Полупроводниковые гетероструктуры с Ge/Si квантовыми точками для излучающих приборов на основе кремния

• Автор: Тонких, Александр Александрович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 118 с. : ил.

ГЛАВА 1. Обзор литературы
1.1 Электролюминесценция монокристаллического кремния
1.2 АЗВ5 соединения на подложке кремния
1.3 Легирование кремния атомами редкоземельных элементов
1.4 Нанокристаллиты кремния
1.5 Гетероструктуры SiGe
ГЛАВА 2. Экспериментальные методики
2.1 Технология молекулярно-пучковой эпитаксии кремния
2.2 Установка МПЭ Riber Siva 45
2.3 Химическая предростовая подготовка поверхности кремниевых подложек
2.4 Условия проведения ростовых экспериментов
2.5 Установка атомно-силовой микроскопии и методика проведения эксперимента
2.6 Установка магнетронного напыления
2.7 Фото- и электролюминесцентные измерения
ГЛАВА 3. Влияние Sb на свойства массива Ge островков на поверхности
Si(100)
3.1 Формирование островков в гетероэпитаксиальной системе Si/Ge
3.2 Формирование островков в системе Ge(Sb)/Si
3.3 Влияние температуры подложки на свойства массива Ge островков,
выращенных с добавлением Sb
3.4 Влияние величины потока Sb на свойства массива Ge островков

3.5 Кинетика формирования Се островков на поверхности 81(100) в присутствии ЙЬ
ГЛАВА 4. Многослойные Се/81 гетероструктуры с квантовыми точками
4.1 Исследуемые структуры
4.2 Структурные свойства многослойных Се/81 гетероструктур
4.3 Фотолюминесцентные исследования многослойных
гетероструктур Се/81
4.3.1 Особенности спектра фотолюминесценции многослойных гетероструктур Се/81
4.3.2 Влияние ростовых параметров на оптические свойства многослойных гетероструктур Ое/81
4.3.3 Модель зонной структуры
4.4 Оптические свойства Ое/81 многослойных гетероструктур
4.4.1. Зависимость интегральной интенсивности спектральной полосы Ое/81 гетероструктур от количества периодов структуры N
4.4.2. Зависимость положения максимума спектральной полосы Ое/81 гетероструктур от плотности мощности возбуждения
4.4.3. Фотолюминесценция с временным разрешением
4.4.4. Фотолюминесценция многослойных гетероструктур Ое/вц выращенных на разных типах подложек
4.4.5 Модель электронной минизоны (Уточненная модель)
4.5 Электролюминесцентные свойства многослойных гетеростурктур Ое/вц
помещенных в р-п переход
Заключение
Список цитируемой литературы

Актуальность работы. Одним из основных направлений современной физики полупроводников являются исследования в области низкоразмерных гетероструктур (квантовых ям, квантовых проволок, квантовых точек) [1], то есть гетероструктур, в которых проявляются квантоворазмерные эффекты. Спектр исследований, ведущихся в данном направлении, охватывает фундаментальные аспекты физических явлений, проявляющихся в низкоразмерных структурах, а также возможности применения наноструктур в полупроводниковых приборах (инжекционных лазерах, транзисторах, туннельных диодах и т.д.) [2]. Бурное развитие физики полупроводниковых гетероструктур с пониженной размерностью было обусловлено появлением и развитием воспроизводимых методов их создания, таких как, молекулярнопучковая эпитаксия (МПЭ) и газо-фазная эпитаксия. Значительный интерес связан с особенностями технологии формирования низкоразмерных гетероструктур (наноструктур), и исследованием влияния параметров технологического процесса на физические свойства получаемых наноструктур. Исследования по созданию эффективных излучателей на основе кремния с токовой накачкой являются одним из таких направлений, которое расположено на стыке фундаментальной и прикладной физики полупроводников. Значительный интерес к данной тематике обусловлен следующим фактором. Кремний занимает ведущее место в технологии микроэлектронных элементов, однако его применение в оптоэлектронике в активных излучающих устройствах ограничено. Трудности при использовании кремния в качестве активного излучателя света связаны с физической природой структуры его энергетических зон, в которых максимум валентной зоны и минимум зоны проводимости
22-і
20-

С 18X 16 (О
m о х

1210-

■ Эксперимент О Теория

Температура роста, С
Рис.3.2. Экспериментальная и теоретическая зависимости среднего размера Ge hut островков на поверхности кремния в зависимости от температуры роста.