Wjciech D R A B I K Marta P A W Ł O W S K A Jędrej T O R U Ń Instytut Technlgii Materiałó Elektrnicnych, Warsaa Badania heterepitaksjalnych arst GaAsi P x / G a A s a pmcą skaningej i preśietleniej mikrskpii elektrnej 1, WSTĘP Pdcas epitaksjalneg rstu tró s t a ł y c h niedpasanie istnienia prycyną ytrenie niedpasania mieniającym Pry sare dące cenia tych nie tylk W pracy i licba serii pnieaż nieprmienistej bsarach predstaienie arst stpni ymagane YJ b - strukturalne ydajnść badanie stałym, arst prykładu, pnieaż lec p epitaksjalnych. ynikó arst bę- śie- i rprestreniania rstu heterepitaksjalnych są defekty generacji prcesie pre bniżają prblemem mechanimu r- badań GaAs. P uupełniającymi defek(x = 0,4) GaAs. badaniach mi: b s e r a c j ą kreślaniem relaksują arstie arst miennych p d ł ż u Rdaj i rtru. małej licbie stałym s k ł a d i e, a l a t p n a n i e tó s t r u k t u r y te e r a s t a j ą c e j składnikó rekmbicji bsarach Celem pryrądó. Ważnym rónież Naprężenia arst pdłża pryrądó ptelektrnicnych epitaksjalne źródłem krystalicnej niedpasania. udiale prdukcji prężeri. mieniają heterepitaksjalnych sieci psługian dma braach rdaju mcą transmisyjnej katdluminescencyjnych tych y b r a n y c h mikrskpii metda- bsarach, a ra p- elektrnej. 37 http://rcin.rg.pl
2. T E C H N I K A EKSPERYMENTALNA Katdluminescencyjne trymyan (SEM), a pmcą ykrystując nó ciałem stałach jeden prejścim ppre radiacyjnym: pimó j e s t efektó pre pasm bsaru 0 ra rekmbicji pstaci ciemnych stpriiu ją yniku bra nicy arst dla lnych Pry iąki ukśnym łym s k ł a d i e. arunkach (~5 ^m) ł m ż n a Obray trymać trymuje (plamki, pierchni ustainych linie) arst da- bsare grubści J e s t t e l e m e n t d b a d a ń pre- prstpadle s a c a n i e d b- pmc- transmisyjnym płżnych kreś- epitaksjalnych. stsunku bseracja istnienia nienis- mikrmetró. ppre http://rcin.rg.pl sta- stsanych dlnść rdielcą ó dużej gęstści pscególnych 38 padającej arstę miały nieielką d rprestreniania katdluminescencyjne płyające kstałcie Z bsaró stsunk pmcą. prełmó miennym i prypadku peneg katdluminescencyjneg preparató (TEM) arstach eksperymentu d- bsaró metdą rkładu kilku i stałym ustaieniu gdyż różnym palają mżlia d rekmbi- elektrnó a Obseracje epitaksjalnymi, miennym elektrnó grubści elektrnym tych rkładu strukturalne prmieniania elektrnó, głębkściach defekty i spsbu prygtyania mikrskpie lub centrami iąką kryst, bsaró arstami iąki lub Istnienie prmieniania drania Obray rdaju łmó płytek saró bard acernienieu prypierchniym Obseracje elekdięki nieprmienistej. u j a n i a t. c y n n e 1 różnym ne rekmbicyjne. padającej Skaning mżliść bseracji łasnści braej. daje są brau elek- alencyjne dmiesek jasnść par: iąkę becnścią katdluminescencji cącą prednicta-pasm prypadkó elektrmnkry- lub p d c e r n e spdane lampie Metda idialne i mieniają W rekmbicja energetycnej. materiału ięksnej iąki prerie nieprmienistej taraneg ddiałyania luminescencyjnych, pimy. W ięksści cji elektrneg yskenergetycną prmienianie ddatke mikrskpu luminescencyjnych generanych ytara rkładu łasnściach łasnściach trn-diura, trnó, stałym bray skaningeg (np, nie by- dyslka-
cje niedpasania chdące arstie d a r s t y stałym Określanie rdaju nych trymyanie ra lie był kreślić a ranie TEM, pre cji (spdanymi preparat, taci transmisyjnej dięki trymania arst. próbki ścienian Opracan prekrjó ju, g ę s t ś c i miennym pprecnych i knfiguracji i stałym 3. WYNIKI Badane arst. aż arunkó d różnych arst. różnych prstpadle ps- Celem głębkściach d pierchni prygtyania d p d ł ż a, dyfrak- defektu), cienkich flii U m ż l i i ł t b s e r a c j ę ppre rda- arstę pierchni. BADAN Zakładie metdę d- prechdą- preparaty bsaró mż- Mż pbliżu prygtyan chemicnie, rónież miami istniejących płżnych epitaksjal- pśrednie iąki krystalicnej interesujących flii b s a r ó ich tężaniu sieci bseracji flii t y c h pre- agęsceń elektrnej. stsując lkalnymi arst epitaksjalnych cienkich mikrskpii różnicm defrmacją arstach bsarach iąanym celu mżliści bsarach bseranych cej W ich lub ich s k u p i s k a ). pscególnych pmcą rdaj prejściej epitaksjalne Ziąkó GaAs^ ^P^/GaAs Półprednikych były ITME ytarane metdą rstu -2 fay gaej. Pdłża mieskane Te, rientacji < 1 O 0 > atmó fsfru GaAs Warsty dchyleniem Na Te różnic epitaksjalnych ynsił kncentracji dmieski D d r u g i e j g r u p y alicn D p i e r s e j katdluminescencyjne lkalnych trących ykayały d j e d n e g charakterystycnych die grupy. bray preagą acernień nescencyjne 1 0>. rkładó badanej yróżnin których rakteryały legle pdłżach 1-2 kierunku < 1 cechach katdluminescencyjnych niych %il b y ł y d- Udiał 0,4, ars- prediale m"^ pdstaie n a r s t y, 0,08x10 rastały x r t r e stejym ty b y ł y d m i e s k a n e (4-4l)xl0^ prnści epitaksjalne te acernień ężse, preagę kierunkó < 1 1 ciemnych grupy arst alic- stsunku chad li- pasmeu bray pasm serii pierchni lub s e r s e których katdlumi- leżących rón- 0 >. 39 http://rcin.rg.pl
Jak ykaan pracy tdluminescencyjnych ne, ystępujące ciemnym linim rónlegle ciemnym i Ib gęstści tmiast układ ąskim leżących sersym, rónległych mniejsej rónległe arst Śiadcą ne 10 cm że bada- dyslkacje, Skupiska d pierchni bray tym, preażają 5 _2 niż struktural- epitaksjalnych. katdluminescencyjne epitaksjalnej. stałym grupie predstain dyslkacje, prykłady piersej nym b s a r e, ka- chyl- niedpasania pradpdbnie 1 predstain pierchni chylne rstu braach dyslkacje stałym agęsceniu. bseranych la plamkm pjedynce sieć dpiada ięksym Na r y s. ra bsare d p ł a s c y n y Na r y s. nych dpiadają dpiada pasmm ^ i j, ciemnym - ystępały tylk sp- radycnie. Na r y s. Ic pierchni nicy k. gęstść i Id tej 0,1 jjm. Brak gęstści defektu T E M ). nym 10 cm małe Rys. le niedpasania, c śiadcy ich (pry leienia prykład typej bsare śred- sacanie katdluminescencyjnych ystępujących tym, ż e ptierda pradpdbieńst predstaia bray tylk y d i e l e n i a tej brau sieci dys- mien-. Na r y s, ru a r s t y Ich niż bard elektrn-mikrskpe Zareran 6 2 mniejsa gęstści lkacji predstain. cechą If i I g że Na pdstaie dyslkacje trn-mikrskpeg chni rstu Na rys. drania płżneg ułżenie tylk bseraneg te k ń c ą preparatu, 2 predstain bra lec nie jednej są rónież bliżej jednym djęciach kierun- kntrastu pierchni»vięc r ó n l e g ł e bsa- pdłża. d elek- pier- arsty.fy. jednej giej grupy. Na r y s. 2a prykład arst pdan a n tu p r e a g ę iąki epitaksjalnych prykład pasm bra elektrnó. alicnych d dru- katdluminescencyjneg ułżnych d l k a l n y c h katdluminescencyjny nie d p a d a j ą c e j ynikó b s e r a c j i pierchni ciemnych kó < 1 1 O > s t s u n k u stain, charakterystycną kó < 1 1 0 >, idać, predstain miennym epitaksjalnej. jednym acernień. prełmu Taki 40 http://rcin.rg.pl bra Na rys. 2b Ustaineg daje Obserkierunpredukś- infrmację
Rys la, b "'ira katdluminescen/jny pierchni Rys. 1c. Obra eiektrn-mikrskpy pierchni Rys. Id Obra eiektrn-mikrskpy pierchni; idcne pękniecie preparatu http://rcin.rg.pl
Rys. 1e. Obra elektrn-mikrskpy bsaru m i e n n y m http://rcin.rg.pl Rys. 1f, g. Obra elektrn-mikrskpy bsaru m i e n n y m pbliżu pdłża
Rys. 2a Obra katdluminescencyjny pierchni Rys 2b. Obra katdluminescencyjny prełmu Rys. 2c, d, e. Obra elektrn-mikrskpy bsaru miennym http://rcin.rg.pl
Ryi. 2f Obra elektrn mikrskpy bsaru miennym Rys 3. Zesta jlektrn-mikrskpych prekrju pprecnegi epitaksjalnej http://rcin.rg.pl
grubściach mację ma pscególnych rkładie górnej ppre arstv/ę {l rys. 2c, sieć penym T,vidc ra kątem anitrpia ma p ł y n a bsare rys. 3 predstain ra mian całej stain płytki esta \e f r a g m e n c i e arsty rnicy sty itą m.ennym pdłżem, pdłża dla T E M cpbsaru k.ierunku i stałym bsarami cienkich giłębkści rkładie d 2a). e tym grubść ftgrafii ftgrafii r predbsaru dpiada gra- granicneg ar- nie uględnin ględu cęści byt ma- bseraneg niedpasania pprecnych daje rkładu mżliść całym epitaksjalną, flii p r y g t v ^ a n y c h prstpadłym infrmację preparacie -.Yarsta b- sąsiednimi. flii p r e k r j ó jednym płytki (rys. is- bseranych całą bsaru ( gęstść Na rysunku cienkich pire^iledenia [Jadanie Dl c ę ś ć \,ięksa dóch preśledenia pchdi anitr- idcny epitaksjalną. i stałym idc pró. niu pjrekrju cęść ża pre- d, e gęstść, ). W centralnej Badanie gór pre 2c, rkład prykład mżliści i knfiguracji rónległych Na rys. bsare anitrpy rciągającym miennym mżliść, pierchni. stał^'m s k ł a d i e, arstą miennym CDbrau gęstści niedpasania Istnieje niedpasania traie katdluminescencyjnym ipprek prechdących rkładu Na pas- ukła- płascych pierchni. tpy r k ł a d cdaju pine niedpasania d j e g kierunkach <1 1 0 >. imiennym infr- istnienie prykłady bsare iprstpadłych ttniejących ra miennym i leżących d, e i f p r e d s t a i n Obseran pd Ciemne skaują d a r s t y stałym s k ł a d i e i pdłża bsaracku prełmu bseranych (d p i e r c h n i iparat 1 1 }.. djęcia prechdących pśligu Na tych cęści clćv,- d y s l k a c j i bsaró pierchni metdą ścieniania arst epitaksjalnych bsare płżnym daje penej v.arstv\'>'. http://rcin.rg.pl 41
4. WNIOSKI Omóine neg prykłady drania tleniej mikrskpii nia p r y badaniach łasnściach astsania elektrnej duje sób e ględu preśledenia bsare bsar rkładu cynny prealiać całą katdluminescencji nie mż elektrnej. Pdt że dacych daje ich łące- badanych dstarcn ich Pry dużej indyidualnie, tylk j e d n e j infrmację arst Obray rkładie gęstści tmiast elektrna pa- rdaju bseranych serii sp- mikrskpii katdluminescencyjnym ybranej j- ten epitaksjalnej. infrmację mikrskpia SEM mż- której Mż preśietleniej granicną peną ra epitaksjalnej, epitaksjalnej. transmisyj badań pierchni śiecących. bserać astsanie krystalgraficnej (Tekst preśie- charakter pierchnię bram yniki skaują, cynnych astsaniu Omóine i celść bseracji pryrądó był pry prypianie tępujących SEM półprednikych nieniscący prełmó dają prekrju był t mżlie lała materiałó pry jej prypierchniym katdluminescencyj- luminescencyjnych. kryst liść skaują Metda katdluminescencji metdy pry ykrystaniu ys- arstach. epita+csjalnych ymieninych dskłści metd ba- Struktury materiałó, 23.08,1982 r,) LITERATURA 1. Pałska *Pirmy M., T r u ń JEOL: arstach cą SEM Próba J, : II S p t k a n i e krelacji heterepitaksjalnych i TEM, Krakó Użytknikó GaAs^ ^P^/GaAs 1979 42 http://rcin.rg.pl Aparatury a pm-