论文部分内容阅读
利用分子束外延(MBE)技术，在不同条件下生长了高K Er203薄膜。利用反射高能电子衍射(RHEED)、高分辨X射线衍射(HRXRD)、X射线反射率(XRR)和原子力显微镜(AFM)技术，研究了Er203薄膜的生长质量，结果表明，在薄膜的生长过程中，表面氧化的Si(111)和Si(001)衬底有利于抑制Er203薄膜中铒的硅化物的生成，并且得出如下信息：MBE生长Er2O3薄膜的最优条件，Er203薄膜与Si衬底的择优取向关系，不同生长条件的Er2O3薄膜的相组成及表面形貌以及薄膜的厚度和表、界面粗糙度。
利用掠入射X射线衍射(GIXRD)技术表征了表面氧化Si(111)衬底上MBE生长的Er203薄膜的微结构，得到如下微结构信息：1)Er2O3/Si(111)系统中薄膜与衬底之间的外延取向关系为Er2O3{0-11}/Si{0-11}。2)Er203薄膜中存在三组夹角为60°的Bragg衍射面垂直于生长面(111)。3)GIXRD衍射图谱上膜峰的宽化主要由晶粒宽化贡献，[0-11]、[-101]和[-110]方向上的晶粒尺寸分别为126.7(±2)埃、123.5(±2)埃和125.6(±2)埃。4)薄膜内部生长面法线方向上的应变是不均匀的。
氧压为7×10-6Torr、不同温度下在Si(001)衬底上生长的Er203薄膜的微结构测试结果表明，两种薄膜均为双畴结构。根据霍尔法的Scherrer方程得到了两种薄膜中特定方向上的晶粒尺寸。700℃时生长的样品中的相互垂直的两种畴仅在[001]方向上存在张应变，[1-10]方向上的应变近似为零;改变掠入射角的GIXRD实验结果表明，垂直于薄膜生长方向上的应变是不均匀的。800℃时生长的Er203薄膜的GIXRD图谱中除了出现双畴衍射峰之外，同时出现了杂质的衍射峰，双畴的[001]和[1-10]方向上均存在张应变，数值大于700℃时生长的Er203薄膜中的应变。