Elektronika 2009-05.pdf - Instytut Systemów Elektronicznych ...

a)b)Rys. 7. Zależność koncentracji nośników od temperatury wzrostu(a) oraz zależność natężenia luminescencji od koncentracji i typunośników (b) w próbkach SL InAs/GaInSb [9,10]Fig. 7. Dependence of the carrier concentration on growth temperature(a) and photoluminescence intensity as a function of type andcarrier concentration (b) for InAs/GaInSb superlattices [9,10]swobodnej kryształu można obserwować dzięki metodzieRHEED. W omawianym układzie materiałowym prawidłowadla związków III-As rekonstrukcja powierzchni to (1 x 2), natomiastdla Ga(In)Sb to (1 x 3), co zostało pokazane na rys. 8.Właściwy wybór rekonstrukcji ma istotne znaczenie dlagładkości powierzchni krystalizowanych warstw. Jest to widocznena obrazach uzyskanych przy użyciu mikroskopu siłatomowych AFM (Atomic Force Microscope) [12]. Właściwiedobrane wartości strumieni pozwalają na uzyskanie gładkościpowierzchni wynoszącej 1 nm.W reaktorach MBE bardzo trudno jest uzyskać niską temperaturęwzrostu 360...440°C. W urządzeniach tych źródłemciepła jest nie tylko grzejnik, ale także rozgrzane komórki efuzyjne.Przy wzroście niskotemperaturowych materiałów praktykowanejest studzenie wsadów w komórkach nieużywanychw procesie technologicznym do temperatur spoczynkowych(stand-by). W przypadku związków z antymonem nie jest towskazane, gdyż Sb podczas wzrostu wbudowuje się nie tylkodo rosnącego kryształu, ale osadza się w całej komorze, zanieczyszczawszystkie komórki, zarówno używane podczaswzrostu jak i nieużywane, migrując pod przesłony. Aby zmniejszyćefekt przylepiania się antymonu, wsady w komórkachefuzyjnych utrzymywane są w podwyższonych temperaturach.Wprowadzenie antymonu do komory wzrostu pozostawia„efekt pamięci” na długie lata pracy reaktora, niezależnieod czasu i sposobu wygrzewania urządzenia.Zagadnienie uzyskania niskiej, stabilnej i powtarzalnejtemperatury wzrostu jest jednym z kluczowych problemówtechnologii antymonków. Dodatkowym problemem jest zakresczułości pirometru. Zakres temperatury poniżej 440°C znajdujesię poza obszarem wiarygodnej pracy pirometru stosowanegodla klasycznych związków III-V i wówczas należykorzystać ze wskazań termopary.Przy opracowaniu technologii wzrostu supersieci koniecznajest dokładna znajomość ich struktury krystaliczneji periodycznej. W tym celu wykorzystuje się wysokorozdzielcządyfraktometrię rentgenowską HR XRD (High Resolution X-RayDiffraction). Na podstawie dyfraktogramów możliwe jest określeniewielu istotnych parametrów supersieci. Typowy dyfraktogramsupersieci InAs/Ga(In)Sb jest przedstawiony na rys.9a. Widoczne są piki pochodzące od supersieci aż do 7. rzędu,co świadczy o doskonałej jakości periodycznej. Na podstawieodległości kątowej ∆ω najbliższych pików można bezpośredniookreślić okres supersieci ponieważ:d SL = λ/(2∆ω cosΘ)gdzie λ jest długością fali promieni X, a Θ jest średnim kątempołożenia analizowanych pików.Rys. 8. Obraz RHEED na powierzchniach GaInSb i InAs [11] Fig. 8. RHEED images of GaInSb and InAs [11]ELEKTRONIKA 5/2009 55