Детальная информация

Предмет исследования. Mеханические напряжения в приповерхностном слое структуры (013)HgCdTe/CdTe/ZnTe/GaAs. Цель работы. Экспериментальная апробация нового чувствительного нуль-метода "на отражение" по выявлению слабого локального двулучепреломления и выявление данным методом основных характеристик остаточных механических напряжений в локальных областях приповерхностного варизонного широкозонного слоя HgCdTe в составе структуры (013)HgCdTe/CdTe/ZnTe/GaAs. Анализ влияния кристаллического совершенства на величину остаточных механических напряжений. Метод. Регистрация характеристик сигнала второй гармоники, отражённого от поверхности вращающегося исследуемого образца лазерного ИК излучения, пропущенного через нелинейный кристалл, выставленный на синхронизм для поляризации, перпендикулярной поляризации лазерного излучения. Основные результаты. Разработан новый нуль-метод, основанный на возбуждении генерации второй гармоники в нелинейном кристалле LiJO[3] отражённого инфракрасного лазерного излучения от поверхности исследуемого образца импульсного YAG:Nd-лазера с длиной волны 1,064 мкм. Показано, что такой чувствительный метод позволяет получить информацию об анизотропии поляризации отражённого излучения, обусловленной остаточной деформацией кристаллической решётки. Получена величина амплитуды максимумов сигналов второй гармоники. Наблюдения тонкой структуры сигнала в максимумах сигнала второй гармоники свидетельствуют о сложном характере остаточных напряжений, связанных с наличием разориентированных участков. Проведены расчёты напряжений в приповерхностной области слоя HgCdTe состава x = 0,47, которые составили (-20,5 +/- 2) МПа. Величина сигнала ГВГ для слоёв HgCdTe более высокого кристаллического совершенства примерно в 1,5 раза меньше, чем для слоёв с пониженным качеством. Такие напряжения соответствуют величине приложенной силы в 2,3х10{-3} Н. Практическая значимость. Полученные в работе результаты исследования остаточных напряжений с помощью разработанного нуль-метода послужат основой для измерений остаточных напряжений в локальных областях поверхностных слоёв различных сложных многослойных структур как по площади, так и по толщине с послойным травлением, что позволит определять влияние параметров роста слоёв в процессе и после эпитаксии на возникающие напряжения и выявлять критические параметры технологического процесса.

The subject of study is mechanical stresses in the surface layer of the HgCdTe/CdTe/ZnTe/GaAs structure. The aims of study are experimental testing of a new sensitive null reflection method for detection of weak local birefringence and identification by this method of the main characteristics of residual mechanical stresses in local regions of the near-surface graded wide gap HgCdTe layer in the (013)HgCdTe/CdTe/ZnTe/GaAs. Analysis of the influence of crystalline perfection on the magnitude of residual mechanical stresses. Method. Registration of the characteristics of the second harmonic signal of the laser IR radiation reflected from the surface of the rotating sample under study, passed through a nonlinear crystal, exposed to synchronism for the polarization perpendicular to the polarization of the laser radiation. Main results. The new null method based on the excitation of second harmonic generation in a nonlinear LiJO[3] crystal reflected from the surface of infrared laser radiation of a pulsed YAG:Nd laser with a wavelength of 1.064 mum has been developed. It is shown that such a sensitive method allows obtaining information on the anisotropy of the polarization of the reflected radiation due to residual deformation. The magnitude of the amplitude of the second harmonic signals maxima is obtained. Observations of fine structure in the maxima of the second harmonic signal indicate a complex structure of residual stresses associated with the presence of disoriented regions. Calculations of stresses in the near-surface region of the HgCdTe layer of composition x = 0.47, which amounted to (-20.5 +/- 2) MPa, were carried out. The magnitude of the SHG signal for HgCdTe layers of higher crystalline perfection is about 1.5 times smaller than that for layers with reduced quality. Such stresses correspond to the value of the applied force of 2.3х10{-3} N. Practical significance. The results of the residual stresses investigation with the help of the developed null method will serve as a basis for measurements of the residual stresses in the local areas of surface layers of various complex multilayer structures both by area and thickness with layer-by-layer etching, which will make it possible to determine the influence of layer growth parameters in the process and after epitaxy on the arising stresses and to identify critical parameters of the technological process.