Электронные транспортные и оптические свойства варизонных наногетероструктур с квантовой ямой AlxGa1-xAs/InyGa1-yAs/AlxGa1-xAs

• Автор: Виниченко, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список сокращений и условных обозначений

Введение
Глава 1 Особенности эпитаксиального роста, электронно-транспортные и оптические свойства, применение псевдоморфных ІпСаАз/АЮаАь/СаАь РНЕМТ гетероструктур в современных СВЧ транзисторах

1.1. Использование псевдоморфных наногетероструктур в

сверхвысокочастотной полупроводниковой электронике

1.2. Конструкционные особенности и технологические режимы эпитаксиального роста РНЕМТ гетероструктур с односторонним и двусторонним 8-легированием

1.3. Двумерный электронный газ

1.4. Ограничения конструкции псевдоморфного канала

1.5. Особенности зонного профиля РНЕМТ гетероструктур

1.6. Управление профилем квантовой ямы при помощи цифровых сплавов и легирования примесью
1.7. Влияние неоднородного профиля состава квантовой ямы на характеристики СВЧ транзисторов
1.8. Выводы по первой главе
Глава 2 Технологическое оборудование для создания РНЕМТ гетероструктур с переменным профилем состава квантовой ямы и методы их исследования
2.1. Молекулярно - лучевая эпитаксия

2.1.1. Реализация технологии на установке молекулярно-лучевой эпитаксии гетероструктур Riber Compact 21 -Т
2.1.2. Физика процессов на поверхности при эпитаксии
2.1.3. Отработка технологических параметров и применяемые методики измерений и контроля
2.2. Методы исследования и анализа полученных гетероструктур
2.2.1. Измерение удельного сопротивления, подвижности и концентрации электронов из эффекта Холла
2.2.2. Рентгеновская дифрактометрия
2.2.3. Просвечивающая электронная микроскопия
2.2.4. Спектроскопия фотолюминесценции
2.3. Выводы по второй главе
Глава 3 Численное моделирование РНЕМТ гетероструктур
3.1. Моделирование зонного профиля
3.2. Расчет зонной структуры РНЕМТ гетероструктур с однородной квантовой ямой InxGai.xAs для случаев одностороннего и двустороннего дельта-легирования кремнием
3.3. Расчет зонной структуры образцов с варизонной квантовой ямой
3.3.1. Образцы варизонных РНЕМТ гетероструктур с односторонним 5-легированием
3.3.2. Образцы варизонных РНЕМТ гетероструктур с двусторонним
8-легированием
3.4. Выводы по третьей главе
Глава 4 Экспериментальные исследования и анализ
4.1. Экспериментальные образцы: структура слоев и эпитаксиальный рост
4.2. Структурная характеризация образцов методом просвечивающей электронной микроскопии
4.3. Анализ структурных характеристик РНЕМТ гетероструктур по данным дифракционного отражения
4.4. Подвижность и концентрация двумерного электронного газа в варизонных КЯ РНЕМТ гетероструктур с односторонним и двусторонним 5-легированием
4.5. Исследование спектров ФЛ РНЕМТ гетероструктур с варизонной КЯ
Выводы
Заключение
Список литературы

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СОЗДАНИЯ РНЕМТ ГЕТЕРОСТРУКТУР С ПЕРЕМЕННЫМ ПРОФИЛЕМ СОСТАВА КЯ И МЕТОДЫ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ
Базовым материалом для создания современных СВЧ транзисторов и интегральных схем на их основе является гетероструктура. К огромному скачку в области физики твердого тела привело экспериментальное получение гетеросистемы АЮаАэ/СаАз на которой впервые наблюдался эффект размерного квантования [79] и были созданы первые мощные полупроводниковые лазерные диоды [80]. Развитие технологии получения таких гетероструктур невозможно представить без современного метода создания искусственных кристаллов -молекулярно-лучевой эпитаксии [81-83], которая была создана в конце 1960-х годов Дж. Р. Артуром и Альфредом Чо. Гетероструктуры с квантовыми ямами и двумерным электронным газом являются базовым материалом современной сверхвысокочастотной электроники. Их использование, в совокупности с другими технологиями микро- и наноэлектроники позволяет получать устройства, работающие в СВЧ диапазоне вплоть до терагерцового [84-85]. На сегодняшний день МЛЭ является одной из базовых технологий как для создания наноструктур, так и для фундаментального исследования процессов их формирования [86].
Поскольку частотные свойства и характеристики мощности СВЧ транзисторов неразрывно связаны с электронными транспортными свойствами двумерного электронного газа в канале гетероструктуры [87-88], возникает необходимость с высокой точностью измерять электрофизические параметры гетероструктур. К таким методам относятся эффект Холла [89-90] и эффект Шубникова-де Газа [91-92]. Для исследования ДЭГ в гетероструктурах широко используются оптические методы: спектроскопия фотолюминесценции [93] и метод фотоотражения [94-95]. Известно, что интенсивность ФЛ при понижении размерности возрастает в несколько раз, что объясняется подавлением безызлучательной рекомбинации вследствие пространственного ограничения движения электронов в таких