ХРУПКО-ПЛАСТИЧЕСКАЯ РЕЛАКСАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЙ НЕСООТВЕТСТВИЯ В СИСТЕМЕ Si(001)/Si_1-x Ge_x
Мартовицкий В.П., Кривобок В.С.

Поступила в редакцию: 3 Декабря 2010

DJVU (1489.3K)

PDF (2470.4K)

В напряженных, люминесцирующих образцах Si(001)/ Si_1-x Ge_x/ Si с концентрацией германия до 16 % обнаружено присутствие микротрещин. В отличие от обычных трещин микротрещины характеризуются частичными надрывами подложки, не перпендикулярными к плоскости пластины, и выявляются с помощью специально разработанных методик рентгеновского анализа. При одной и той же толщине слоя SiGe равной в 60 нм отдельные микротрещины появляются при концентрации германия 5 % вблизи краев образца одного типа, и их следы совпадают с гребнями волнистой поверхности роста. По мере увеличения концентрации германия сначала возрастает число микротрещин у краев образца с практически полным исчезновением волнистого ростового рельефа, а затем они обнаруживаются и в центральной области образца, приводя к исчезновению кривизны структуры в этой области без видимых признаков пластической релаксации. Одновременно наблюдается слоистое строение даже тонкого слоя SiGe (20 нм) и нарастает диффузное рассеяние вблизи пика слоя SiGe, свидетельствующее о присутствии разориентированных до фрагментов слоя, интенсивность которого может достигать 0.5 % от интенсивности слоя. Пространственный анализ люминесценции образцов с микротрещинами показывает, что появление микротрещин практически не влияет на положение и полуширину линии излучения слоя SiGe. В то же время интенсивность экситонного излучения как из слоя SiGe, так и из объемного кремния, существенно (в несколько раз) меняется при переходе к областям, в которых присутствуют микротрещины. Все наблюдаемые факты могут быть объяснены, если допустить между стадиями потери плоского фронта кристаллизации и развитием пластической релаксации напряжений несоответствия существование неизвестной ранее стадии роста с возрастанием на 4-5 порядков концентрации неравновесных вакансий с последующей их конденсацией в микропоры.