Молекулярно-пучковая эпитаксия и оптимизация метаморфных гетероструктур InxAlyGa1-x-yAs/GaAs для применений в приборах микро- и оптоэлектроники

• Автор: Семенова, Елизавета Сергеевна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 127 с. : ил.

1. Обзор литературы

1.1. Теоретические основы концепции метаморфного выращивания

1.2. Прикладные основы концепции метаморфного выращивания

2. Эксперимент

2.1. Метод молекулярно-пучковой эпитаксии

2.2. Методы исследования эпитаксиальных структур

3. Выращивание метаморфных структур InxAlYGai.x-.YAs/GaAs

3.1. Различный дизайн переходного буферного слоя

3.2. Переходный буферный слой с постоянным профилем состава

3.3. Переходный буферный слой со ступенчато-градиентным изменением состава.

3.4. Переходный буферный слой с линейно-градиентным изменением состава

3.5. Выводы
4. Оптические и электрические свойства метаморфных структур
4.1. Оптические свойства метаморфных гетероструктур
4.2. Электрические свойства метаморфных слоев 1п(Са)(А1)Аз
4.3. Выводы
5. Метаморфныс структуры для приборных применений
5.1. Разработка и создание модулированно-легированных
гетсроструктур с высокой подвижностью

5.2. Применение метаморфного подхода для создания лазерного диода с длиной волны излучения диапазона 1.3 мкм.
5.3. Выводы Заключение
Список цитируемой литературы
Актуальность работы.
Быстрые темпы развития сетей передачи информации предъявляют новые требования к характеристикам приборов опто- и микроэлектроники, используемым для передачи, приема и обработки сигналов. К таким приборам относятся длинноволновые (1.3-1.55 мкм) инжекционные лазеры и быстродействующие малошумящие транзисторы.
Модулированно легированные гетероструктуры (МЛГС) ІпСаАя/ІпАІАз, эпитаксиально выращиваемые на подложках 1пР, широко применяются в микроэлектронике для создания малошумящих быстродействующих транзисторов [1]. Преимуществом данной системы материалов по сравнению с ІпОаАя/АЮаАз на подложках ЄзАб является возможность применения слоев с более высоким содержанием индия (типично около 50% против приблизительно 20% в случае структур с напряженным каналом на СаАя) и, как следствие, больший разрыв зоны проводимости на гетсрогранице канал-барьер, а также большая подвижность электронов. В односторонне-легировамной МЛГС это позволяет получать более высокую плотность (~2х1012 см'2 против —1 х 1012 см'2) и большую подвижность (~10000 с.м2/Вс против -6000 см2/Вс) электронов в двумерном газе, образующемся вблизи гстерограшщы.
Однако, подложки 1пР по сравнению с СаАэ обладают существенными недостатками, такими как меньший размер коммерчески доступных пластин, высокая хрупкость и высокая цена, что затрудняет производство приборов на их основе. В связи с этим возрос интерес к так называемым метаморфным структурам на подложках СаАя. Использование специфических технологических режимов выращивания буферного слоя 1п(Са)(А1)Аз может позволить перейти от постоянной решетки СаАэ к постоянной решетки 1пР [2,3,4]. В то же время, возможность создания метаморфных структур на ваАя, чьи транспортные и структурные характеристики не уступали бы характеристикам МЛГС па 1пР, затруднена не полным подавлением прорастания дислокаций в активные слои структуры, а также возникновением микрорельефа поверхности [3].

0-0Вгагс.5ес
Рисунок 13 а) Решение Дарвина (без учета поглощения), б) Рефлекс (004) от СаАя монокристалла ориентированного (001) (решение Дарвина-Принса т.е. с учетом поглощения).