Расчёт профилей состава квантовых структур (HgTe-Hg1-xCdxTe)n в процессе их роста методом in situ эллипсометрии / Швец В.А., Дворецкий С.А., Михайлов Н.Н., Икусов Д.Г., Ужаков И.Н.

Множественные квантовые ямы (КЯ) на основе соединения Hg1-xCdxTe (КРТ) – перспективныеструктуры для создания как излучающих устройств, так и фотоприемников среднего и дальнего(сверхдального) ИК диапазона. Для воспроизводимого выращивания КЯ с заданными оптическимисвойствами необходим прецизионный контроль толщин слоев и распределения состава в них. В качествеметода контроля нами успешно используется in situ одноволновая эллипсометрия (=632.8 нм) с высокимбыстродействием. В наших предыдущих исследованиях было показано [1], что зависимостиэллипсометрических параметров, измеренные в процессе роста, качественно характеризуютраспределение состава на границах широкозонного слоя и КЯ.В продолжение этих исследований нами разработан и экспериментально реализованэллипсометрический метод расчёта профиля состава в таких структурах. Он основан на разбиенииисследуемого участка структуры на тонкие слои (0.5 нм) с последующим определением состава каждоготакого слоя путём решения обратной задачи. Обратная задача решалась в предположении известнойтолщины слоя, которая определялась по скорости его роста. Для этого перед ростом активной частиструктуры в широкозонной обкладке создавалась ступенька состава (ХCdTe0,1), которая приводила кинтерференционным колебаниям эллипсометрических параметров и позволяла провести прецизионнуюкалибровку скорости роста. Применяя метод эффективной подложки и используя измерения в начале и вконце роста слоя определялись его оптические постоянные и состав.С учётом малости толщин слоёв di/<<1, обратная задача решалась в приближении Друде. Врезультате разложения основного уравнения эллипсометрии по малому параметру получается квадратноеуравнение относительно комплексного показателя преломления i-го слоя. Это позволяет рассчитать составаналитически, без привлечения поисковых методов, что повышает надёжность решения и делаетвозможным реализацию предложенного алгоритма в режиме реального времени. Численныммоделированием установлено, что точность определения состава в области дна КЯ не хуже ±0.005 припространственном разрешении 0.5 нм.