Badanie profilu składu chemicznego i lateralnej jednorodności studni kwantowych związków półprzewodnikowych AIII BV

• Autorzy: Gaca J. , Wójcik M. , Turos A. , Strupiński W. , Jasik A. , Zynek J. , Kosiel K , Eichhron F. , Prokert F.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Związki półprzewodnikowe AIIIBV znajdują szerokie zastosowanie w nowoczesnych technologiach. Światłowodowa łączność optyczna, odtwarzacze CD, skanery, aparatura medyczna, to tylko niektóre przykłady ich wykorzystania w praktyce. Obszar aktywny lasera, diody rezonansowej lub detektora składa się z warstw InxGa(1 x)As wykonywanych techniką MOCVD. Podstawową trudność stanowi uzyskanie warstwy aktywnej, o dużej jednorodności składu chemicznego i odpowiedniej grubości oraz ostrych interfejsach. Podstawowym warunkiem jest dobranie składu chemicznego warstwy InxGa x)As w taki sposób, aby wykazywała emisję w pożądanym zakresie długości fali. Aby tego dokonać niezbędna jest kontrola profilu składu chemicznego kryształów wielowarstwowych. Technikami badawczymi zapewniającymi nieniszczące i szybkie badanie struktury wytwarzanych układów epitaksjalnych są: wysokorozdzielcza dyfraktometria rentgenowska (HRXRD) oraz metoda ruthefordowskiego rozpraszania jonów (RBS). Wykorzystanie komplementarności tych metod pozwala wyznaczać i weryfikować podstawowe, objętościowe parametry strukturalne, a zastosowanie reflektometrii rentgenowskiej (XRR) i mikroskopii sił atomowych (AFM) umożliwiają charakteryzację powierzchni swobodnej oraz interfejsów. Wykorzystując wymienione wyżej techniki badawcze opracowano i zastosowano metodę wyznaczania profilu składu chemicznego i odległości międzypłaszczyznowych hetero-struktur związków półprzewodnikowych AIIIBV ze szczególnym uwzględnieniem bardzo cienkich silnie naprężonych studni kwantowych InxGa (1-x)As. Wyznaczono optymalne wartości parametrów wzrostu epitaksjalnego, co umożliwiło wytworzenie zaprojektowanych heterostruktur.

EN

The chemical composition and interplanar spacing profiles as well a lateral homogen-ity of AIIIBv heterostructures containing highly strained InxGa(1 .As layer were investigated. The heterostructures grown by metallorganic chemical vapor deposition were characterizied by means of high resolution x-ray diffractometry, x-ray reflectometry and Rutheford backscattering. In order to analyze the experimental results an algorithm for calculating the x-ray profiles based on Darwin diffraction theory has been worked out. The developed method was applied to find out: the dependence of the growth rate of the highly strained InxGa As layer on a deposition time, the dependence of the interface profiles between supervise the growth proces of a resonant cavity enhanced photodiode heterostructure for which highly strained InxGa(1-x) As layer was an essential part.

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych
• Czasopismo: Materiały Elektroniczne
• Rocznik: 2005
• Tom: T. 33, nr 1-4
• Strony: 5--42
• Opis fizyczny: rys., tab., bibliogr. 24 poz.

Twórcy

autor

Gaca J.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warszawa

autor

Wójcik M.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warszawa

autor

Turos A.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warszawa

autor

Strupiński W.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warszawa

autor

Jasik A.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warszawa

autor

Zynek J.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warszawa

autor

Kosiel K

• Instytut Technologii Elektronowej, Aleja Lotników 32/44, 02 668 Warszawa

autor

Eichhron F.

• Institute of Ion Beam Physics and Materials Research, Forschungszentrum Rossendorf, P.O. Box 51 01 19, 01314 Dresden, Germany

autor

Prokert F.

• Institute of Ion Beam Physics and Materials Research, Forschungszentrum Rossendorf, P.O. Box 51 01 19, 01314 Dresden, Germany

Bibliografia

• [1] Darwin C.G.: Philos. Mag., 27,(1914) 315 ; (1914) 27, 675
• [2] Durbin S.M., Follis G.C.: Phys. Rev. B, 51, 15, (1995), 10127
• [3] Luger P.: Rentgenografia strukturalna monokryształów, PWN, Warszawa 1989
• [4] G.N. Ramachandran, R.S. Srinivasan: Fourier methods in crystallography, Buerger ed. London 1990
• [5] Maurin K.: Analiza, cz. 2 PWN, Warszawa 1971
• [6] Gaca J., Wójcik M.: Appl. Phys. Lett., 65, 8, (1994), 977-979
• [7] Samuelson L., Seifert W.: Metaloorganic vapour phase epitaxial growth of ultra-thin quantum wells and heterostructures, Handbook of Crystal Growth 3 (1994)
• [8] Gaca J., Wójcik M.: The HRXRD investigation of the lateral chemical composition distribution in superlattice crystals, 18th IUCr Congress & General Assembl, (Abstracts) 4th – 13thAugust 1999, Glasgow
• [9] Gi-Hong RUE at all: Characterization of uried ultrathin layer and multilayer system by X-Ray scattering, Jpn. J. Appl. Phys., 41 (2002), 3039–3042, Part 1, No. 5A, May 2002
• [10] Chu W.K., Nicolet M. A., Mayer J. W.: Backscattering spectroscopy, Academic Press, New York 1978
• [11] Feldman L.C., Mayer J. W.: Ion channeling in materials science, Academic Press, New York 1984
• [13] Stonert A., Turos A., Breeger B., Wendler E., Wesch W.: Defect transformations in AlxGa1-xAs at low temperatures Mod. Phys. Lett. B15, (2001), 1437
• [14] Wierzchowski W., Turos A., Wieteska K., Graeff W.: Synchrotron investigation of strain profiles in implanted semiconductors, Vacuum, 63, 767, (2001)
• [15] Stoev K., Sakurai K.: The Rigaku Journal, 14, 2 (1997), 22- 37
• [16] Ming, Z.H at all: J.Appl.Phys. 80, 8 ; (1996), 4372-4376
• [17] Turos A., Gaca J., Wójcik M. et al.: Nucl. Instr.& Math. Res., 8 (2004)
• [18] Gaca J., Wójcik M., Turos A.: 21th ECM Durban, South Africa, Abstract Book s. 178, (2003)
• [19] Strupinski W., Wójcik M., Gaca J.: 11TH Bienn. Work. On OMVPE, Keystone USA, Abstract Book ACCCGE, 125
• [20] Wójcik M., Gaca J., Turos A.: 21th ECM Durban, South Africa, Abstract Book, 177, (2003)
• [21] Zynek J., Wójcik M., Gaca J.: 17th Szkoła Optoelektroniki, Kazimierz Dolny, Abstract Book, 1, (2003)
• [22] Sinha S. K. et. al.:Phys. Rev. B, 38, 4, (1988), 2297-2304
• [23] Takagi S.: J. Phys, Soc. Jpn., 26, (1969), 1239
• [24] Taupin T., Bull. Soc. Fr. Mineral. Crystallogr. 87, 469, (1964)