Релаксационная жидкостная эпитаксия, основанная на инверсии массопереноса, и ее возможности для создания супертонких слоев A$^{3}$B$^{5}$

Изложены физические основы жидкостной гетероэпитаксии, обеспечивающей выращивание супертонких слоев АС при любой температуре эпитаксии и неограниченном времени контакта раствора-расплава А$-$С с подложкой ABC.
Рассматриваемый процесс гетероэпитаксии сочетает высокое начальное пересыщение А$-$С, необходимое для создания критических зародышей АС малого размера, с полной релаксацией пересыщения к моменту образования сплошного первичного слоя АС, толщина которого не будет сильно превосходить размер критического зародыша.
Релаксация пересыщения А$-$С происходит за счет массопереноса С в противоположном подложке ABC направлении (инверсный массоперенос). Для этого используется вспомогательная подложка АС, обеспечивающая снятие пересыщения за счет того, что скорость гомоэпитаксиального роста АС на подложке АС существенно выше скорости гетероэпитаксиального роста первичного слоя АС на подложке ABC. Время релаксации пересыщения А$-$С определяется временем диффузионного массопереноса С от подложки ABC к подложке АС, а время образования сплошного первичного слоя складывается из времени нестационарного зародышеобразования (время Зельдовича) и времени квазистационарного зародышеобразования при релаксации пересыщения.
Возможности такой релаксационной жидкостной эпитаксии для создания супертонких слоев оценены на примере гетероструктуры GaAs/GaAlAs. Так, на подложке Ga$_{0.8}$Al$_{0.2}$As при температуре эпитаксии 1000 K, расстоянии между подложками GaAlAs и GaAs 50 мкм и переохлаждении раствора-расплава Ga$-$As на 3.1 K образуется слой GaAs толщиной 35 Å.