YARIİLETKEN İNCE FİLMLERİN İÇ YAPILARININ İNCELENMESİ

Abstract

YÜKSEK LİSANS TEZİ YARIİLETKEN İNCE FİLMLERİN İÇ YAPILARININ İNCELENMESİ Mehmet KAYA Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Anabilim Dalı 2001, sayfa : 103. Bu tezde, moleküler ışın epitaksi (MBE) yöntemi ile büyütülen GaAs/Si(001) filmlerinin mikroyapılan geçirmeli elektron mikroskopisi (TEM) ile incelendi. Büyütülen GaAs/Si filmleri, yaklaşık 1 nm kalınlığında 6 tane Si ara tabakalarını içermektedir. İnceleme işlemlerinde kesit-alan ve düzlem-görüntü numuneleri kullanıldı. GaAs/Si(001) kesit-alan görüntülerinde, Si(001) alt tabakası ile GaAs üst tabakası arasında düzgün bir ara yüzeyin oluştuğu ve burada çok sayıda kristal kusurlarının meydana geldiği gözlendi. Ayrıca GaAs yapısında bulunan Si ara tabakalarının dalgalı bir görünüm oluşturdukları gözlendi. Ara yüzeyde oluşan uyumsuzluk dislokasyonlarının, ara yüzeydeki zorlanmayı azalttığı ve bu dislokasyonların bazılarının üst tabakaya çıkarak tırmanıcı dislokasyonları oluşturdukları belirlendi. Tırmanıcı dislokasyonlardan bazılarının birbirleri ile etkileştiği ve bazılarının da Si ara tabakaları tarafından engellendiği gözlendi. Ayrıca tırmanıcı dislokasyonların Si ara tabakası-GaAs ara yüzeylerinde hareket ederek yeniden uyumsuzluk kusurlarını oluşturduğu tespit edildi. Böylece, dislokasyon yoğunluğunun ara yüzeyden yukarı doğru azaldığı belirlendi. Buna rağmen Si ara tabakalarında çok az sayıda uyumsuzluk dislokasyonlarının meydana geldiği fark edildi. GaAs/Si(001) kesit-alan ve düzlem-görüntü numunelerinin her ikisinde de uyumsuzluk ve tırmanıcı dislokasyonların oluştuğu gözlendi. Bu dislokasyonların 60° uyumsuzluk dislokasyonları ve kayma sistemlerinin 1/2<1 10> {111} olduğu belirlendi. GaAs/Si(001) kesit-alan numunelerinden alınan elektron difraksiyon desenleri, GaAs tabakasının örgü sabitinin küçüldüğünü gösterdi. Yine difraksiyon desenlerinden ara yüzeyde bir miktar zorun kaldığı anlaşıldı. Anahtar Kelimeler: GaAs/Si İnce Filmleri, Uyumsuzluk ve Tırmanıcı Dislokasyonlar, Dislokasyon Yoğunluğu, Ara Yüzeyler.