ФОРМИРОВАНИЕ НАНОГЕТЕРОСТРУКТУР Ge/Si И Ge/ GexSi1 - x/Si МЕТОДОМ МОЛЕКУЛЯРНО–ЛУЧЕВОЙ ЭПИТАКСИИ
А.И. Никифоров, В.А. Тимофеев, С.А. Тийс, О.П. Пчеляков
Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН, 630090, г. Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 13 nikif@isp.nsc.ru
Ключевые слова: молекулярно-лучевая эпитаксия, кремний, германий, твёрдый раствор, плёнки, квантовые точки, реконструкция, дифракция быстрых электронов, энергия активации, hut-островки, dome-островки
Страницы: 5-12 Подраздел: ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭПИТАКСИИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ НАНОГЕТЕРОСТРУКТУР
Аннотация
Методами дифракции быстрых электронов и сканирующей электронной микроскопии построена кинетическая диаграмма роста Ge на Si. Определены энергии активации морфологических переходов от двумерного к трёхмерному росту и от hut-кластеров к островкам dome-типа. Кривая, соответствующая 2D–3D-переходу, имеет два участка, подчиняющиеся закону Аррениуса и относящиеся к различным механизмам двумерного роста: двумерно-островковому в области температур 300-525 ºС с энергией активации –0,11 эВ и движению ступеней в диапазоне 525–700 ºС с энергией активации 0,15 эВ. Наблюдались также переходы от hut-островков к dome-островкам. Кривая, построенная для перехода hut-dome, аппроксимируется двумя экспонентами, которые подчиняются закону Аррениуса. В области температур 350-550 ºС энергия активации перехода hut-dome равна 0,11 эВ, а в диапазоне 550-700 ºС энергия активации 0,24 эВ. Максимальная плотность островков при росте Ge на слое Gex Si1 - x достигает 4 · 1011 см-2. Увеличение состава приводит к повышению плотности островков Ge вследствие уменьшения длины миграции адатомов Ge по поверхности GexSi1 - x в сравнении с ростом Ge на Si. Периодичность N, проявляющаяся в сверхструктуре (2 · N ), при реконструкции понижается с 14 до 8 с увеличением содержания Ge в слое Gex Si1 - x . Рост толщины или температуры приводит к уменьшению периодичности и свидетельствует в пользу сегрегации Ge, при этом происходит релаксация напряжений, которая снижает коэффициент диффузии Ge.
|