Влияние дизайна метаморфного буфера на электрофизические и структурные свойства эпитаксиальных метаморфных НЕМТ наногетероструктур In0.7Al0.3As/In0.7Ga0.3As/In0.7Al0.3As на подложках GaAs и InP

• Автор: Пушкарёв, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Список сокращений и условных обозначений
Введение
Глава 1 Применение, электронные и релаксационные свойства, особенности конструкции и технологии эпитакисального роста метаморфных НЕМТ наногетероструктур 1пА1А8/1пОаА8ЯпА1Аз
1.1 Использование метаморфных наногетероструктур в сверхвысокочастотной полупроводниковой электронике
1.2 Двумерный электронный газ
1.3 Релаксация напряжённых эпитаксиальных слоев
1.4 Конструкционные особенности метаморфного буфера
1.4.1 Метаморфные буферы с разным профилем состава
1.4.2 Инверсная ступень, завершающая метаморфный буфер
1.5 Технологические режимы роста метаморфного буфера
1.6 Фильтрация дислокаций с помощью сверхрешёток
1.7 Выводы по первой главе
Глава 2 Экспериментальные методы и оборудование
2.1 Молекулярно-лучевая эпитаксия
2.2 Методы измерения и исследования электрофизических и структурных характеристик наногетероструктур
2.2.1 Метод Ван дер Пау
2.2.2 Измерения на холловских мостиках
2.2.3 Атомно-силовая микроскопия
2.2.4 Рентгеновская дифрактометрия
2.2.5 Электронная микроскопия
2.2.6 Спектроскопия фотолюминесценции
2.2.7 Вторично-ионная масс-спектрометрия
2.3 Выводы по второй главе

Глава 3 Исследование влияния различных конструкций метаморфного буфера на электрофизические и структурные параметры МНЕМТ наногетероструктур
3.1 Общая идеология выращенных МНЕМТ наногетероструктур
3.2 Исследование влияния введения рассогласованных сверхрешёток внутрь линейного метаморфного буфера на электрофизические и структурные свойства МНЕМТ наногетероструктур
3.3 Исследование влияния введения инверсных ступеней внутрь линейного метаморфного буфера на электрофизические и структурные свойства МНЕМТ наногетероструктур
3.4 Исследование влияния использования ступенчатого метаморфного буфера на электрофизические и структурные свойства МНЕМТ наногетероструктуры
3.5 Выводы по третьей главе
Глава 4 Исследования выращенных МНЕМТ наногетероструктур методом
рентгеновской дифрактометрии и спектроскопии
фотолюминесценции
4.1 Исследование выращенных МНЕМТ наногетероструктур методом рентгеновской дифрактометрии
4.1.1 Вводная информация
4.1.2 Полученные результаты
4.1.3 Моделирование релаксации метаморфного буфера
4.1.4 Сравнение релаксационной модели метаморфного буфера с экспериментом
4.2 Взаимосвязь фотолюминесцентных и электрофизических свойств выращенных МНЕМТ наногетероструктур
4.3 Выводы по четвёртой главе
Глава 5 Применение оптимизированной метаморфной технологии при
разработке МНЕМТ транзисторов

Заключение
Благодарности
Список литературы

ситуация с разной быстротой релаксации по направлениям <1 1 0> прямо противоположна [53].
£ 20 ОС

О 20 40 60 80
, %
Рисунок 1.8 - Разность значений коэффициента релаксации растяжённого эпислоя
InxGai_*As/InP вдоль разных направлений ] 0] и i?[i _i ()j в зависимости от среднего коэффициента релаксации [51]
Деформированный эпислой подвержен как пластической релаксации, при которой происходит образование дислокаций, так и упругой релаксации, при которой его поверхность приобретает волнистый рельеф. Но если пластическая релаксация начинается только после превышения эпислоем критической толщины, то упругая релаксация происходит в эпислое любой толщины. Следовательно, невозможно избежать появления волнообразной шероховатости на поверхности упруго напряжённого эпислоя [54].
Итак, на поверхности релаксированного эпислоя образуется характерный волнообразный рельеф в двух взаимно перпендикулярных направлениях <1 1 0>. За его появление ответственны поля упругого напряжения, создаваемые дислокациями несоответствия. Само по себе образование дислокации несоответствия приводит к появлению на поверхности над дислокацией сдвиговой ступеньки (slip step) - островка избыточных либо недостающих атомов. Наличие на поверхности таких сдвиговых ступенек делает её атомно