Kwantowy (2DEG) czujnik pola magnetycznego z pseudomorficzną warstwą aktywną In0,52Al0,48As/In0,8Ga0,2As na podłożu (411)A InP

• Autorzy: Przesławski T. , Wolkenberg A.

Warianty tytułu

EN

Quantum (2DEG) sensor of magnetic field with a pseudomorphic active layer In0,52Al0,48As/In0,8Ga0,2As on (411)A InP

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Opisano koncepcję nowej generacji czujników Halla wykorzystujących półprzewodnikowe studnie kwantowe wypełnione 2DEG. Technologie MBE, MOCVD umożliwiają kontrolę parametrów rosnących warstw oraz wytwarzanie tzw. struktur pseudomorficznych - mechanicznie naprężonych na granicy z sąsiednimi warstwami i nie przekraczających grubości krytycznej. Podano właściwości elektryczne oraz charakterystyki różnych parametrów, które mogą być odpowiednio kształtowane (inżynieria przerwy zabronionej, inżynieria funkcji falowych). Wymienione zalety tej struktury heterozłączowej w połączeniu ze wzrostem na podłożu (411 )A InP powinny znacznie poprawić właściwości transportowe ładunków elektrycznych. Czujniki Halla wykorzystujące struktury pseudomorficzne mogą w najbliższej przyszłości wyprzeć z wielu zastosowań tradycyjne hallotrony.

EN

There was described new concept of Hall sensors with fulfilled quantum wells by 2DEG. MBE and MOCVD technology allow control of the growing layers (channel and barrier) and therefore also to make pseudomorphic structures mechanic strained on the frontier between neighbor layers and with it thickness lower as critical. It was described different properties and parameters which can be shaped using energy gap and wave function engineering. All values of these structures together with growth on (411)A InP (super- flat interfaces - significant reduction of the interface roughness scattering charge carrier of 2DEG, enhanced electron mobility) must to bring enormous increase of transport parameters of charge carriers. Such Hall sensors can push out in the future the classical Hall sensors with thin layer structure.

Słowa kluczowe

PL

MBE; MOCVD; InGaAs; InAIAs; pseudomorficzne heterozłącze; gaz elektronowy dwuwymiarowy; 2DEG; magnetotransport; kwantowe czujniki pola magnetycznego

EN

MBE; MOCVD; pseudomorphic heterojunction; two-dimensional electron gas; 2DEG; magnetotransport; quantum sensor of magnetic field

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 48, nr 1
• Strony: 55--61
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., wykr.

Twórcy

autor

Przesławski T.

autor

Wolkenberg A.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

Bibliografia

• [1] Dziuba Z., Przesławski T., Dybko K., Górska M., Marczewski J., Regiński K.: Negative magnetoresistance and impurity band conduction in an I0.53Ga0.47As/InP heterostructure. J. Appl. Phys. 85, 6619 (1999).
• [2] Wolkenberg A., Przesławski T., Kaniewski J., Bąk-Misiuk J., Regiński K.: Thickness dependence of the structural and electrical properties of InAs layers epitaxially grown by MBE on GaAs (001). Materials Science & Engineering, B77, 250 (2000).
• [3] Wolkenberg A., Przesławski T., Regiński K., Kaniewski J.: Electrical charge transport of n-InAs epitaxial films on GaAs (001 ). Materials Science & Engineering, B90, 176 (2002).
• [4] Dziuba Z., Górska M., Dybko K., Przesławski T., Regiński K.: Analysis of the electrical conduction in an n-type GaAs epilayer. Appl. Phys., A77, 937 (2003).
• [5] Wolkenberg A., Przesławski T., Kaniewski J., Regiński K.: Experimental confirmation by galvanomagnetic methods of the complex transport model in layers of In0.53Ga0.47As deposited by MBE on SI - InP. Journal of Physics and Chemistry of Solids, 64, 7 (2003).
• [6] Wolkenberg A., Przesławski T., Kaniewski J., Regiński K.: A method for calculating the conductivity mobility spectrum using multi - carrier fitting. Materials Science & Engineering, B110, 79 (2004).
• [7] Wolkenberg A., Przesławski T., Kaniewski J., Regiński K.: Conductivity analysis of n-GaAs molecular beam epitaxy layers using multi - carrier fitting. J. Appl. Phys. 99, 093708 (2006).
• [8] Miao Z. L., Chua S. J., Tripathy S., Chia C. K., Chye Y. H., Chen P.: High-quality InAs grown on GaAs substrate with an in situ micro-structured buffer. J. Crystal Growth 286, 18 (2004).
• [9] Li H., Wu J., Wang Z., Liang J., Xu B., Jiang Ch., Gong Q., Liu F., Zhou W.: Growth and characterization of InGaAs/InAlAs/InP high-electron- mobility transistor structures towards high channel conductivity. J. Crystal Growth 186, 309 (1998).
• [10] Kitada T., Saeki T., Ohashi M., Shimomuraq S., Adachi A., Okamoto Y., Sano N., Hiyamizu S.: Super-flat interfaces in In0.63Ga0.47As/In0.52Al0.48As quantum wells grown on (411)A InP substrates by molecular beam epitaxy. J. Electronic Materials 27, 1043(1998).
• [11] Aoki T., Kitada T., Shimomura S., Hiyamizu S.: Super-flat interfaces in pseudomorphic In0.72Ga0.28As/In0.52Al0.48As quantum wells grown on (411)A InP substrates by molecular beam epitaxy. J. Vac. Sci. Technol. B18, 1598 (2000).
• [12] Kitada T., Aoki T., Watanabe I., Shimomura S., Hiyamizu S.: Optimized channel thickness for high electron mobility in pseudomorphic In0.74Ga0.26As/In0.52Al0.48As quantum - well interfaces grown by MBE. J. Crystal Growth 227-228, 289 (2001 ).
• [13] Kitada T., Aoki T., Watanabe I., Shimomura S., Hiyamizu S.: Extremely high electron mobility of pseudomorphic In0.74Ga0.26As/In0.46Al0.64As modulation -doped quantum wells grown on (411)A InP substrates by molecular- beam epitaxy, Appl. Phys. Lett. 85, 4043 (2004).
• [14] Katoh S., Sagisaka H., Yamamoto M., Watanabe I., Kitada T., Shimomura S., Hiyamizu S.: Interface roughness characterization by electron mobility of pseudomorphic In0.74Ga0.26As/ In0.52Al0.48As modulation -doped quantum wells grown on (411)A InP substrates by molecular beam epitaxy. J. Vac. Sci. Technol. B 23, 1154 (2005).
• [15] Yoon S. F., MiaoY. B., Radhakrishnan K., Duan H. L.: Some effects of indium composition on pseudomorphic InxGa1-xAs/In0.52Al0.48As modulation- doped heterostructures grown by molecular bean epitaxy. J. Crystal Growth 158, 443 (1996).
• [16] Bollaert S., Cordier Y., Zaknoune M., Happy H., Hoel V., Lepilliet S., Theron D., Cappy A.: The indium content in metamorphic InxAl1-xAs/InxGa1-xAs HEMTs on GaAs substrate: a new structure parameter. Solid-State-Electronics 44, 1021 (2000).
• [17] Higashiwaki M., Kitada T., Aoki T., Shimomura S., Yamashita Y., Endoh A., Hikosaka K., Mimura T., Matsui T., Hiyamizu S.: DC and RF performance of 50 nm gate pseudomorphic In0.7Ga0.3As/ In0.62Al0.48As high electron mobility transistors grown on (411 )A-oriented InP substrates by molecular-beam epitaxy. Jpn. J. Appl. Phys. 39, L720 (2000).
• [18] Sugiyama Y.: Recent progress on magnetic sensors with nanostructures and applications. J. Vac. Sci. Technol. B13, 1075 (1995).
• [19] Del Medico S., Benyattou T., Guillot G., Gendry M., Oustric M., Venet T., Tardy J., Hollinger G., Chovet A., Mathieu N.: Highly sensitive In0.75Ga0.25As/AlInAs Hall sensors. Semicond. Sci. Technol. 11, 576 (1996).
• [20] Oszwałdowski M., Berus T., Zimniak M.: Czujniki Halla z silnie domieszkowanych epitaksjalnych warstw n- InSb. Materiały Konferencyjne Politechnika Poznańska, Instytut Fizyki (2004).
• [21] Sugiyama Y., Takeuchi Y., Tacano M.: Highly-sensitive In-GaAs-2DEG Hall device made of pseudomorphic In0.62Al0.48As/ In0.8Ga0.2As heterostructure. Sens. Actuators A 34, 131 (1992).
• [22] Kyburz R., Schmid J., Popovic R. S., Melchior H.: High-performance In0.53Ga0.47As/InP Hall sensors with doped and 2DEG channels and screening front and back gate layers. Sens. and Materials 6, 279 (1994).
• [23] Mosser V., Contreras S., Aboulhouda S., Lorenzini Ph., Kobbi F., Robert J. L., Zekentes K.: High sensitivity Hall sensors with low thermal drift using AlGaAs/InGaAs/GaAs heterostructures. Sens. and Actuators A 43, 135 (1994).
• [24] Tacano B., Sugiyama Y., Takeuchi Y., Ueno Y.: Very high electron mobility In0.8Ga0.2As heterostructure grown by molecular beam epitaxy. J. Electron. Mater. 20, 1081 (1991).
• [25] Regiński K., Ochalski T., Muszalski J., Bugajski M., Bergman J., Holtz P. O., Monemar B.: Investigation of optical properties of active regions in vertical cavity surface emitting lasers grown by MBE. Thin Solid Films 412 107 (2002).
• [26] Zamora-Peredo L., Lopez-Lopez M., Rivera Z., Guillen A., Rodriquez-Vazquez A.G., Ramirez-Flores G., Lastras-Martinez A., Mendez-Garcia V. H.: Quantum Hall effects devices based on AlGaAs/GaAs structures studied by photoreflectance Spectroscopy. Appl. Surface Sci. 238, 204 (2004).
• [27] Mitchel Lo, W.C., Ahoujja M., Cheng J. P., Fathimulla A., Mier H.: Second subband population in 5-doped Al0.48In0.52As/Ga0.47In0.53As heterostructures. Appl. Phys. Lett. 66 754 (1995).
• [28] Dziuba Z., Górska M., Antoszewski J., Babiński A., Kozodoy P., Keller S., Keller B., DenBaars S. P., Mishra U. K.: Quantum correction to the electrical conduction in an AlGaN/GaN heterostructure. Appl. Phys. A 72, 691 (2001).
• [29] Parish M. M., Littlewood P. B.: Non - saturating magnetoresistance in heavily disordered semiconductors. Nature 426, 162 (2003).
• [30] Husmann A., Betts J. B., Boebinger G. S., Migliori A., Rosenbaum T. F., Soboungi M. L.: Megagauss sensors. Nature 417, 421 (2002).
• [31] Pierściński K.: Optyczna charakteryzacja struktur półprzewodnikowych. Electron Technology, Internet Journal, w przygotowaniu.