Скачиваний:
85
Добавлен:
02.05.2014
Размер:
201.78 Кб
Скачать

V-канавка на поверхности

исходный

профиль

поверхности

 

 

 

 

 

Постепенное зарастание V-канавки

Преимущественное заращивание V-канавки

при гомоэпитаксиальном росте

инородным материалом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Образование серповидной квантовой проволоки

Восстановление планарной поверхности с V-канавкой при гомоэпитаксии и использование этого эффекта для формирования квантовых проволок при гетероэпитаксии.

А.Е.Жуков, Физика и технология полупроводниковых наноструктур, гл. 18, стр. 11

Суть метода:

1.Образование V-канавок на поверхности подложки

2.Сохранение V-канавок на большую толщину (вплоть до активной области) вследствие использования материала с малым темпом поверхностной диффузии.

3.Осаждение материала, характеризующегося высоким темпом поверхностной диффузии, что приводит к преимущественному заращиванию V-канавки, т.е. к образованию серповидной квантовой проволоки.

А.Е.Жуков, Физика и технология полупроводниковых наноструктур, гл. 18, стр. 12

Недостатки:

1.Большие латеральные размеры (типично ~ 40 нм) из-за ограничений на размер исходных V-канавок

2.Разброс размеров, вызванный невоспроизводимостью в процессе создания V-канавок.

3.Существование двумерной квантовой ямы.

4.Постепенное восстановление планарности до начала осаждения активной области.

А.Е.Жуков, Физика и технология полупроводниковых наноструктур, гл. 18, стр. 13

Рост на фасетированных поверхностях.

V-канавки на поверхности подложки могут быть получены непосредственно в процессе роста. Кристаллическая поверхность, ориентированная вдоль плоскостей с высоким индексом Миллера (например (311)) фасетируется, т.е. распадается на периодическую гофрированную структуру.

Если осаждаемый материал не смачивает подложку, то изолированные кластеры осаждаемого материала образуются в “канавках” периодически фасетированной поверхности. Такая ситуация реализуется например при осаждении GaAs/AlAs (311) и AlAs/GaAs (311).

А.Е.Жуков, Физика и технология полупроводниковых наноструктур, гл. 18, стр. 14

 

Стадии гетероэпитаксии

 

 

на фасетированной поверхности

Формирование квантовых проволок

Исходная поверхность

 

с высоким индексом Миллера

 

 

 

 

 

 

 

Фасетированная поверхность

грани с низким индексом Миллера

Гомоэпитаксия на фасетированной поверхности

А.Е.Жуков, Физика и технология полупроводниковых наноструктур, гл. 18, стр. 15

При гетероэпитаксии периодическое фасетирование поверхности восстанавливается со сдвигом на полпериода - “холмы” на поверхности осаждаемого материала образуются над “канавками” подложки и наоборот, и возникает непрерывный слой с модуляцией толщины.

При частичном покрытии и последующем заращивании исходным материалом образуются изолированные квантовые проволоки.

Достоинства метода:

1.Одномерные свойства ярко выражены, т.к. периодом фасетирования мал (для GaAs(311) период модуляции 12 нм, амплитуда модуляции - 1.2 нм).

А.Е.Жуков, Физика и технология полупроводниковых наноструктур, гл. 18, стр. 16

2.Высокая воспроизводимость в создании массивов проволок, поскольку характер фасетирования (и размер проволок) определяется не кинетикой роста, а энергетикой поверхности.

Недостатки:

1.Ограниченный выбор материалов: требование взаимного несмачивания (иначе не происходит формирования проволок) и больших разрывов зон (иначе энергия локализации мала).

2.Соседние квантовые проволоки разделены на случайное число периодов фасетирования, что приводит к разной силе туннельного связывания и, как результат, к неоднородному уширению.

3.Малая распространенность подложек, а также в большинстве случаев отсутствие взимно-перпендикулярных сколов.

А.Е.Жуков, Физика и технология полупроводниковых наноструктур, гл. 18, стр. 17