 - change in time of the voltage of the signal U with after filtering.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Поверхность роста в заданном месте вращающейся подложки облучается пучком быстрых электронов в дискретные моменты времени, соответствующие выполнению условий Вульфа-Брэггов. Временная зависимость интенсивности Ie отраженного дифрагированного электронного пучка и соответствующего ему электрического сигнала после детектирования представляет в этом случае последовательность импульсов, низкочастотная составляющая спектра которых несет информацию о скорости роста аналогично случаю непрерывного облучения поверхности роста.The growth surface at a given location of the rotating substrate is irradiated by a beam of fast electrons at discrete time instants corresponding to the fulfillment of the Wulff-Bragg conditions. The time dependence of the intensity I e of the reflected diffracted electron beam and the corresponding electric signal after detection in this case is a sequence of pulses whose low-frequency component of the spectrum carries information about the growth rate similarly to the case of continuous irradiation of the growth surface.

Полученный в результате детектирования электрический сигнал в дискретной форме ограничивают по ширине частотного спектра, в результате чего он преобразуется в континуальную форму и аналогичен электрическому сигналу Uс при непрерывном облучении поверхности роста.The resulting electrical signal in discrete form is limited by the width of the frequency spectrum, as a result of which it is converted to a continuous shape and is similar to the electrical signal U c with continuous irradiation of the growth surface.

Скорость роста определяют по формуле:
Vp=

Figure 00000003
Figure 00000004
, где Т - период колебаний континуального электрического сигнала, измеренный после фильтрации.The growth rate is determined by the formula:
V p =
Figure 00000003
Figure 00000004
where T is the oscillation period of the continuum electric signal, measured after filtering.

Частота импульсов облучения определяется на основании теоремы Котельникова (4), определяющей условие точного восстановления континуального сигнала, представленного его отсчета в дискретные моменты времени. В частности, для точного восстановления синусоидального сигнала с периодом Т отсчеты должны браться не реже, чем 2 раза за период колебаний. Следовательно, при максимальной скорости Vр макс частота отсчетов и, следовательно, частота f импульсов облучения должны удовлетворять условию
f

Figure 00000005
≥ 2Vp макс
Figure 00000006
(1)
Величина Vр макс имеет физические ограничения, вытекающие из принципа МЛЭ, и определяется особенностями конструкции конкретной установки МЛЭ - диаметром подложки и расстоянием ее от молекулярных источников. Величина Vр. макс обычно не более ~ 1
Figure 00000007
.The frequency of the irradiation pulses is determined on the basis of Kotelnikov's theorem (4), which determines the condition for the exact restoration of the continuum signal represented by its reference at discrete time instants. In particular, for accurate restoration of a sinusoidal signal with a period T, samples should be taken at least 2 times per oscillation period. Therefore, at the maximum speed V p max, the sampling frequency and, therefore, the frequency f of the irradiation pulses must satisfy the condition
f
Figure 00000005
≥ 2V p max
Figure 00000006
(1)
The value of V p max has physical limitations arising from the MBE principle, and is determined by the design features of a particular MBE installation — the diameter of the substrate and its distance from molecular sources. The value of V p. max usually not more than ~ 1
Figure 00000007
.

При этом во время вращения подложки для любой точки подложки условия дифракции могут быть выполнены по крайней мере один раз за оборот подложки, поэтому частота вращения подложки fвр, должна быть равна частоте следования импульсов облучения, т. е. fвр. = f.Moreover, during rotation of the substrate for any point of the substrate, the diffraction conditions can be satisfied at least once per revolution of the substrate, therefore, the rotation frequency of the substrate f BP should be equal to the pulse repetition rate, i.e. f BP. = f.

Длительность tu импульсов облучения задается временем, за которое при вращении подложки отраженный дифрагированный пучок пересечет приемную площадку детектора электронов, и которое определяется, исходя из угловой скорости вращения подложки ω= 2nfвр, расстояния l от центра подложки до приемной площадки детектора, ширины d отраженного электронного луча на плоскости детектирования (ширину приемной площадки детектора в азимутальной плоскости полагаем равной ширине отраженного электронного луча), иначе говоря, длительность tu импульсов определяется как время, за которое при вращении подложки с угловой скоростью ω= 2π fвр конец отраженного электронного луча на приемной площадке детектора проделает путь по дуге радиуса l, равный удвоенной ширине отраженного электронного луча (удвоенной ширине рефлекса на картине ДБЭ); tu=

Figure 00000008
или tu
Figure 00000009
. (2) Нижний предел длительности импульсов облучения tu ограничивается чувствительностью и быстродействием детектора электронов.The duration t u pulse irradiation is set the time at which during rotation of the substrate the reflected diffracted beam intersects the receiving area electron detector, and which is determined from the corner of the substrate rotational velocity ω = 2nf vr, the distance l from the center of the substrate to the detector receiving pad, the width d of the reflected electron beam in the detection plane (the width of the detector receiving area in the azimuthal plane is assumed to be equal to the width of the reflected electron beam), in other words, the duration t u of pulses it is set as the time during which, when the substrate rotates with an angular velocity ω = 2π f bp, the end of the reflected electron beam at the detector receiving area travels along an arc of radius l equal to twice the width of the reflected electron beam (double the width of the reflection in the RHEED pattern); t u =
Figure 00000008
or t u
Figure 00000009
. (2) The lower limit of the duration of the irradiation pulses t u is limited by the sensitivity and speed of the electron detector.

Устройство для осуществления способа (фиг. 1) содержит вакуумную камеру 1 с размещенными в ней молекулярными источниками 2, заслонками 3, подложкодержателем 4 с подложкой, пушкой 5 быстрых электронов и детектором 6 отраженного дифрагированного пучка. К пушке быстрых электронов подключен блок 7 управления, к подложкодержателю - вход синхронизатора 8, выход которого соединен с входом импульсного генератора 9, выход которого соединен с управляющим электродом пушки 5. К выходу детектора 6 подключены последовательно соединенные фильтр 10 нижних частот и блок 11 регистрации. A device for implementing the method (Fig. 1) comprises a vacuum chamber 1 with molecular sources 2 placed in it, shutters 3, a substrate holder 4 with a substrate, a fast electron gun 5 and a reflected diffracted beam detector 6. The control unit 7 is connected to the fast electron gun, the synchronizer input 8 is connected to the substrate holder, the output of which is connected to the input of the pulse generator 9, the output of which is connected to the control electrode of the gun 5. The low-pass filter 10 and the registration unit 11 are connected to the output of the detector 6.

Устройство работает следующим образом. После предростовой подготовки подложки включается вращение подложкодержателя 4 и открываются для начала роста заслонки 3. Синхронизатор 8, связанный с подложкодержателем 4 (оптически или механически и т. п. ) в моменты времени, соответствующие попаданию пучка быстрых электронов на контролируемый участок поверхности роста, один раз за оборот подложки вырабатывает импульсы синхронизации, которые подаются на вход генератора 9 импульсов. Последний синхронно с вращением подложкодержателя 4 вырабатывает импульсы, отпирающие пушку 5, которая в дискретные моменты в выбранном месте подложки облучает поверхность роста пучком быстрых электронов. The device operates as follows. After pregrowth preparation of the substrate, the rotation of the substrate holder 4 is turned on and the shutter 3 is opened to start growth. The synchronizer 8, coupled to the substrate holder 4 (optically or mechanically, etc.) at times corresponding to the arrival of the fast electron beam on the controlled portion of the growth surface, once per revolution of the substrate generates synchronization pulses, which are fed to the input of the 9 pulse generator. The latter simultaneously with the rotation of the substrate holder 4 generates pulses unlocking the gun 5, which at discrete moments in a selected location of the substrate irradiates the growth surface with a beam of fast electrons.

Отраженный дифрагированный электронный луч (соответствующий рефлексу картины ДБЭ на флюоресцентном экране) в момент действия отпирающего импульса попадает на вход детектора 6. с выхода которого дискретный электрический сигнал поступает на вход фильтра 10 нижних частот, преобразующего сигнал из дискретной в континуальную форму. Сигнал с выхода фильтра нижних частот поступает на вход блока регистрации, с помощью которого по периоду колебаний континуального сигнала измеряется скорость роста. The reflected diffracted electron beam (corresponding to the reflection of the RHEED pattern on the fluorescent screen) at the moment of the action of the unlocking pulse enters the input of detector 6. From the output of which a discrete electrical signal is fed to the input of a low-pass filter 10, which converts the signal from discrete to continuum. The signal from the output of the low-pass filter is fed to the input of the registration unit, with the help of which the growth rate is measured over the period of oscillations of the continuous signal.

Фильтр 10 нижних частот служит для выделения низкочастотной информативной составляющей из дискретного электрического сигнала. В соответствии с теоремой Котельникова (4) его частота среза выбирается из условия:
Fв(щ)= Vp макс

Figure 00000010
, где Vр макс - максимальная скорость роста в процессе эпитаксии.The low-pass filter 10 serves to isolate a low-frequency informative component from a discrete electrical signal. In accordance with the Kotelnikov theorem (4), its cutoff frequency is selected from the condition:
F in (u) = V p max
Figure 00000010
where V p max is the maximum growth rate during epitaxy.

Задавая параметры установки МЛЭ:
Vр макс= 1

Figure 00000011
,
l = 250 мм.Setting the MBE installation parameters:
V p max = 1
Figure 00000011
,
l = 250 mm.

d = 1 мм. d = 1 mm.

Находят:
Частота
импульсов
облучения f ≥2Vр.макс
Выбирают f = 3 (с-1)
Число
оборотов
подложкодер-
жателя fвр = f = 3 (с-1)
Длительность
импульсов
облучения tu=

Figure 00000012
=
Figure 00000013
≈ 0,4·10-3 (3)
Частота
среза фильтра
нижних частот Fb = Vр.макс. = 1 (Гц)
Минимальное
время роста од-
ного монослоя Tмин=
Figure 00000014
= 1 (c)
Время действия импульса облучения занимает лишь малую часть времени наращивания одного монослоя
δ ≅
Figure 00000015
=
Figure 00000016
= 8·10-4 (4)
Поэтому влияние внедрения примесей из атмосферы остаточных газов вакуумной камеры МЛЭ на качество выращиваемого полупроводника в месте облучения уменьшается.Find:
Frequency
impulses
irradiation f ≥2V r.max
Choose f = 3 (s -1 )
Number
revolutions
subcoder
resident f bp = f = 3 (s -1 )
Duration
impulses
irradiation t u =
Figure 00000012
=
Figure 00000013
≈ 0.4 · 10 -3 (3)
Frequency
filter cutoff
low frequencies F b = Vр. max. = 1 (Hz)
Minimum
growth time one
monolayer T min =
Figure 00000014
= 1 (c)
The exposure time of the irradiation pulse takes only a small part of the build time of one monolayer
δ ≅
Figure 00000015
=
Figure 00000016
= 8 · 10 -4 (4)
Therefore, the influence of the introduction of impurities from the atmosphere of the residual gases of the MBE vacuum chamber on the quality of the grown semiconductor at the irradiation site decreases.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство измерения скорости роста эпитаксиальных пленок позволяют за счет импульсного облучения поверхности роста обеспечить измерение скорости роста на вращающейся подложке и уменьшить неконтролируемое внедрение примесей в растущие слои в процессе измерений, что в конечном итоге, обеспечивает повышение качества выращиваемых тонкопленочных эпитаксиальных структур. Thus, the proposed method and device for measuring the growth rate of epitaxial films allows, due to pulsed irradiation of the growth surface, to ensure the measurement of the growth rate on a rotating substrate and to reduce the uncontrolled introduction of impurities into the growing layers during the measurement process, which ultimately improves the quality of the grown thin-film epitaxial structures .

Claims (2)

1. Способ определения скорости роста полупроводниковых пленок в процессе их наращивания на подложку, заключающийся в облучении поверхности роста пленки пучком быстрых электронов, детектировании отраженного от поверхности роста дифрагированного электронного пучка, измерении периода колебаний электрического сигнала на выходе детектирующего устройства и определении по измеренному периоду скорости роста пленки, отличающийся тем, что, с целью обеспечения измерения скорости роста пленки на вращающейся подложке и уменьшения неконтролируемого внедрения примесей в растущие слои в процессе измерений, облучение поверхности роста осуществляют импульсно с периодом, равным периоду вращения подложки, электрический сигнал на выходе детектира фильтруют, ограничивая его по ширине частотного спектра диапазоном ΔF = 0 - Fв , причем длительность импульсов облучения tи и граничную частоту выбирают из условий
tи
Figure 00000017
; Fв= v
Figure 00000018
, ,
где d - ширина отраженного от поверхности роста электронного пучка в плоскости детектирования;
l - расстояние от центра подложки до плоскости детектирования;
vpmax - максимальная скорость роста пленки.
1. A method for determining the growth rate of semiconductor films during their growth on a substrate, which consists in irradiating the film growth surface with a fast electron beam, detecting a diffracted electron beam reflected from the growth surface, measuring the period of the electric signal at the output of the detecting device, and determining the growth rate from the measured period film, characterized in that, in order to ensure measurement of the film growth rate on a rotating substrate and reduce uncontrolled the introduction of impurities into the growing layers during the measurement process, the growth surface is irradiated pulsed with a period equal to the period of rotation of the substrate, the electrical signal at the detector output is filtered, limiting it by the width of the frequency spectrum to the range ΔF = 0 - F c , and the duration of the irradiation pulses t and and the cutoff frequency is selected from the conditions
t and
Figure 00000017
; F in = v
Figure 00000018
,,
where d is the width of the electron beam reflected from the growth surface in the detection plane;
l is the distance from the center of the substrate to the detection plane;
v pmax is the maximum film growth rate.
2. Устройство для определения скорости роста полупроводниковых пленок в процессе их наращивания на подложку, содержащее вакуумную камеру, в которой размещены молекулярные источники, снабженные заслонками, подложкодержатель, пушка быстрых электронов, подключенная к блоку управления, и детектор отраженного дифрагированного электронного пучка, подключенный к блоку регистрации, отличающееся тем, что оно снабжено синхронизатором, связанным с подложкодержателем, импульсным генератором, вход которого подключен к синхронизатору, а выход - к пушке быстрых электронов, и фильтром нижних частот, вход которого подключен к выходу детектора, а выход соединен с блоком регистрации. 2. A device for determining the growth rate of semiconductor films during their growth on a substrate containing a vacuum chamber in which molecular sources are provided with gates, a substrate holder, a fast electron gun connected to the control unit, and a reflected diffracted electron beam detector connected to the unit registration, characterized in that it is equipped with a synchronizer associated with the substrate holder, a pulse generator, the input of which is connected to the synchronizer, and the output to eye of fast electrons, and a low pass filter having an input connected to the output of the detector, and an output coupled to the recording unit.
SU4912130 1991-02-19 1991-02-19 Method and device for measuring growth of semiconductor films RU2011973C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4912130 RU2011973C1 (en) 1991-02-19 1991-02-19 Method and device for measuring growth of semiconductor films

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4912130 RU2011973C1 (en) 1991-02-19 1991-02-19 Method and device for measuring growth of semiconductor films

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2011973C1 true RU2011973C1 (en) 1994-04-30

Family

ID=21560991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4912130 RU2011973C1 (en) 1991-02-19 1991-02-19 Method and device for measuring growth of semiconductor films

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2011973C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113358677A (en) * 2021-06-06 2021-09-07 南京国科半导体有限公司 Method for measuring growth speed of InAs layer grown on GaSb substrate

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113358677A (en) * 2021-06-06 2021-09-07 南京国科半导体有限公司 Method for measuring growth speed of InAs layer grown on GaSb substrate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5456205A (en) System for monitoring the growth of crystalline films on stationary substrates
JPS6333262B2 (en)
RU2011973C1 (en) Method and device for measuring growth of semiconductor films
FR2704067A1 (en) Method and apparatus for energy calibration of a set of electronic detection of beta radiation and / or X-ray and gamma photons with compton distribution emitted by a radioactive aerosol.
Bryant et al. Electron accelerator modifications for precise atomic displacement threshold energy determinations
Turner et al. Frequency‐domain analysis of time‐dependent reflection high‐energy electron diffraction intensity data
van der Wagt et al. Reflection high‐energy electron diffraction intensity oscillations during molecular‐beam epitaxy on rotating substrates
JPS59122904A (en) Ion beam film thickness measuring device
SU584234A1 (en) Method and apparatus for measuring monocrystal lattice constants
JPH01294594A (en) Molecular beam epitaxial growing unit
Theis et al. Wavelength modulation spectrometer for studying the optical properties of solids in a wide range of light energy
Parisi et al. Combined time-resolved magnetooptical and electrical flux detection in thin-film superconductors
Benyezzar et al. Time-of-flight and particle density measurement using a modulated beam mass spectrometer
JPS6216515A (en) Monitoring device for plasma treating device
SU537549A1 (en) Method of measuring ionizing radiation dose
JPH0914946A (en) Method for measuring thickness of film utilizing x-ray diffraction
JPS6235635A (en) Measurement of film thickness distribution and measuring device thereof
SU638842A1 (en) Method of measuring metallic article deformation
SU1157363A1 (en) Device for determining structure of light beam
Lueken et al. In situ growth studies of nanometer thin-film multilayers using grazing x-ray reflectivity and ellipsometry
Van Raan et al. An experimental study of the response of a venetian blind type photomultiplier
Koepp et al. Experimental study on the velocity and the shape of high field domains moving in the anode–cathode direction in CdS crystals
JPH05296946A (en) X-ray diffraction device
SU851213A1 (en) Method of monocrystal x-ray topography
JPH05273056A (en) X-ray stress measuring method