Особенности образования наноостровков в многослойных SiGe гетероструктурах и метод селективного легирования SiGe структур сегрегирующими примесями

Юрасов, Дмитрий Владимирович

Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и нано- электроника на квантовых эффектах

автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Особенности образования наноостровков в многослойных SiGe гетероструктурах и метод селективного легирования SiGe структур сегрегирующими примесями

кандидата физико-математических наук: Юрасов, Дмитрий Владимирович
город: Нижний Новгород
год: 2012
специальность ВАК РФ: 05.27.01

Диссертация по электронике на тему «Особенности образования наноостровков в многослойных SiGe гетероструктурах и метод селективного легирования SiGe структур сегрегирующими примесями»

Автореферат диссертации по теме "Особенности образования наноостровков в многослойных SiGe гетероструктурах и метод селективного легирования SiGe структур сегрегирующими примесями"

На правау рукописи

Юрасов Дмитрий Владимирович

Особенности образования наноостровков в многослойных 81Се гетероструктурах и метод селективного легирования 81Се структур сегрегирующими примесями

05.27.01 - твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах

2 2 НОЯ 2012

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Нижний Новгород - 2012 г.

005055407

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетно учреждении науки Институте физики микроструктур Российско академии наук

Научный руководитель кандидат физико-математических наук

Новиков Алексей Витальевич

Официальные оппоненты:

Садофьев Юрий Григорьевич Доктор физ.-мат. наук, профессор, в.н.с. ФГБУН Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН

Цырлин Георгий Эрнстович Доктор физ.-мат. наук, зав. лаб. Учреждение Российской академии наук Санкт-Петербургский Академический университет -научно-образовательный центр нанотехнологий РАН

Ведущая организация Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт физики полупроводников им. В.А. Ржанова Сибирского отделения РАН

Защита состоится 6 декабря 2012 г. в 14.00 на заседании диссертационного совета Д 002.098.01 при ФГБУН Институте физики микроструктур РАН по адресу 607680, Нижегородская обл., Кстовский район, д. Афонино, ул. Академическая, д.7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИФМ РАН

Автореферат разослан 1 ноября 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.ф.-м.н., профессор

Актуальность темы

В последние годы значительно возрос интерес к физическим системам с пониженной размерностью, в частности, к полупроводниковым наноструктурам. Это связано как с общей тенденцией миниатюризации традиционных электронных приборов, так и с появлением у подобных объектов принципиально новых свойств, отсутствующих у объемных материалов. Изменение физических свойств полупроводников является важной с практической точки зрения задачей, которая может решаться с помощью различных подходов, например, с помощью так называемой "зонной инженерии". При зонной инженерии, как ясно из названия, производится направленное изменение зонной структуры материала, что приводит к появлению по сути нового материала, с новыми электрофизическими и оптическими свойствами. Наиболее часто модификация зонной структуры осуществляется за счет формирования гетероструктур, в том числе гетероструктур с пониженной размерностью, таких как квантовые ямы, квантовые проволоки и квантовые точки. Другим, более традиционным способом изменения свойств полупроводников является их легирование, которое оказывает влияние как на зонную структуру материала (появление примесных уровней и подзон), так и существенным образом изменяет его электрофизические свойства.

Одним из широко используемых способов получения полупроводниковых структур (в частности, гетероструктур) является эпитаксия. С помощью эпитаксиальных методов роста возможно формирование широкого класса гетероструктур. В настоящее время гетероструктуры семейства А3В5 [1] и Si/Ge [2] являются наиболее активно исследуемыми. Система А3В5 привлекательна с прикладной и фундаментальной точек зрения в силу широких возможностей по подбору материалов с различными свойствами, такими как ширина запрещенной зоны и параметр кристаллической решетки. Кроме этого многие полупроводники этого класса являются прямозонными, что важно для создания оптоэлектронных приборов. В то же время, современная микро- и наноэлектроника базируется на кремниевой технологии. Поэтому развитие физических и технологических основ получения эпитаксиальных гетероструктур на основе кремния с целью улучшения характеристик уже существующих приборов и создания новых устройств является актуальной задачей.

структуры с планарными SiGe/Si слоями [2]. Однако из-за рассогласования параметров кристаллических решеток Si и Ge (0,543 нм и 0,565 нм соответственно) SiGe гетероструктуры являются напряженными. Релаксация упругих напряжений в них в зависимости от параметров структур и условий роста может происходить либо за счет образования дефектов кристаллической решетки (пластическая релаксация), либо за счет развития шероховатости поверхности (упругая релаксация) [2]. Для формирования приборных планарных SiGe структур с заданными параметрами необходимо знать, при каких условиях релаксация напряжений в них будет отсутствовать, не произойдет образования дефектов кристаллической решетки, и границы слоев останутся планарными. Кроме планарных SiGe структур научный и практический интерес вызывают и структуры, в которых в результате упругой релаксации напряжений произошло образование такого интересного типа низкоразмерных объектов, как самоформирующиеся наноостровки или квантовые точки. С практической точки зрения этот тип низкоразмерных GeSi гетероструктур интересен благодаря возможности получения сигнала люминесценции от подобных структур в диапазоне длин волн 1,3-1,55 мкм и возможности детектирования подобных сигналов [3, 4]. Исследования процессов зарождения и свойств самоформирующихся объектов в гетеросистеме Ge/Si имеют также и фундаментальный аспект: на их примере осуществляется изучение общих закономерностей процессов роста полупроводниковых напряженных гетеросистем.

Физические свойства Ge(Si) самоформирующихся наноостровков зависят от таких параметров, как их размеры, форма, компонентный состав и упругие напряжения. Однако сами эти параметры зависят как от условий роста, так и от условий зарождения островков. Формирование структур с Ge(Si) наноостровками для приборных приложений требует развития методов их формирования с наперед заданными свойствами. Для реализации этого, в частности, необходимо точное знание момента начала образования островков в зависимости как от условий роста, так и от параметров самой структуры. К настоящему времени известно, что зарождение Ge(Si) островков происходит по так называемому механизму Странского-Крастанова. К моменту начала работы над диссертацией наиболее простой случай, а именно рост Ge(Si) островков на Si(001) подложках был исследован достаточно подробно [2, 5]. В то же время дизайн структур для приборных приложений становится все более сложным -требуется формирование многослойных структур и сверхрешеток. Однако процессы образования островков в многослойных структурах к моменту начала работ над диссертацией были изучены в меньшей степени.

Таким образом, определение условий роста и параметров структур, при которых двумерный режим роста сменяется трехмерным, требуется как в случае роста планарных структур, где следует избежать релаксации упругих напряжений и образования островков (либо дефектов), так и в случае, когда

необходимо формирование островков с заданными параметрами. В цели настоящей диссертационной работы входило выявление особенностей образования Ge(Si) островков в многослойных структурах как с напряженными планарными SiGe слоями, так и с самоформирующимися островками.

Как указывалось выше, широко используемым методом изменения свойств полупроводников является их легирование. Создание легированных областей нанометровых масштабов в полупроводниках также приводит к формированию структур с пониженной размерностью, только появление пространственно выделенной малой области происходит не с помощью использования другого материала, как в гетероструктурах, а с помощью специальным образом полученного распределения атомов легирующих примесей. Основными акцепторными примесями для Si и SiGe структур являются элементы III группы, такие как бор и галлий, а донорными - V группы, а именно, сурьма, фосфор и мышьяк. Известно, что для Si и SiGe гетероструктур существует проблема их легирования донорными примесями [6]. Она заключается в том, что для всех основных донорных примесей ярко выражен эффект сегрегации, в результате которого атомы примеси плохо встраиваются в объем растущей пленки, и происходит их накопление на поверхности роста. Это значительно осложняет задачу по формированию легированных областей с требуемыми параметрами, в частности создание резких изменений профилей концентрации примеси и так называемых "дельта-легированных" слоев. Одной из целей диссертационной работы была разработка на примере сурьмы оригинального метода селективного легирования Si и SiGe структур сегрегирующими примесями.

Степень разработанности темы исследования

Исследования, посвященные эпитаксиальному росту гетероструктур в системе Si/Ge, ведутся более 20 лет. За это время был достигнут значительный прогресс в понимании физических процессов, происходящих при гетероэпитаксии, в частности, механизма релаксации упругих напряжений в SiGe гетероструктурах за счет развития шероховатости поверхности [5, 7]. Однако большая часть выполненных исследований перехода от двумерного (2D) роста к трехмерному (3D) концентрировались на наиболее простом случае -росте однослойных структур SiGe/Si(001). Для более сложного случая роста многослойных структур с несколькими SiGe слоями различного состава было экспериментально обнаружено влияние напряженных планарных SiGe слоев на последующий рост пленки Ge [8], которое не описывалось существующими к моменту начала работ над диссертацией моделями роста SiGe структур. Однако подробных исследований механизма влияния напряженных планарных слоев на 2D-3D переход пленки Ge выполнено не было.

Для многослойных SiGe структур с самоформирующимися наноостровками к началу работ над диссертацией были установлены две

основные особенности их роста по сравнению с однослойными структурами -вертикальное упорядочение островков и уменьшение критической толщины 2D-3D перехода в верхних слоях многослойных структур [9, 10]. В то же время отсутствовало экспериментальное подтверждение высказанных идей о связи этих особенностей с перераспределением материала смачивающего слоя Ge в верхних слоях структуры. Кроме того, не был детально изучен механизм формирования островков в многослойных структурах, а также недостаточно исследованы возможности управления параметрами островков в таких структурах.

Проблема легирования Si и SiGe структур донорными примесями, связанная с их сегрегацией, также известна более 20 лет. За это время были развиты теоретические модели, позволяющие описывать основные закономерности процесса сегрегации примесей [11-13], и предложены различные методы ее подавления [6 и ссылки внутри]. Однако, к началу работ над диссертацией не было предложено метода селективного легирования Si и SiGe структур, позволяющего получать высококачественные структуры с резким профилем распределения донорной примеси и бывшего бы при этом несложным для практической реализации. Вышеперечисленные обстоятельства указывают на недостаточную проработанность выбранной темы исследования и подтверждают актуальность диссертационной работы.

Основные цели работы состояли в следующем:

1. Выявление особенностей смены механизма роста пленки Ge с двумерного (2D) на трехмерный (3D) в многослойных SiGe гетероструктурах с напряженными планарными SiGe слоями и самоформирующимися островками. Установление влияния захороненных напряженных SiGe слоев и островков на дальнейший рост структур. Поиск новых возможностей управления параметрами Ge(Si) островков в многослойных структурах.

2. Разработка методики селективного легирования Ge/Si эпитаксиальных структур донорными примесями, позволяющей в методе молекулярно пучковой эпитаксии (МПЭ) получать резкие профили концентрации примеси, в том числе 5-легированные слои с сохранением высокого кристаллического качества структур, формируемых для различных приборных приложений.

Научная новизна работы

1. Показано, что наибольшее влияние на переход пленки Ое от двумерного к трехмерному росту в 8Юе/81(001) структурах с напряженными планарными подслоями оказывают напряженные 810е слои, находящиеся вблизи поверхности. Впервые установлено, что влияние захороненных напряженных

SiGe подслоев на 2D-3D переход пленки Ge сохраняется и при их заращивании тонким ненапряженным Si слоем. Уменьшение критической толщины двумерного роста пленки Ge в структурах с напряженными планарными SiGe подслоями связывается с сегрегацией Ge и упругой энергией, накопленной в таких слоях. Предложена теоретическая модель оценки критической толщины двумерного роста напряженных слоев в одно- и многослойных SiGe гетероструктурах, позволяющая с хорошей точностью описать широкий спектр имеющихся экспериментальных результатов.

2. Впервые для системы Ge/Si экспериментально обнаружено значительное перераспределение материала смачивающего слоя в верхних слоях многослойных структур с островками, приводящее к образованию локальных возвышений (холмов). Показано, что в многослойных структурах с островками механизм образования островков изменяется - их формирование происходит не за счет нуклеации зародышей, а за счет огранки склонов холмов плоскостями семейства {105}. Предложена качественная модель образования островков в верхних слоях многослойных SiGe структур.

3. Показано, что сегрегация примеси может быть использована для осуществления селективного легирования SiGe гетероструктур за счет выбора режимов роста, соответствующих кинетически ограниченной и равновесной сегрегации, и переключения между этими режимами для формирования различных слоев структуры.

Теоретическая и практическая значимость работы

1. Экспериментально установлено влияние планарных напряженных 810е подслоев на переход пленки Ое от двумерного к трехмерному росту, что позволяет определять условия роста и параметры структур, необходимые для реализации как послойного, так и островкового режимов роста в структурах с напряженными слоями. Показано, что влияние захороненных напряженных 81ве подслоев на 2Б-30 переход пленки йе сохраняется и при их заращивании ненапряженным слоем толщиной до -3,5 нм. Обнаруженное влияние напряженных 81Се слоев на смену механизма роста пленки йе необходимо учитывать при разработке дизайна напряженных гетероструктур для различных приборных приложений.

2. Установлены особенности формирования смачивающего слоя ве и образования островков в верхних слоях многослойных 81Се/81(001) структур с самоформирующимися островками. Показана возможность управления параметрами островков в верхних слоях многослойной структуры с островками за счет использования различных температур роста островков. Продемонстрирован способ увеличения поверхностной плотности островков в верхних слоях, а также возможность формирования кластеров островков.

Полученные результаты не зависят от выбора конкретных материалов, поэтому могут быть распространены на другие гетеропары. Выявленные особенности формирования островков в многослойных структурах важны как с точки зрения понимания процессов, происходящих при росте многослойных структур с островками, так и с точки зрения решения задачи по формированию островков с заданными параметрами.

3. Предложен и на примере сурьмы отработан метод селективного легирования и БЮе гетероструктур сегрегирующими примесями,

позволяющий получать структуры с резким 2-3 нм на декаду) градиентом концентрации примеси и 8-легированные слои с полушириной на полувысоте порядка 2,5-3 нм. Продемонстрировано, что предложенный метод легирования позволяет формировать структуры без потери кристаллического качества. Развитый метод не требует никакого специального оборудования для установок МПЭ и позволяет формировать структуры с резкими профилями концентрации примеси, требующимися для различных приборных приложений.

Методология и методы исследования

Теоретико-методологическую основу исследования представляли собой работы отечественных и зарубежных ученых, в которых были развиты фундаментальные представления об основных физических процессах, происходящих при эпитаксиальном росте полупроводниковых гетероструктур, а также при их легировании. Дня формирования структур использовался метод МПЭ, позволяющий контролировать количество осаждаемого материала с точностью до долей монослоя, а состав осаждаемых слоев - до единиц процентов. Использование метода дифракции быстрых электронов (ДБЭ) в методе МПЭ позволяло анализировать состояние поверхности роста непосредственно в процессе формирования структур. Представляемые в диссертации результаты были получены с помощью широкого набора экспериментальных методов исследования гетероструктур (атомно-силовой и просвечивающей электронной микроскопии, вторичной ионной масс-спектроскопии, измерений эффекта Холла и вольт-фарадных характеристик), их анализа, обобщения и теоретической формализации.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Предосаждение напряженных 510е планарных слоев ведет к существенному уменьшению критической толщины двумерного роста пленки йе по сравнению с ростом Се на 81(001). Впервые обнаружено, что наибольшее влияние на рост пленки ве оказывают напряженные БЮе слои, находящиеся вблизи поверхности.

2. Впервые продемонстрировано, что влияние захороненных напряженных 5Юе подслоев на переход пленки ве от двумерного к трехмерному росту сохраняется и при их заращивании тонким ненапряженным слоем. Учет сегрегации и упругой энергии, накопленной в напряженных слоях, позволяет количественно объяснить зависимость критической толщины двумерного роста пленки ве от параметров 51Се подслоев.

3. Экспериментально показано, что в многослойных структурах с Се(81)/81(001) самоформирующимися островками, слои которых разделены тонкими слоями 8]', в верхних слоях структуры происходит значительное перераспределение материала смачивающего слоя с образованием локальных возвышений (холмов) над островками нижележащего слоя. Это перераспределение вызвано влиянием неоднородных полей упругих напряжений от захороненных островков на диффузию адатомов ве по поверхности. Образование островков в верхних слоях происходит не путем случайной нуклеации зародышей, как в однослойных структурах, а путем огранки склонов образовавшихся холмов.

4. Разработан оригинальный метод селективного легирования 81 структур сегрегирующими примесями в методе МПЭ, основанный на контролируемом использовании эффекта сегрегации примеси. Создание резких профилей распределения примеси достигается путем варьирования температуры роста и переключения между режимами кинетически ограниченной и максимальной сегрегации. Предложенный метод позволяет формировать селективно легированные БкБЬ структуры в диапазоне концентраций 5'1015-102° см"3 высокого кристаллического качества. С его помощью возможно получение легированных слоев с градиентом концентрации примеси в 2-3 нм на декаду, масштабом толщин от единиц до сотен нанометров, а также дельта-легированных слоев с полушириной на полувысоте в 2,5-3 нм. Данные результаты находятся на уровне лучших мировых достижений, опубликованных в литературе для метода МПЭ. Реализация представленной в диссертационной работе методики, в отличие от ранее предложенных подходов, не требует специального оборудования для стандартных установок молекулярно-пучковой эпитаксии.

Степень достоверности и апробация работы

Достоверность полученных результатов обусловлена тем, что изготовление всех исследуемых образцов и основные экспериментальные результаты получены с помощью общепризнанных и хорошо апробированных методов. Кроме того, достоверность полученных результатов в ряде случаев подтверждается сопоставлением с результатами, полученными другими

авторами, а также хорошим соответствием теоретических представлений и экспериментальных данных.

Основные положения и результаты диссертации докладывались на IX и X Всероссийских молодежных конференциях по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике (Санкт-Петербург, 3 - 7 декабря 2007; 1-5 декабря 2008), XII, XIII, XIV и XV Симпозиумах «Нанофизика и наноэлектроника» (Нижний Новгород, 10-14 марта 2008; 1620 марта 2009; 15-19 марта 2010; 14-18 марта 2011), XIV и XV Нижегородских сессиях молодых ученых (Нижний Новгород, 19-24 апреля 2009; 19-23 апреля 2010), IX и X Всероссийских конференциях по физике полупроводников (Новосибирск-Томск, 28 сентября - 3 октября 2009; Нижний Новгород, 19 — 23 сентября 2011), I Международном симпозиуме по наноэлектронике и фотонике на базе кремния (Виго, Испания, 20 - 23 сентября 2009), VI Международной конференции по квантовым точкам (Ноттингем, Великобритания, 26 - 30 апреля 2010), Конференции европейского материаловедческого сообщества (Страсбург, Франция, 7-11 июня 2010), VII и VIII Международных конференциях по актуальным проблемам физики, материаловедения, технологии и диагностики кремния, наноразмерных структур и приборов на его основе (Нижний Новгород, 6-9 июля 2010; 5-8 июля 2011, Москва), XIX Международном симпозиуме «Наноструктуры: физика и технология» (Екатеринбург, 20-25 июня 2011), VII Международной конференции по эпитаксии кремния и гетероструктурам (Леевен, Бельгия, 28 августа - 1 сентября 2011), а также на семинарах ИФМ РАН.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследований, сформулированы цели работы, показана ее научная новизна и практическая значимость, приведены положения, выносимые на защиту, представлены сведения о структуре и содержании работы. Во введении также указан личный вклад автора, который заключался в постановке задачи исследований и планировании экспериментов, росте всех исследуемых образцов методом молекулярно-пучковой эпитаксии на сверхвысоковакуумной установке Riber Siva-21, исследовании структур in situ методом дифракции быстрых электронов, обработке и интерпретации результатов исследований структур методами атомно-сюговой микроскопии и вторично-ионной масс-спектроскопии. Кроме этого автор принимал участие в развитие теоретических моделей перехода от двумерного к трехмерному росту в структурах с напряженными планарными SiGe слоями и многослойных структурах с островками, в разработке метода селективного легирования SiGe структур сегрегирующими примесями, в интерпретации измерений эффекта Холла и емкостных измерений.

В главе 1 представлен обзор работ, посвященных исследованиям роста напряженных SiGe гетероструктур и релаксации упругих напряжений в них. Приведены физические причины формирования трехмерных нанообъектов при росте напряженных полупроводниковых гетероструктур. Описаны основные существующие к моменту начала работ над диссертацией теоретические модели образования островков в однослойных структурах и проанализированы условия их применимости. Рассмотрены особенности зарождения Ge(Si) островков в многослойных структурах с островками. Отмечена недостаточная изученность процессов формирования Ge(Si) островков в многослойных структурах как с напряженными планарными подслоями, так и с трехмерными островками.

В первой части главы 2 представлено подробное описание высоковакуумной установки молекулярно-пучковой эпитаксии Ge/Si гетероструктур "Riber SIVA-21", на который были выращены все исследуемые образцы, методов подготовки Si подложек и характеризации выращенных структур. Кратко описана система регистрации in situ момента формирования Ge(Si) островков с помощью ДБЭ.

Во второй части главы 2 приведены результаты исследований особенностей роста пленки Ge в многослойных структурах с напряженными планарными SiGe слоями. Проанализировано влияние напряженных планарных SiGe слоев на образование Ge островков как в случае осаждения Ge непосредственно на такой слой (рис. 1а), так и в случае, когда напряженный слой отделен от растущей пленки Ge ненапряженным Si слоем (рис. 16). Основные исследования выполнены для структур, выращенных при 700°С.

островки

(а) . AN

островки

(б) л / 4\

напряженный Ge.Sít.,, слой

Si спейсер

напряженный Ge.Si. . спои

Si(001)

Рис. 1. Схема структур для исследования особенностей образования Се самоформирующихся островков в структурах с ЭЮе напряженными слоями.

В работе получены экспериментальные зависимости критической толщины двумерного роста Се (Ис) от параметров 81Се подслоев и толщины 81 разделительного слоя (так называемого "спейсера") (рис. 1). Показано, что при осаждении Ое напрямую на напряженные 81ЬхОех слои фиксированной толщины №;се = Ю нм), но разного состава (ХСе = 0 - 20%), критическая толщина двумерного роста Се значительно уменьшается при увеличении количества ве в напряженном 8Юе слое (рис. 2а). Показано, что наблюдаемое в эксперименте значительное снижение Ис с увеличением ХСе не может быть вызвано только

лишь сегрегацией ве при росте Б1Се слоя (рис. 2а). При исследовании роста пленки ве на напряженных 811.хОех слоях фиксированного состава (ХСг = 15% и 20%) и различной толщины (¿ясе =0-10 нм) обнаружена нелинейная зависимость Ис от й$юе (рис. 26). Для тонких (^/се 2 3,5 нм) БЮе слоев наблюдается значительное уменьшение кс при возрастании с1$юе- Для более толстых БЮе слоев величина Ис слабо зависит от <1зюе, а ее значение определяется составом БЮе слоя (рис. 26). Таким образом, показано, что основное влияние на переход к трехмерному росту оказывают напряженные 81Се слои, расположенные ближе к поверхности.

Исследования влияния напряженных 81Се слоев на рост пленки ве в случае, когда эти слои отделены от растущей пленки ве ненапряженным Б! разделительным слоем (рис. 16) показали, что это влияние сохраняется и при их заращивании достаточно тонкими (до толщин —3,5 нм) Б! слоями (рис. 2в). Полученные экспериментальные зависимости Ис от толщины 81 спейсера, выращенного поверх напряженных БЮе слоев, значительно различающихся толщиной и составом, но имеющих одну и ту же упругую энергию, оказались близкими (рис. 2в). Этот экспериментальный факт совместно с данными, полученными при исследовании роста ве непосредственно на напряженных 810е слоях, позволил сделать вывод, что наряду с сегрегацией Се одним из факторов, определяющих момент перехода напряженной пленки от двумерного к трехмерному росту в подобных структурах, является накопленная в напряженных БЮе слоях упругая энергия.

На основании полученных экспериментальных данных была развита теоретическая модель оценки критической толщины перехода от двумерного к трехмерному росту, учитывающая влияние напряженных подслоев. В модели используется стандартный подход, основанный на соотношении энергетического баланса между выигрышем в упругой энергии и проигрышем в поверхностной энергии при образовании островка. Но, в отличие от ранее рассмотренных моделей энергетического баланса, в предложенной модели при расчете упругой энергии учитывается как влияние напряженных (в т.ч. захороненных) слоев, так и эффект сегрегации ве. Упругая энергия

рассчитывается суммированием упругой энергии для всех напряженных слоев в структуре, при этом состав этих слоев вычисляется с учетом сегрегации ве, а преимущественное влияние тех напряженных слоев, что находятся ближе к поверхности роста, учтено введением весового множителя, экспоненциально спадающего с ростом глубины залегания слоя. Характерный масштаб спадания влияния упругой энергии, запасенной в захороненных слоях, Ьл,с является феноменологическим параметром. Изменение профиля концентрации Ое из-за эффекта сегрегации рассчитывалось с помощью модели термоактивационного обмена [14].

Показано, что развитая модель позволяет с хорошей точностью описать полученные экспериментальные результаты (рис. 2), при использовании всего 1 феноменологического параметра ¿¿ес — "глубины затухания". Напряженные слои,

расположенные на расстоянии от поверхности, меньшей, чем ЬЛес = 3,5 нм оказывают наибольшее влияние на переход к трехмерному росту, влияние же слоев, расположенные глубже, слабее. В главе приведено обсуждение возможных физических причин обнаруженного влияния напряженных планарных 8Юе слоев на последующий рост структур и смысла введенного параметра ЬЛес-

(6)»

к и т к*

4" ------

Хг в ЭЮе слое, %

41 го зо 40

10 15 20 25 30 35 40 45 50

мс

Рис. 2. Сравнение экспериментальных зависимостей кс от параметров ЭЮе гетероструктур с теоретическими расчетами, (а) - Ис для роста пленки Се на напряженных БЮе слоях толщиной 10 нм в зависимости от их состава (квадраты -экспериментальные данные, сплошная линия - теоретический расчет, пунктирная линия - расчет количества ве, сегрегирующего на поверхность при росте напряженного вЮе слоя); (б) - Ис для роста пленки йе на напряженных БЮе слоях в зависимости от их толщины (квадраты и треугольники - экспериментальные данные, сплошная и штриховая линии — теоретический расчет для Хае = 15% и 20% соответственно); (в) — Ис для роста пленки Ое на разделительном слое, осажденном на напряженные 8Юе слои различной толщины и состава, в зависимости от толщины 81 слоя (квадраты, треугольники и ромбы - экспериментальные данные, сплошная, штриховая и пунктирная линии теоретический расчет для ЭЮе слоев с Хое = 15% и с^ве = Ю нм; Хое=30% и с1жзе=1>5 нм; Хое= 100% и с^юе = 0,28 нм соответственно). На рисунках (б) и (в) также отмечена "глубина затухания"

В главе 3 представлены результаты исследований особенностей роста смачивающего слоя Ое и формирования Ое(81) островков в многослойных структурах с островками, слои которых разделены тонкими слоями 81. Большинство структур, результаты исследований которых представлены в главе 3, представляли собой трехслойные 8Юе/81(001) структуры, выращенные при 600°С. В первых двух слоях структур за счет осаждения 7-8.5 монослоев (МС)

ве (1 монослой я 0,14 нм) были сформированы Оеф) наноостровки. Толщина бе в третьем слое варьировалась от 0 до 5 МС. Отдельные Ое слои в структурах были разделены слоями толщиной 20 нм. Толщина разделительных слоев была достаточно малой, чтобы обеспечить значительное влияние нижележащих слоев с островками на последующий рост структур. Согласно результатам атомно-силовой микроскопии и ДБЭ критическая толщина двумерного роста ве во втором слое структуры была меньше, чем в первом, а в третьем - такая же, как во втором. Последнее обстоятельство позволяло осаждать в третьем слое количество ве, близкое к критической толщине двумерного роста, поскольку она становится известной после формирования второго слоя островков. Уменьшение критической толщины двумерного роста ве в верхних слоях структуры по сравнению с первым слоем вызвано влиянием полей упругих напряжений от заращенных островков.

Экспериментально обнаружено неоднородное распределение материала смачивающего слоя Ое в верхних слоях многослойных структур, вызванное неоднородными полями упругих напряжений, создаваемыми нижележащим слоем островков (рис. За). Эти поля создают в слое, разделяющем соседние слои с островками, области локального растяжения, расположенные над заращенными островками. Данные области оказываются энергетически выгодными для адатомов ве смачивающего слоя из-за меньшего рассогласования кристаллических решеток Ое и слоя в этих местах. Вследствие этого происходит аккумуляция адатомов Ое в таких областях. В результате уже на ранней стадии формирования Ое смачивающего слоя происходит образование локальных неограненных возвышений (холмов) с поверхностной плотностью и латеральными размерами близкими к их значениям для заращенных островков в нижних слоях структуры. Зарождение островков в верхних слоях структуры при увеличении количества осажденного ве происходит за счет формирования граней типа {105} на склонах холмов и последовательной трансформации неограненных холмов в усеченные пирамидальные и затем в пирамидальные островки.

На основе полученных экспериментальных данных предложен механизм зарождения островков в многослойных структурах, отличающийся от такового в однослойных (рис. 3). Согласно предложенной модели, при малом количестве осажденного Ое (значительно меньшем критической толщины двумерного роста) в верхних слоях наблюдается перераспределение материала в смачивающем слое с образованием холмов над заращенными островками (рис. За). При приближении количества осажденного Ое к критической толщине двумерного роста образование островков происходит за счет постепенной огранки склонов холмов плоскостями {105} и формировании таким образом усеченных пирамид (Т-ругапнсЬ) (рис. 36). Когда же количество осажденного Ое превышает критическую толщину двумерного роста, переходный процесс огранки холмов завершается, и усеченные пирамиды трансформируются в массив пирамидальных островков (рис. Зв).

Показано, что латеральные размеры холмов и островков в многослойных структурах определяются различными параметрами: латеральными размерами заращенных островков и температурой осаждения Ое соответственно. С другой стороны, известно [7], что эти же параметры островков в однослойных структурах зависят от таких условий роста, как рассогласование кристаллических решеток, температура и скорость роста. В результате, за счет использования различных температур роста для первого и последующих слоев островков в верхних слоях многослойных структур возможно формирование островков с измененными параметрами, нехарактерными для островков выращенных при тех же условиях, но в однослойной структуре. Экспериментально продемонстрированы возможности использования данного подхода для увеличения поверхностной плотности островков и формирования кластеров из нескольких близкорасположенных островков.

(a) dGe<hc (б) dGe<hc (в) dGe~hc

Рис. 3. Схематическое представление механизма образования Ge(Si)/Si(001) самоформирующихся наноостровков в верхних слоях многослойных структур. Представлены следующие стадии процесса формирования островков в многослойных структурах: образование холмов за счет накопления адатомов Ge в области локальных растяжений Si спейсера (а), процесс огранки склонов холмов (б), формирование массива пирамидальных островков (в). В части (а) схематически показано распределение полей упругих напряжений в Si слое, создаваемое нижележащими островками.

Глава 4 посвящена описанию и практической реализации оригинального метода селективного легирования Si и SiGe структур сегрегирующими примесями. В начале главы описана проблема легирования Si и SiGe гетероструктур донорными примесями, в частности Sb, из-за эффекта сегрегации. Приведен краткий обзор работ, посвященных исследованию процесса сегрегации Sb в Si, а также способам ее подавления. Указано, что в диапазоне температур роста, при которых в системе Si/Ge возможно создание эпитаксиальных структур высокого кристаллического качества, сегрегация Sb значительна и сильно осложняет создание селективно легированных структур для различных приборных приложений. Коэффициент сегрегации Sb (определяемый как нормированное отношение поверхностной концентрации примеси к объемной) даже для температур роста ~300°С имеет величину порядка 100 (рис. 4), то есть лишь 1 из 100 атомов примеси встраивается в объем

структуры. В то же время, понижение температуры роста ниже 300°С неприемлемо с точки зрения сохранения кристаллического совершенства структур. В главе приведено краткое описание предложенных ранее методов подавления сегрегации примесей, таких как ионное легирование, твердофазная эпитаксия, сублимационная молекулярно-лучевая эпитаксия и использование атомарного водорода в качестве сурфактанта. Указано, что все они обладают определенными недостатками, связанными, большей частью, с дефектностью получаемых слоев, а также технологической сложностью и дороговизной их реализации.

В основной части главы представлено описание и результаты практической реализации нового метода селективного легирования Б! и 81Се структур, основанного на контролируемом использовании эффекта сегрегации примеси. В методе используется резкая зависимость коэффициента сегрегации примеси при изменении температуры роста структур между значениями, соответствующими режимами кинетически ограниченной сегрегации (7^=300-350°С) и максимальной сегрегации (ГР=500-550°С) (рис. 4). Для БЬ различие в значениях коэффициента сегрегации для этих режимов превышает 4 порядка. Такое значительное изменение коэффициента сегрегации, а значит, и доли атомов примеси, встраивающихся в объем растущей пленки, позволяет создавать слои с большим градиентом концентрации примеси. В предлагаемом методе для создания слоев с высокой объемной концентрацией примеси используются низкие температуры, соответствующие режиму кинетически ограниченной сегрегации (ГР=300-350°С), а для создания слоев с низким уровнем легирования - высокие температуры, соответствующие максимальной сегрегации (Г?=500-550°С). Для получения резких изменений уровня легирования (т.е. большого градиента концентрации примеси) применяются непродолжительные остановки роста, в течение которых происходит изменение температуры от одного режима к другому.

Температура, °С

Рис. 4. Зависимости коэффициента сегрегации БЬ в от температуры роста. Данные приведены для скорости роста кремния 1 А/с. Символы (■), (х), (-*■) и (о) обозначают экспериментальные данные из [15], [12], [16] и настоящей работы соответственно. Сплошная, пунктирная и штриховая линии - теоретически вычисленные кривые по моделям из работ [13], [12] и [11] соответственно.

В главе приведены результаты экспериментальной реализации предлагаемого метода создания селективно легированных (в том числе 8-

легированных) и структур и описаны методы характеризации образцов. Экспериментально продемонстрирована возможность создания селективно легированных сурьмой областей в с градиентом концентрации 2-3 нм/декаду в широком диапазоне концентраций (5-1015 - Ю20 см"3) и толщин слоев (от единиц до сотен нанометров), в том числе 5-легированных слоев (рис. 5), что соответствует лучшим мировым достижениям, полученным для метода МПЭ.

Исследование селективно легированных структур методом просвечивающей электронной микроскопии выявило отсутствие образования дефектов в них. Анализ данных вторично-ионной масс-спектроскопии (ВИМС) показал, что за время, необходимое для перехода между режимами кинетически ограниченной и максимальной сегрегации (рост при этом останавливается на время порядка нескольких минут) не происходит сколько-нибудь значительного накопления загрязняющих примесей на поверхности образца. Данные результаты подтверждают высокое кристаллическое качество селективно легированных 81 структур, полученных с помощью предложенного метода.

1 ] 1 1 п

I ц 11.1 М) ■ 1_ Л1 1 _1_ 1 1 1 -1—1—1—

О 20 40 60 80 100 120 140

Глубина, нм

Рис. 5. Профиль распределения вЬ в структуре с пятью 5-легированными ЗкБЬ слоями, полученный с помощью ВИМС. Глубина отсчитывается от поверхности структуры.

Экспериментально подтверждено, что развитый метод селективного легирования может быть применен для создания на кремнии низкобарьерных диодов Шоттки.

В диссертации проанализированы особенности сегрегации 8Ь в 8Юе гетероструктурах по сравнению с 81. Показано, что предложенный метод селективного легирования 81 может быть распространен и на 810е структуры при соответствующем учете зависимостей коэффициента сегрегации 8Ь от параметров (состава и упругих напряжений) 810е слоев.

Основные результаты и выводы исследований

1. Экспериментально обнаружены особенности роста пленки Ое и образования Ое(81) самоформирующихся наноостровков в структурах с напряженными 810е подслоями. Получены количественные зависимости

критической толщины двумерного роста Ое при его осаждении на напряженный 810е слой от толщины и состава этого слоя. Обнаружена нелинейная зависимость критической толщины двумерного роста ве от толщины напряженного Б^Се слоя, демонстрирующая ярко выраженную зависимость Ис от толщины БЮе слоя для тонких слоев, и отсутствие таковой зависимости для слоев толщиной более 3,5 нм. Показано, что учет одного лишь эффекта сегрегации ве на поверхность напряженного слоя не позволяет объяснить полученные экспериментальные результаты. Обнаружено, что влияние напряженных 81Се слоев на последующий рост пленки (Зе сохраняется и при их заращивании ненапряженным слоем толщиной до —3,5 нм. Получены зависимости 1гс пленки ве от толщины ненапряженного слоя, выращенного на Б10е подслое, для различных параметров напряженных 31(3е подслоев. Продемонстрировано, что при одинаковой упругой энергии 81Се подслоя зависимости критической толщины двумерного роста ве от толщины ненапряженного Б! слоя не зависят от состава и толщины 51Се слоев.

2. На основе полученных экспериментальных результатов предложен критерий определения критической толщины двумерного роста в различных 810е структурах, в котором учтен как эффект сегрегации ве, так и упругая энергия, накопленная в структуре. Сравнение значений критической толщины двумерного роста определенных экспериментально и вычисленных с использованием предложенного подхода показало хорошее совпадение.

3. Экспериментально выявлены отличия в формировании смачивающего слоя Ое и образования островков в верхних слоях многослойных БЮе структур по сравнению с однослойными. Обнаружено значительное перераспределение материала смачивающего слоя ве, вызванное неоднородными полями упругих напряжений от островков нижележащих слоев, которое приводит к формированию локальных возвышений ("холмов"). Показано, что поля упругих напряжений от нижележащих островков в многослойных структурах модифицируют процесс формирования островков в последующих слоях. Предложен новый механизм образования островков в верхних слоях многослойных структур путем огранки склонов холмов, появившихся при перераспределении материала смачивающего слоя под действием таких полей.

4. Предложен и реализован оригинальный метод селективного легирования кремниевых эпитаксиальных структур сегрегирующими примесями, основанный на контролируемом использовании сегрегации при МПЭ. Показано, что предлагаемый метод может быть реализован на серийных установках МПЭ кремния без использования дополнительного технологического оборудования. Продемонстрирована возможность получения в кремнии слоев, легированных сурьмой в диапазоне концентраций 5-1015 см"3 - Ю20 см"3, в которых изменение концентрации примеси на порядок достигается на масштабах в единицы нанометров, а также 5-легированных областей, имеющих размер в направлении роста 2,5-3 нм. Параметры (размер легированной области, градиент концентрации примеси) 5-легированных 81:БЬ слоев, сформированных с

использованием развитого метода, соответствуют рекордным значениям, приведенным в литературе. Показано, что формирование легированных областей с помощью предложенной метода не приводит к ухудшению структурных и электрических свойств образцов. Экспериментально подтверждено, что развитый метод может быть применен для создания на кремнии низкобарьерных диодов Шоттки.

5. Выявлены особенности сегрегации Sb в напряженных SiGe гетероструктурах, в зависимости от состава и упругих напряжений в них. Показано, что предложенный метод селективного легирования Si сурьмой может быть распространен и на SiGe гетероструктуры при учете зависимости сегрегационных свойств примеси от параметров (состава и упругих напряжений) SiGe слоев.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 20 работ, включая 7 статей в реферируемых журналах и 13 публикаций в материалах конференций.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения. Объем диссертации составляет 153 страницы, включая 58 рисунков и 1 таблицу. Список цитированной литературы включает 166 наименований, список работ автора по теме диссертации - 20 наименований.

Список цитируемой литературы

[1] Леденцов, Н.Н. Гетероструктуры с квантовыми точками: получение, свойства, лазеры/ Н.Н. Леденцов, В.М. Устинов, В.А. Щукин, П.С. Копьев, Ж.И. Алферов, Д. Бимберг // Физика и техника полупроводников. - 1998. - Т.32. - №4. - С.385-410.

[2] Paul, D.J. Si/SiGe heterostructures: from material and physics to devices and circuits/ D.J. Paul // Semiconductor Science Technology - 2004. - V.19. - P.R75-R108.

[3] Apertz, R. Photoluminescence and electroluminescence of SiGe dots fabricated by island growth/ R. Apertz, L. Vescan, A. Hartmann, C. Dieker, H. Luth // Applied Physics Letters. - 1995. - V.66. - P.445-447.

[4] Tong, S. Normal-incidence Ge quantum-dot photodetectors at 1.5 цт based on Si substrate/ S. Tong, J.L. Liu, J. Wan, and K.L. Wang // Applied Physics Letters. -2002. - V.80.-P.1189-1191.

[5] Brunner, K. Si/Ge nanostructures/ K. Brunner // Reports on Progress in Physics. -2002. - V.65. - P.27-72.

[6] Gossmann, H.-J. Delta Doping in Silicon/ H.-J. Gossmann and E.F. Schubert // Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences. - 1993. - V.18. - P. 1-67.

[7] Baribeau, J.-M. Ge dots and nanostructures grown epitaxially on Si / J.-M. Baribeau X. Wu, N.L. Rowell and D.J. Lockwood // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2006. - V.18. - R139-R174.

[8] Lobanov, D.N. Growth and photoluminescence of self-assembled islands obtained during the deposition of Ge on a strained SiGe layer/ D.N. Lobanov, A.V. Novikov, N.V. Vostokov, Y.N. Drozdov, A.N. Yablonskiy, Z.F. Krasilnik, M. Stoffel, U. Denker, O.G. Schmidt // Optical Materials. - 2005. - V.27. - P.818-821.

[9] Tersoff, J. Self-Organization in Growth of Quantum Dot Superlattices/ J. Tersoff, C. Teichert and M.G. Lagally // Physical Review Letters. - 1996. - V.76. - P. 16751678.

[10] Schmidt, O.G. Multiple layers of self-asssembled Ge/Si islands: Photoluminescence, strain fields, material interdifiusion, and island formation/ O.G. Schmidt and K. Eberl // Physical Review B. -2000. - V.61. - P.13721-13729.

[11] Jorke, H. Surface Segregation of Sb on Si(001) During Molecular Beam Epitaxy Growth/ H. Jorke // Surface Science. - 1988. - V.193. - P.569-578.

[12] Nutzel, J.F. Segregation and diffusion on semiconductor surfaces/ J.F. Nutzel and G. Abstreiter // Physical Review B. - 1996. - V.53. - P.13551-13558.

[13] Arnold, C.B. Unified kinetic model of dopant segregation during vapor-phase growth/ C.B. Arnold and M.J. Aziz // Physical Review B. - 2005. - V.72. - P.195419-17.

[14] Fukatsu, S. Selflimitation in the surface segregation of Ge atoms during Si molecular beam epitaxial growth/ S. Fukatsu, K. Fujita, H. Yaguchi, Y. Shiraki, and R. Ito // Applied Physics Letters. - 1991. - V.59. - P.2103-2105.

[15] Hobart, K.D. Surface Segregation and Structure of Sb-doped Si(100) films grown at low temperature by molecular beam epitaxy/ K.D. Hobart, D.J. Godbey, M.E. Twigg, M. Fatemi, P. E. Thompson, D.S. Simons // Surface Science. - 1995. - V.334. - P.29-38.

[16] Jiang, Z.M. Strong surface segregation of Sb atoms at low temperatures during Si molecular beam epitaxy/ Z.M. Jiang, C.W. Pei, L.S. Liao, X.F. Zhou, X.J. Zhang, X. Wang, Q.J. Jia, M. Jiang, Z.H. Ma, T. Smith, I.K. Sou // Thin Solid Films. - 1998. -V.336. - P.236-239.

Список основных публикаций по теме диссертации

[А1] Юрасов, Д.В. Критическая толщина перехода по Странскому-Крастанову с учетом эффекта сегрегации / Д. В. Юрасов, Ю. Н. Дроздов // ФТП. - 2008. - Т. 42. Вып. 5. - С. 579-585.

[А2] Дроздов, Ю.Н. Влияние упругих напряжений в подслоях на критическую толщину перехода по Странскому-Крастанову в системе GeSi/Si(001) / Ю. Н. Дроздов, Д. Н. Лобанов, А. И. Никифоров, А. В. Новиков, В. В. Ульянов, Д. В. Юрасов // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. - 2009. - Т. 7. Вып. 1. - С. 61-66.

[A3] Yurasov, D.V. Features of two-dimensional to three-dimensional growth mode transition of Ge in SiGe/Si(001) heterostructures with strained layers / D. V. Yurasov, Yu. N. Drozdov, M. V. Shaleev, A. V. Novikov // Applied Physics Letters. - 2009. -V. 95.-P. 151902-151904.

[A4] Дроздов, Ю.Н. Исследование перехода эпитаксиальной пленки Ge от послойного к трехмерному росту в гетероструктурах с напряженными подслоями SiGe / Ю. Н. Дроздов, А. В. Новиков, М. В. Шалеев, Д. В. Юрасов // ФТП. - 2010. - Т. 44. Вып. 4. - С. 538-543.

[А5] Yurasov, D.V. Distinctions in the Ge wetting layer formation and self-assembled island nucleation between single- and multilayer SiGe/Si(001) structures / D. V. Yurasov, M. V. Shaleev, A. V. Novikov // Journal of Crystal Growth. - 2010. -V. 313.-P. 12-15.

[A6] Yurasov, D.V. Usage of antimony segregation for selective doping of Si in molecular beam epitaxy / D. V. Yurasov, M. N. Drozdov, A. V. Murel, M. V. Shaleev, N. D. Zakharov, A. V. Novikov // Journal of Applied Physics. - 2011. - V. 109. - P. 113533-113539.

[A7] Юрасов, Д.В. Метод селективного легирования кремния сегрегирующими примесями / Д. В. Юрасов, М. Н. Дроздов, А. В. Мурель, А. В. Новиков // Письма в ЖТФ. - 2011. - Т. 37. Вып. 17. - С. 75-81.

[А 8] Дроздов, Ю.Н. Влияние упругих напряжений в подслоях на критическую толщину перехода по Странскому-Крастанову в системе GeSi/Si(001)/ Ю.Н. Дроздов, Д.Н. Лобанов, А.И. Никифоров, А.В. Новиков, В.В. Ульянов, Д.В. Юрасов // Материалы XII Международного симпозиума «Нанофизика и наноэлектроника», 10-14 марта 2008 г., Нижний Новгород, Россия, т.2, стр. 371— 372.

[А9] Дроздов, Ю.Н. Влияние напряженных SiGe слоев на критическую толщину двумерного роста Ge/ Ю.Н. Дроздов, З.Ф. Красильник, А.В. Новиков, М.В. Шалеев, Д.В. Юрасов // Материалы XIII Международного симпозиума «Нанофизика и наноэлектроника», 16-20 марта 2009 г., Нижний Новгород, Россия, т.2, стр. 464-465.

[А 10] Novikov, A.V. 2D-3D growth mode transition of Ge film in SiGe/Si(001) heterostructures with SiGe strained layers/ A.V. Novikov, D.V. Yurasov, Yu.N. Drozdov, M.V. Shaleev // Book of extended abstracts of 1st International Workshop on Si based nano-electronics and -photonics, September 20-23, 2009, Vigo, Spain, P. 89-90.

[All] Дроздов, Ю.Н. Влияние напряженных SiGe слоев на критическую толщину двумерного роста Ge/ Ю.Н. Дроздов, З.Ф. Красильник, А.В. Новиков, М.В. Шалеев, Д.В. Юрасов // Тезисы IX Российской конференции по физике полупроводников «Полупроводники '09», 28 сентября - 3 октября 2009 г., Новосибирск - Томск, стр. 49.

[А 12] Дроздов, М.Н. Использование сегрегации сурьмы для управляемого легирования кремния и Si/Ge гетероструктур. М.Н. Дроздов, З.Ф. Красильник, А.Д. Кузнецов, М.В. Шалеев, Д.В. Юрасов // Материалы XIV Международного

симпозиума «Нанофизика и наноэлектроника», 16-19 марта 2010 г., Нижний Новгород, Россия, т.2, стр. 509-510.

[А 13] Yurasov, D.V. Features of 2D-3D growth mode transition in heterostructures with strained and relaxed sublayers/ D.V. Yurasov, Yu.N. Drozdov, M.V. Shaleev and A.V. Novikov // Abstract book of Conference "Quantum dot 2010", 26-30 April 2010, Nottingham, UK, p.381.

[A 14] Антонов, A.B. Сегрегация Sb в SiGe гетероструктурах и ее использование для создания селективно-легированных структур/ A.B. Антонов, М.Н. Дроздов, А.Д. Кузнецов, A.B. Мурель, A.B. Новиков, MB. Шалеев, Д.В. Юрасов // Тезисы докладов VII Международной конференции "Кремний-2010", 6-9 июля 2010г., Нижний Новгород, стр. 121.

[А 15] Байдакова, H.A. Особенности смены режима роста с двумерного на трехмерный в сложных SiGe гетероструктурах/ H.A. Байдакова, Ю.Н. Дроздов, З.Ф. Красильник, A.B. Новиков, М.В. Шалеев, Д.В. Юрасов // Тезисы докладов VII Международной конференции "Кремний-2010", Нижний Новгород, 6-9 июля 2010г., стр. 122.

[А 16] Новиков, A.B. Особенности формирования смачивающего слоя Ge и зарождения Ge(Si) самоформирующихся наноостровков в многослойных структурах/ A.B. Новиков, Д.В. Юрасов, М.В. Шалеев, Н.Д. Захаров // Материалы XV Международного симпозиума «Нанофизика и наноэлектроника», 14-18 марта 2011 г., Нижний Новгород, Россия, т.1, стр. 240-241. [А 17] Дроздов, М.Н. Метод управляемого селективного легирования кремния и SiGe гетероструктур сегрегирующими примесями/ М.Н. Дроздов, A.B. Мурель, A.B. Новиков, Д.В. Юрасов // Материалы XV Международного симпозиума «Нанофизика и наноэлектроника», 14-18 марта 2011 г., Нижний Новгород, Россия, т.1, стр. 242-243.

[А 18] Novikov, A.V. Features of Ge(Si)/Si(001) self-assembled island nucleation in multilayer structures/ A.V. Novikov, D.V. Yurasov, M.V. Shaleev, N.D. Zakharov, P. Werner // Proceeding of 19th International Symposium "Nanostructures: Physics and Technology", June 20-25, 2011, Ekaterinburg, Russia, P. 195-196. [A19] Лобанов, Д.Н. Сегрегация сурьмы в напряженных SiGe/Si гетероструктурах/ Д.Н. Лобанов, М.Н. Дроздов, A.B. Мурель, A.B. Новиков, М.В. Шалеев, В.Б. Шмагин, Д.В. Юрасов, N.D. Zakharov // Тезисы докладов VIII Международной конференции и VII Школы молодых ученых и специалистов «Кремний-2011», 05-08 июля 2011 г, Москва, с. 105.

[А20] Дроздов, М.Н. Методика селективного легирования SiGe гетероструктур сегрегирующими примесями/ М.Н. Дроздов, A.B. Мурель, A.B. Новиков Д.В. Юрасов // Тезисы X Российской конференции по физике полупроводников, 19-23 сентября 2011 г., Нижний Новгород, стр. 183.

ЮРАСОВ Дмитрий Владимирович

Подписано к печати 30.10.2012 г. Тираж 100 экз. Отпечатано на ризографе в Институте физики микроструктур РАН 603950, Нижний Новгород, ГСП-105

Оглавление автор диссертации — кандидата физико-математических наук Юрасов, Дмитрий Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1.

ГЛАВА 2.

ГЛАВА 3.

ГЛАВА 4.

Рост напряженных 8Юе/81(001) гетероструктур

1.1 Введение

1.2 Теоретические модели перехода от двумерного к трехмерному росту

1.3 Формирование напряженных БЮе/Б^ОО!) гетероструктур

Особенности перехода от двумерного к трехмерному росту пленки ве в 81Се/81(001) гетероструктурах с напряженными планарными подслоями

2.1. Методика эксперимента

2.2. Критическая толщина перехода по Странскому-Крастанову при росте ве на напряженном SiGe слое

2.3. Критерий перехода от двумерного к трехмерному росту в структурах с напряженными 810е подслоями Особенности перехода от двумерного к трехмерному росту в многослойных БЮе гетероструктурах с наноостровками

3.1. Методика эксперимента

3.2. Особенности формирования смачивающего слоя Се и нуклеации островков в многослойных структурах с Се(Б0 наноостровками

3.3 Модель образования ве^) островков в верхних слоях многослойных структур

3.4 Особенности образования Ое(81) островков в многослойных структурах при использовании различных температур роста слоев с островками

Метод селективного легирования и Б10е гетероструктур сегрегирующими примесями

4.1 Сегрегация донорных примесей в процессе МПЭ Б! и методы её подавления (обзор литературы)

4.2 Описание предлагаемого метода селективного легирования полупроводниковых структур сегрегирующими примесями

4.3 Методика эксперимента

4.4 Экспериментальная реализация предлагаемого метода 113 селективного легирования Б! и БЮе эпитаксиальных структур

Введение 2012 год, диссертация по электронике, Юрасов, Дмитрий Владимирович

Актуальность темы

В последние годы значительно возрос интерес к физическим системам с пониженной размерностью, в частности, к полупроводниковым наноструктурам. Это связано как с общей тенденцией к миниатюризации традиционных электронных приборов, так и с появлением у подобных объектов принципиально новых свойств, отсутствующих у объемных материалов. Изменение физических свойств полупроводников является важной с практической точки зрения задачей, которая может решаться с помощью различных подходов, например, с помощью т.н. "зонной инженерии". При зонной инженерии, как ясно из названия, производится изменение зонной структуры материала, что приводит к появлению по сути нового материала с новыми электрофизическими и оптическими свойствами. Наиболее часто модификация зонной структуры осуществляется за счет формирования гетероструктур, в том числе гетероструктур с пониженной размерностью, таких как квантовые ямы, квантовые проволоки и квантовые точки. Другим, более традиционным, способом изменения свойств полупроводников является их легирование, которое оказывает влияние как на зонную структуру материала (появление примесных уровней и подзон), так и существенным образом изменяет его электрофизические свойства.

Одним из широко используемых способов получения полупроводниковых структур (в частности, гетероструктур) является эпитаксия. С помощью эпитаксиальных методов роста возможно формирование широкого класса гетероструктур. В настоящее время гетероструктуры семейства А3В5 [1] и Si/Ge [2] являются наиболее активно исследуемыми. Система А3В5 привлекательна с прикладной и фундаментальной точек зрения в силу широких возможностей по подбору материалов с различными свойствами, такими как ширина запрещенной зоны и параметр кристаллической решетки. Кроме этого многие полупроводники этого класса являются прямозонными, что важно для создания оптоэлектронных приборов. В то же время, практически вся современная микро- и наноэлектроника базируется на кремниевой технологии. Поэтому развитие физических и технологических основ получения эпитаксиальных гетероструктур на основе кремния с целью улучшения характеристик уже существующих приборов и создания новых устройств является актуальной задачей.

1 i

Практически единственным элементом IV группы, пригодным для образования гетеропары с кремнием, является германий. На основе германия и кремния возможно формирование GexSii-x гетероструктур во всем диапазоне составов, что позволяет управлять шириной запрещенной зоны в таких структурах в широком диапазоне. Последнее может быть использовано для различных приборных приложений. В частности, для создания быстродействующих транзисторов, туннельных диодов, каскадных структур для источников ТГц излучения предлагаются достаточно сложные многослойные структуры с планарными SiGe/Si слоями [2]. Однако из-за рассогласования параметров кристаллических решеток Si и Ge (0.543 нм и 0.565 нм соответственно) SiGe гетероструктуры являются напряженными. Релаксация упругих напряжений в них в зависимости от параметров структур и условий роста может происходить либо за счет образования дефектов кристаллической решетки (пластическая релаксация), либо за счет развития шероховатости поверхности (упругая релаксация) [2]. Для формирования приборных планарных SiGe структур с заданными параметрами необходимо знать, при каких условиях релаксация напряжений в них будет отсутствовать, не произойдет образования дефектов кристаллической решетки и границы слоев останутся планарными. Кроме планарных SiGe структур научный и практический интерес вызывают и структуры, в которых в результате упругой релаксации напряжений произошло образование такого интересного типа низкоразмерных структур, как самоформирующиеся наноостровки или квантовые точки. С практической точки зрения этот тип низкоразмерных GeSi гетероструктур интересен благодаря возможности как получения сигнала люминесценции в подобных структурах в диапазоне длин волн 1.3-1.55 мкм, который соответствует минимуму потерь в кварцевом оптоволокне, так и возможности детектирования подобных сигналов [3-5]. Исследования зарождения и свойств самоформирующихся объектов в гетеросистеме Ge/Si имеют также и фундаментальный аспект: на их примере осуществляется изучение общих закономерностей процессов роста полупроводниковых гетеросистем.

Физические свойства Ge(Si) самоформирующихся наноостровков зависят от таких параметров, как их размеры, форма, компонентный состав и упругие напряжения. Однако сами эти параметры зависят как от условий роста, так и от условий зарождения островков. Формирование структур с Ge(Si) наноостровками для приборных приложений требует развития методов их формирования с наперед заданными свойствами. Для реализации этого, в частности, необходимо точное знание момента начала образования островков в зависимости как от условий роста, так и от параметров самой структуры. К настоящему времени известно, что зарождение Ge(Si) островков происходит по т.н. механизму Странского-Крастанова. К моменту начала работы над диссертацией наиболее простой случай, а именно рост Ge(Si) островков на Si(OOl) подложках был исследован достаточно подробно [2, 6]. В то же время дизайн структур для приборных приложений становится все более сложным - требуется формирование многослойных структур, сверхрешеток и прочее. Однако процессы образования островков в многослойных структурах к моменту начала работ над диссертацией были изучены в меньшей степени.

Таким образом, определение условий роста и параметров структуры, при которых двумерный режим роста сменяется трехмерным, требуется как в случае роста планарных структур, где следует избежать релаксации упругих напряжений и образования островков (либо дефектов), так и в случае, когда необходимо формирование островков с заданными параметрами. В цели настоящей диссертационной работы входило выявление особенностей образования Ge(Si) островков в многослойных структурах как с напряженными планарными SiGe слоями, так и с самоформирующимися островками.

Как указывалось выше, широко и достаточно давно используемым методом изменения свойств полупроводников является их легирование. Создание легированных, областей нанометровых масштабов в полупроводниках также приводит к формированию структур с пониженной размерностью, только появление пространственно выделенной малой области происходит не с помощью использования другого материала, как в' гетероструктурах, а с помощью специальным образом полученного распределения атомов легирующих примесей. Основными акцепторными примесями для Si являются элементы III группы, такие как бор и галлий, а донорными - V группы, а именно, сурьма, фосфор и мышьяк. Известно, что для Si и SiGe гетероструктур существует проблема их легирования донорными примесями [7]. Она заключается в том, что для всех основных донорных примесей ярко выражен эффект сегрегации, в результате которого атомы примеси плохо встраиваются в объем растущей пленки, и происходит их накопление на поверхности роста. Это значительно усложняет формирование легированных областей с требуемыми параметрами, в особенности затрудняется создание резких профилей изменения концентрации примеси и т.н. "дельта-легированных" слоев. Одной из целей диссертационной работы была разработка на примере сурьмы метода селективного легирования Si и SiGe структур сегрегирующими примесями.

Основные цели работы состояли в следующем:

2. Разработка методики селективного легирования Ge/Si эпитаксиальных структур донорными примесями, позволяющей в методе МПЭ получать резкие профили концентрации примеси, в т.ч. 5-легированные слои, с сохранением высокого кристаллического качества структур, формируемых для различных приборных приложений.

Научная новизна работы

1. Показано, что наибольшее влияние на переход пленки Ge от двумерного трехмерному росту в SiGe/Si(001) структурах с напряженными планарными подслоями оказывают напряженные SiGe слои, находящиеся вблизи поверхности. Впервые установлено, что влияние захороненных напряженных SiGe подслоев на 2D-3D переход пленки Ge сохраняется и при их заращивании тонким ненапряженным Si слоем. Уменьшение критической толщины двумерного роста пленки Ge в структурах с напряженными планарными SiGe подслоями связывается с сегрегацией Ge и упругой энергией, накопленной в таких слоях. Предложена теоретическая модель оценки критической толщины двумерного роста напряженных слоев в одно- и многослойных SiGe гетероструктурах, позволяющая с хорошей точностью описать широкий спектр имеющихся экспериментальных результатов.

3. Показано, что сегрегация примеси может быть использована для осуществления селективного легирования Б10е гетероструктур за счет выбора режимов роста, соответствующих кинетически ограниченной и равновесной сегрегации и переключения между этими режимами для формирования различных слоев структуры.

Научная и практическая значимость работы

1. Экспериментально установлено влияние планарных напряженных Б10е подслоев на переход пленки ве от двумерного к трехмерному росту, что позволяет определять условия роста и параметры структур, необходимые для реализации как послойного, так и островкового режимов роста в структурах с напряженными слоями. Показано, что влияние захороненных напряженных БЮе подслоев на 2Т>-ЪТ> переход пленки Ое сохраняется и при их заращивании ненапряженным Б! слоем толщиной до -3.5 нм.

2. Установлены особенности формирования смачивающего слоя Ое и образования островков в верхних слоях многослойных 81Се/81(001) структур с самоформирующимися островками. Показана возможность управления параметрами островков в верхних слоях многослойной структуры с островками за счет использования различных температур роста островков. Продемонстрирован способ увеличения поверхностной плотности островков в верхних слоях, а также возможность формирования кластеров островков. Полученные результаты не зависят от выбора конкретных материалов, поэтому могут быть распространены на другие гетеропары.

3. Предложен и на примере сурьмы отработан метод селективного легирования Б! и БЮе гетероструктур сегрегирующими примесями, позволяющая получать структуры с резким 2-3 нм на декаду) градиентом концентрации примеси и 8-легированные слои с полушириной на полувысоте порядка 2-3 нм. Продемонстрировано, что предложенный метод легирования позволяет формировать структуры без потери кристаллического качества. Развитая методика не требует никакого специального оборудования для установок МПЭ и может быть использована для формирования приборных структур.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Предосаждение напряженных БЮе планарных слоев ведет к существенному уменьшению критической толщины двумерного роста пленки ве по сравнению с ростом ве на 81(001). Впервые обнаружено, что наибольшее влияние на рост пленки ве оказывают напряженные 810е слои, находящиеся вблизи поверхности.

2. Впервые продемонстрировано, что влияние захороненных напряженных БЮе подслоев на переход пленки ве от двумерного к трехмерному росту сохраняется и при их заращивании тонким ненапряженным Б! слоем. Учет сегрегации и упругой энергии, накопленной в напряженных слоях, позволяет количественно объяснить зависимость критической толщины двумерного роста пленки ве от параметров БЮе подслоев.

3. Экспериментально показано, что в многослойных структурах с Се(81)/81(001) самоформирующимися островками, слои которых разделены тонкими слоями в верхних слоях структуры происходит значительное перераспределение материала смачивающего слоя с образованием локальных возвышений (холмов) над островками нижележащего слоя. Это перераспределение вызвано влиянием неоднородных полей упругих напряжений от захороненных островков на диффузию адатомов Ое по поверхности. Образование островков в верхних слоях происходит не путем случайной нуклеации зародышей, как в однослойных структурах, а путем огранки склонов образовавшихся холмов.

4. Разработан оригинальный метод селективного легирования структур сегрегирующими примесями в методе МПЭ, основанный на контролируемом использовании эффекта сегрегации примеси. Создание резких профилей распределения примеси достигается путем варьирования температуры роста и переключения между режимами кинетически ограниченной и максимальной сегрегации. Предложенный метод позволяет формировать селективно легированные БкБЬ структуры в диапазоне концентраций 5-1015-Ю20 см*3 высокого кристаллического качества. С его помощью возможно получение легированных слоев с градиентом концентрации примеси в 2-3 нм на декаду, масштабом толщин от единиц до сотен нанометров, а также дельта-легированных слоев с полушириной на полувысоте в 2,5-3 нм. Данные результаты находятся на уровне лучших мировых достижений, опубликованных в литературе для метода МПЭ. Реализация представленной в диссертационной работе методики, в отличие от ранее предложенных подходов, не требует специального оборудования для стандартных установок молекулярно-пучковой эпитаксии.

Личный вклад автора в получение результатов

Автор принимал участие в постановке задачи исследований и планировании экспериментов. Автором лично были выполнены рост всех исследуемых образцов методом молекулярно-пучковой эпитаксии на сверхвысоковакуумной установке Riber Siva-21; исследования структур in siíu методом дифракции быстрых электронов; обработка и интерпретация результатов исследований структур методами атомно-силовой микроскопии и вторично-ионной масс-спектроскопии. Автор принимал участие в развитие теоретических моделей перехода от двумерного к трехмерному росту в структурах с напряженными планарными SiGe слоями и многослойных структурах с островками; в разработке методики селективного легирования SiGe структур сегрегирующими примесями; в интерпретации измерений эффекта Холла и емкостных измерений.

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертации докладывались на IX и X Всероссийских молодежных конференциях по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике (Санкт-Петербург, 3-7 декабря 2007; 1-5 декабря 2008), XII, XIII, XIV и XV Симпозиумах «Нанофизика и наноэлектроника» (Нижний Новгород, 10-14 марта, 2008; 16-20 марта, 2009; 15-19 марта, 2010; 14-18 марта, 2011), XIV и XV Нижегородских сессиях молодых ученых (Нижний Новгород, 19 -24 апреля 2009; 19-23 апреля 2010), IX и X Всероссийских конференциях по физике полупроводников (Новосибирск-Томск, 28 сентября - 3 октября, 2009; Нижний Новгород, 19-23 сентября, 2011), I Международном симпозиуме по наноэлектронике и фотонике на базе кремния (Виго, Испания, 20-23 сентября, 2009), VI Международной конференции по квантовым точкам (Ноттингем, Великобритания, 26 - 30 апреля, 2010), Конференции европейского материаловедческого сообщества (Страсбург, Франция, 7-11 июня, 2010), VII и VIII Международных конференциях по актуальным проблемам физики, материаловедения, технологии и диагностики кремния, наноразмерных структур и приборов на его основе (Нижний Новгород, 6-9 июля 2010; 5-8 июля 2011, Москва), XIX Международном симпозиуме «Наноструктуры: физика и технология» (Екатеринбург, 2025 июня, 2011), VII Международной конференции по эпитаксии кремния и гетероструктурам (Леевен, Бельгия, 28 августа - 1 сентября, 2011), а также на семинарах ИФМ РАН.

Публикации

Структура и объем диссертации

Заключение диссертация на тему "Особенности образования наноостровков в многослойных SiGe гетероструктурах и метод селективного легирования SiGe структур сегрегирующими примесями"

Основные результаты исследований особенностей образования Ое(Б1) самоформирующихся наноостровков в многослойных БЮе гетероструктурах и разработки метода селективного легирования БЮе структур сегрегирующими примесями, представленные в диссертационной работе, могут быть сформулированы следующим образом:

1. Исследованы особенности роста пленки Ое и образования Ое(81) самоформирующихся наноостровков в структурах с напряженными БЮе подслоями. Получены количественные зависимости критической толщины двумерного роста Ое (Ьс) при его осаяедении на напряженный БЮе слой от толщины и состава этого слоя. Обнаружена нелинейная зависимость критической толщины двумерного роста ве от толщины напряженного БЮе слоя, демонстрирующая ярко выраженную зависимость Ьс от толщины БЮе слоя для тонких слоев, и отсутствие таковой зависимости для БЮе слоев толщиной более 3.5 нм. Показано, что учет одного лишь эффекта сегрегации Ое на поверхность напряженного слоя не позволяет объяснить полученные экспериментальные результаты.

2. Обнаружено, что влияние напряженных БЮе слоев на последующий рост пленки Ое сохраняется и при их заращивании ненапряженным слоем толщиной до ~3.5 нм. Получены зависимости критической толщины перехода к трехмерному росту пленки Ое от толщины ненапряженного Б! слоя, выращенного на БЮе подслое, для различных параметров напряженных БЮе подслоев. Продемонстрировано, что при одинаковой упругой энергии БЮе подслоя зависимости критической толщины двумерного роста Ое от толщины ненапряженного Б! не зависят от состава и толщины БЮе слоев.

3. На основе полученных экспериментальных результатов предложен критерий определения критической толщины двумерного роста в различных БЮе структурах, в котором учтен как эффект сегрегации Ое, так и упругая энергия, накопленная в структуре. Сравнение значений критической толщины двумерного роста определенных экспериментально и вычисленных с использованием предложенного подхода показали хорошее совпадение.

4. Экспериментально выявлены отличия в формировании смачивающего слоя Ое и образования островков в верхних слоях многослойных БЮе структур по сравнению с однослойными. Обнаружено значительное перераспределение материала смачивающего слоя Ое, вызванное неоднородными полями упругих напряжений от островков нижележащих слоев, которое приводит к формированию локальных возвышений ("холмов").

5. Показано, что поля упругих напряжений от нижележащих островков в многослойных структурах модифицируют процесс формирования островков в последующих слоях. Предложен новый механизм образования островков в верхних слоях многослойных структур путем огранки склонов холмов, появившихся при перераспределении материала смачивающего слоя под действием таких полей.

6. Показана возможность управления параметрами островков в многослойных структурах за счет варьирования температур роста различных слоев с островками. В частности, продемонстрирован способ управления поверхностной плотностью островков, а также показана возможность получения кластеров островков.

7. Предложен и реализован оригинальный метод селективного легирования сегрегирующими примесями кремниевых эпитаксиальных структур, основанный на контролируемом использовании сегрегации при МПЭ. Показано, что предлагаемый метод может быть реализован на серийных установках МПЭ кремния без использования дополнительного технологического оборудования. Продемонстрирована возможность получения в кремнии слоев, легированных сурьмой в диапазоне концентраций 5-1015 см"3

10 ч

10 см , в которых изменение концентрации примеси на порядок достигается на масштабах в единицы нанометров, а также 8-легированных областей, имеющих размер в направлении роста 2-3 нм. Параметры (размер легированной области, градиент концентрации примеси) б-легированных БкБЬ слоев, сформированных с использованием развитого метода, соответствуют рекордным значениям, приведенным в литературе. Показано, что формирование легированных областей с помощью предложенной метода не приводит к ухудшению структурных и электрических свойств образцов. Экспериментально подтверждено, что развитая технология может быть применена для создания на кремнии низкобарьерных диодов Шоттки.

8. Выявлены особенности сегрегации БЬ в напряженных БЮе гетероструктурах, в зависимости от состава и упругих напряжений в них. Показано, что предложенный метод селективного легирования сурьмой может быть распространен и на БЮе гетероструктуры при учете зависимости сегрегационных свойств примеси от параметров (состава и упругих напряжений) БЮе слоев.

В заключение считаю необходимым выразить благодарность моему научному руководителю Алексею Витальевичу Новикову за внимание, чуткое руководство и плодотворные научные дискуссии при выполнении данной работы. Также хочу выразить глубокую признательность большому коллективу сотрудников ИФМ РАН (Юрию Николаевичу Дроздову, Михаилу Николаевичу Дроздову, Александру Владимировичу Антонову, Аркадию Викторовичу Мурелю, Михаилу Владимировичу Шалееву, Ирине Юрьевне Шулешовой) и д.ф.-м.н. Николаю Дмитриевичу Захарову (Институт Макса Планка города Халле(Саале), Германия) за их помощь при выполнении диссертационной работы.

Заключение

Библиография Юрасов, Дмитрий Владимирович, диссертация по теме Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и нано- электроника на квантовых эффектах

1. Леденцов, Н.Н. Гетероструктуры с квантовыми точками: получение, свойства, лазеры/ Н.Н. Леденцов, В.М. Устинов, В.А. Щукин, П.С. Копьев, Ж.И. Алферов, Д. Бимберг // Физика и техника полупроводников. 1998. - Т.32. - №4. - С.385-410.

2. Paul, D.J. Si/SiGe heterostructures: from material and physics to devices and circuits/ D.J. Paul // Semiconductor Science Technology 2004. - V.19. - P.R75-R108.

3. Apertz, R. Photoluminescence and electroluminescence of SiGe dots fabricated by island growth/ R. Apertz, L. Vescan, A. Hartmann, C. Dieker, H. Luth // Applied Physics Letters. -1995. V.66. - P.445-447.

4. Sunamura, H. Island formation during growth of Ge on Si(100): A study using photoluminescence spectroscopy/ H. Sunamura, N. Usami, Y. Shiraki, S. Fukatsu // Applied Physics Letters. 1995. - V.66. - P.3024-3026.

5. Tong, S. Normal-incidence Ge quantum-dot photodetectors at 1.5 |im based on Si substrate/ S. Tong, J.L. Liu, J. Wan, and K.L. Wang // Applied Physics Letters. 2002. - V.80. - P.l 1891191.

6. Brunner, K. Si/Ge nanostructures/ K. Brunner // Reports on Progress in Physics. 2002. -V.65. - P.27-72.

7. Gossmann, H.-J. Delta Doping in Silicon/ H.-J. Gossmann and E.F. Schubert // Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences. 1993. - V.18. -P.l-67.

8. Lee, YJ. Lattice distortion and luminescence of CdSe/ZnSe nanocrystals/ Y.J. Lee, T.G. Kim, Y.M. Sung // Nanotechnology. 2006. - V.17. - P.3539-3542.

9. Kershaw, S.V. Colloidal CdTe/HgTe quantum dots with high photoluminescence quantum efficiency at room temperature/ S.V. Kershaw, M. Burt, M. Harrison, A. Rogach, H. Weller, and A. Eychmuller // Applied Physics Letters. 1999. - V.75. - P.124792-124794.

10. Rogalski, A. HgCdTe infrared detector material: history, status and outlook/ A. Rogalski // Reports on Progress in Physics. 2005. - V.68. - P.2267-2336.

11. Kiravittaya, S. Advanced quantum dot configurations/ S. Kiravittaya, A. Rastelli, O.G. Schmidt // Reports on Progress in Physics. 2009. - V.72. - P.046502-046535.

12. Reshchikov, M.A. Luminescence properties of defects in GaN/ M.A. Reshchikov, H. Morkof // Journal of Applied Physics. 2005. - V.97. - P.061301-061395.

13. Duan, X. Indium phosphide nanowires as building blocks for nanoscale electronic and optoelectronic devices/ X. Duan, Y. Huang, Y. Cui, J. Wang and C.M. Lieber // Nature. 2001. - V.409. - P.66-69.

14. Bauer, M. Ge-Sn semiconductors for band-gap and lattice engineering. M. Bauer, J. Taraci, J. Tolle, A.V.G. Chizmeshya, S. Zollner, D.J. Smith, J. Menendez, C. Hu, and J. Kouvetakis // Applied Physics Letters. 2002. - V.81. - P.2992-2994.

15. Eaglesham, D.J. Dislocation-free Stranski-Krastanow growth of Ge on Si(001) / DJ. Eaglesham, M. Cerullo // Physical Review Letters. 1990. - V.64. - P.1943-1946.

16. Zinke-Allmang, M. Phase separation on solid surfaces: nucleation, coarsening and coalescence kinetics / M. Zinke-Allmang // Thin Solid Films. 1999. - V.346. - P.l-68.

17. Tersoff, J. Competing Relaxation Mechanisms in Strained Layers/ J. Tersoff and F.K. LeGoues // Physical Review Letters. 1994. - V.72. - P.3570-3573.

18. LeGoues, F.K. Measurement of the activation barrier to nucleation of dislocation in thin films / F.K. LeGoues, P.M. Mooney, J. Tersoff // Physical Review Letters. 1993. - V.71. -P.396-399.

19. Mo, Y.-W. Kinetic pathway in Stranski-Krastanov growth of Ge on Si(001) / Y.-W. Mo, D. E. Savage, B. S. Swartzentruber, M. G. Lagally // Physical Review Letters. 1990. - V.65. -P. 1020-1023.

20. Matthews, J.W. Defects in epitaxial multilayers: I. Misfit dislocations/ J.W. Matthews and A.E. Blakeslee // Journal of Crystal Growth. 1974. - V.27. - P.l 18-125.

21. Kasper, E. A one-dimensional SiGe superlattice grown by UHV epitaxy/ E. Kasper, H.J. Herzog, H. Kibbel // Applied Physics. 1975. - V.8. - P.199-201.

22. Bean, J.C. GexSii.x/Si strained-layer superlattice grown by molecular beam epitaxy/ J.C. Bean, L.C. Feldman, A.T. Fiory, S. Nakahara and I.K. Robinson // Journal of Vacuum Science and Technology A. 1984. - V.2. - P.436-440.

23. Dodson, B.W. Relaxation of strained-layer semiconductor structures via plastic flow/ B.W. Dodson and J.Y. Tsao // Applied Physics Letters. 1987. - V.51. - P. 1325-1327.

24. Asaro, R. Interface morphology development during stress corrosion cracking: Part I. Via surface diffusion/ R.J. Asaro and W.A. Tiller // Metallurgical and Materials Transactions B. -1972. V.3. - P.1789-1796.

25. Гринфельд, M.A. Неустойчивость границы раздела между негидростатически напряженным упругим телом и расплавом/ М.А. Гринфельд // Доклады АН СССР. 1986.- Т. 290. -№ 6. С.1358-1361.

26. Spencer, B.J. Morphological instability in epitaxially strained dislocation-free solid films: Linear stability theory/ B.J, Spencer, P.W. Voorhees and S.H. Davis // Journal of Applied Physics. -1993. V.73. - P. 4955-4970.

27. Stangl, J. Structural properties of self organized semiconductor nanostructures/ J. Stangl, V. Holy, G. Bauer // Reviews of Modern Physics. 2004. -V.76. - P.726-783.

28. Gao, H. Stress concentration at slightly undulating surfaces/ H. Gao // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 1990. - V.39. - P.443-458.

29. Chiu, C.-H. Common features of nanostructure formation induced by surface undulation on the Stranski-Krastanow systems/ C.-H. Chiu and Z. Huang // Applied Physics Letters. 2006. -V.89. -P.171904-171906.

30. Tersoff, J. Barrierless Formation and Faceting of SiGe Islands on Si(001)/ J. Tersoff, B. J. Spencer, A. Rastelli, and H. von Kanel // Physical Review Letters. 2002. - V.89. - P. 196104196107.

31. Sutter, P. Nucleationless Three-Dimensional Island Formation in Low-Misfit Heteroepitaxy/ P. Sutter and M.G. Lagally // Physical Review Letters. 2000. - V.84. - P.4637-4640.

32. Tromp, R.M. Instability-Driven SiGe Island Growth/ R.M. Tromp, F.M. Ross and M.C. Reuter // Physical Review Letters. 2000. - V.84. - P.4641-4644.

33. Osipov, A.V. Kinetic model of coherent island formation in the case of self-limiting growth/ A.V. Osipov, S.A. Kukushkin, F. Scmitt, P. Hess // Physical Review B. 2001. - V.64. -P.205421-205426.

34. Dubrovskii, V.G. Kinetics of the initial stage of coherent island formation in heteroepitaxial systems/ V.G. Dubrovskii, G.E. Cirlin, V.M. Ustinov // Physical Review B. 2003. - V.68. -P.075409-075417.

35. Muller, P. The physical origin of the two-dimensional towards three-dimensional coherent epitaxial Stranski-Krastanov transition/ P. Muller, R. Kern // Applied Surface Science. 1996. -V.102. -P.6-111.

36. Walther, T. Nature of the Stranski-Krastanow Transition during Epitaxy of InGaAs on GaAs/ T. Walther, A.G. Cullis, D.J. Norris, M. Hopkinson // Physical Review Letters. 2001. -V.86. - P.2381-2384.

37. Cullis, A.G. Stranski-Krastanow transition and epitaxial island growth/ A.G. Cullis, D.J. Norris, T. Walther, M.A. Migliorato, and M. Hopkinson // Physical Review B. 2002. - V.66. -P.081305(R)-081305(R).

38. Tu, Y. Origin of Apparent Critical Thickness for Island Formation in Heteroepitaxy/ Y. Tu, J. Tersoff// Physical Review Letters. 2004. - V.93. - P.216101-216104.

39. А.А.Чернов. Современная кристаллография. Том 3. Образование кристаллов/ А. А.Чернов, Е.И. Гиваргизов, Х.С. Багдасаров, В.А. Кузнецов, JI.H. Демьянец, А.Н. Лобачев // М.: Наука. 1980. - Т.З. - С.72.

40. Dehaese, О. Kinetic model of element III segregation during molecular beam epitaxy of III-III'-V semiconductor compounds/ O. Dehaese, X. Wallart, F. Mollot // Applied Physics Letters. -1995,-V.66.-P.52-54.

41. Zolotaryov, A. MBE-growth of InAs/GaAs(001) quantum dots at low temperatures/ A. Zolotaryov, Ch. Heyn, W. Hansen // Journal of Crystal Growth. 2008. - V. 310. - P. 41224125.

42. Placidi, E. Comparative study of low temperature growth of InAs and InMnAs quantum dots/ E. Placidi, E. Zallo, F. Arciprete, M. Fanfoni, F. Patella and A. Balzarotti // Nanotechnology. 2011. - V.22. - P. 195602-5.

43. Востоков, H.B. Влияние предосаждения Sii.xGex слоя на рост Ge(Si)/Si(001) самоформирующихся островков/ H.B. Востоков, Ю.Н. Дроздов, З.Ф. Красильник,

44. Д.Н. Лобанов, А.В. Новиков, А.Н. Яблонский, М. Stoffel, U. Denker, O.G. Schmidt, O.M. Горбенко, И.П. Сошников // Физика твердого тела. 2005. - Т.47. - Вып.1. - С.29.

45. Chen, J.X. Matrix effects on the structural and optical properties of InAs quantum dots/ J.X. Chen, U. Oesterle, A. Fiore, R.P. Stanley, M. Ilegems, T. Todaro // Applied Physics Letters. -2001. V.79. - P.3681-3683.

46. Liu, H.Y. Tuning the structural and optical properties of 1,3-pm InAs/GaAs quantum dots by a combined InAlAs and GaAs strained buffer layer/ H.Y. Liu and M. Hopkinson // Applied Physics Letters. 2003. - V.82. - P.3644-3646.

47. Teichert, C. Self-organization of nanostructures in semiconductor heteroepitaxy/ C. Teichert // Physics Reports 2002. - V.365. - P.335-432.

48. Lagally, M.G. Atom motion on surfaces/ M.G. Lagally// Physics Today 1993. - V.l 1 - P. 24-31.

49. Voigtlander, B. Fundamental processes in Si/Si and Ge/Si epitaxy studied by scanning tunneling microscopy during growth / B. Voigtlander // Surface Science Reports. 2001. - V. 43.-P.l 27-254.

50. Butz, R. 2xn surface structure of SiGe layers deposited on Si(001)/ R. Butz and S. Kampers // Applied Physics Letters. 1992. - V.61. - P.1307-1309.

51. Chen, X. Vacancy-Vacancy Interaction on Ge-Covered Si(OOl) / X. Chen, F. Wu, Z. Zhang, M.G. Lagally // Physical Review Letters. 1994. - V.73. - P.850-853.

52. Liu, F. Self-organized nanoscale structures in Si/Ge films/ F. Liu, M.G. Lagally // Surface Science -1997. V.386 -P.169-181.

53. Rastelli, A. Island formation and faceting in the SiGe/Si(001) system / A. Rastelli, H. von Kanel // Surface Science. 2003. - V.532-535. - P. 769-773.

54. Medeiros-Ribeiro, G.M. Shape transition of Germanium nanocrystals on a Silicon (001) surface from pyramids to domes/ G.M. Medeiros-Ribeiro, A.M. Bratkovski, T.I. Kamins, D.A.A. Ohlberg, R.S. Williams // Science 1998. - V.279. - P.353-355.

55. Ross, F.M. Coarsening of Self-Assembled Ge Quantum Dots on Si(001)/ F. M. Ross, J. Tersoff, R.M. Tromp // Physical Review Letters. 1998. - V.80. - P.984-987.

56. Floro, J.A. SiGe coherent islanding and stress relaxation in the high mobility regime/ J.A. Floro, E. Chason, R.D. Twesten, R.Q. Hwang, L.B. Freund // Physical Review Letters. -1997. V.79. - P.3946-3949.

57. Sutter, E. Extended shape evolution of low mismatch SiixGex alloy islands on Si(100)/ E. Sutter, P. Sutter, and J.E. Bernard// Applied Physics Letters 2004. - V.84 - P.2262-2264.

58. LeGoues, F.K. Cyclic Growth of Strain-Relaxed Islands/ F.K. LeGoues, M.C. Reuter, J. Tersoff, M. Hammar, R.M. Tromp // Physical Review Letters. -1994. V.73. - P.300-303.

59. Tersoff, J. Self-Organization in Growth of Quantum Dot Superlattices/ J. Tersoff, C. Teichert and M.G. Lagally // Physical Review Letters. 1996. - V.76. - P. 1675-1678.

60. Le Thanh, V. Vertically self-organized Ge/Si(001) quantum dots in multilayer structures/ V. Le Thanh, V. Yam, P. Boucaud, F. Fortuna, C. Ulysse, D. Bouchier, L. Vervoort, and J.-M. Lourtioz // Physical Review B 1999. - V.60 - P.5851-5857.

61. Schmidt, O.G. Multiple layers of self-asssembled Ge/Si islands: Photoluminescence, strain fields, material interdiffusion, and island formation/ O.G. Schmidt and K. Eberl // Physical Review B. 2000. - V.61. - P.l 3721-13729.

62. Usami, N. Modification of the growth mode of Ge on Si by buried Ge islands/ N. Usami, Y. Araki, Y. Ito, M. Miura and Y. Shiraki // Applied Physics Letters. 2000. - V.76. - P.3723-3725.

63. Xie, Q. Vertically Self-Organized InAs Quantum Box Islands on GaAs(100)/ Q. Xie, A. Madhukar, P. Chen, and N.P. Kobayashi // Physical Review Letters. 1995. - V.75. - P.2542-2545.

64. Постников, B.B. Способ выращивания кремний-германиевых гетероструктур/ В.В. Постников, A.B. Новиков // Патент России № 2407103. 2010. - Бюл. № 35.

65. Oehme, М. МВЕ source for germanium carbon co-evaporation/ M. Oehme, M. Bauer and E. Kasper // Materials Science and Engineering B. 2002. - V.89. - P.332-335.

66. Floro, J.A. Evolution of coherent islands in Sii-xGex/Si(001)/ J.A. Floro, E. Chason, L.B. Freund, R.D. Twesten, R.Q. Hwang, G.A. Lucadamo // Physical Review B. 1999. - V.59. -P.l 990-1998.

67. Mahan, J.E. A Review of the Geometrical Fundamentals of RHEED with Application to Silicon Surfaces/ J.E. Mahan, K.M. Geib, G.Y. Robinson, R.G. Long // Journal of Vacuum Science and Technology A. 1990. -V.8. - P.3692-3700.

68. Ishizara, A. Low temperature surface cleaning of silicon and its application to silicon МВЕ/ A. Ishizara, Y. Shiraki // Electrochemical science and technology. 1986. - V.133. -P.666-671.

69. Guo, L.W. Critical Ge concentration for 2><n reconstruction appearing on GeSi covered Si(100)/ L.W Guo, Q. Huang, Y.K. Li, S.L. Ma, C.S. Peng, J.M. Zhou // Surface Science. -1998. V.406. - P.L592-L596.

70. Fukatsu, S. Selflimitation in the surface segregation of Ge atoms during Si molecular beam epitaxial growth/ S. Fukatsu, K. Fujita, H. Yaguchi, Y. Shiraki, and R. Ito // Applied Physics Letters. 1991. - V.59. - P.2103-2105.

71. Qin, X.R. Scanning Tunneling Microscopy Identification of Atomic-Scale Intermixing on Si(100) at Submonolayer Ge Coverages/ X.R. Qin, B.S. Swartzentruber, M.G. Lagally // Physical Review Letters. 2000. - V. 84. - P.4645-4648.

72. Ratsch, С. Equilibrium theory of the Stranski-Krastanov epitaxial morphology/ C. Ratsch and A. Zangwill // Surface Science. 1993. - V.293. - P.123-131.

73. Chaparro, S.A. Strain relief via trench formation in Ge/Si(100) islands/ S.A. Chaparro, Y. Zhang, and J. Drucker // Applied Physics Letters. 2000. - V.76. - P.3534-3536.

74. Sonnet, Ph. Physical origin of trench formation in Ge/Si(100) islands/ Ph. Sonnet, P.C. Kelires // Applied Physics Letters. 2004. - V.85. - P.203-205.

75. Madelung, О. Semiconductors: Data Handbook. 3rd edition/ O. Madelung // New York.: Springer-Verlag. - 2003. - P.16.

76. Stekolnikov, A.A. Absolute surface energies of group-IV semiconductors: Dependence on orientation and reconstruction/ A. A. Stekolnikov, J. Furthmuller and F. Bechstedt // Physical Review B. 2002. - V.65. - P.l 15318-10.

77. Johnson, H.T. Mechanics of coherent and dislocated island morphologies in strained epitaxial material systems/ H.T. Johnson and L.B. Freund // Journal of Applied Physics. 1997. -V.81.-P.6081 -6090.

78. Floyd, M. Nanometer-scale composition measurements of Ge/Si(100) islands/M. Floyd, Y. Zhang, K.P. Driver, J. Drucker, P.A. Crozier, D.J. Smith // Applied Physics Letters. 2003. -V.82. - P.1473-1475.

79. Capellini, G. SiGe intermixing in Ge/Si(100) islands/ G. Capellini, M. De Seta, F. Evangelist! // Applied Physics Letters 2001. - V.78. - P.303-305.

80. Schittenhelm, P. Photoluminescence study of the crossover from two-dimensional to three-dimensional growth for Ge on Si(100)/ P. Schittenhelm, M. Gail, J. Brunner, J. F. Nutzel, G. Abstreiter // Applied Physics Letters. 1995. - V.67. - P.1292-1294.

81. L. Vescan. Size distribution and electroluminescence of self-assembled Ge dots / L. Vescan, T. Stoica, O. Chretien, M. Goryll, E. Mateeva, A. Muck // Journal of Applied Physics. 2000. -V.87. - P.7275-7282.

82. Darhuber, A.A. High-resolution x-ray diffraction from multilayered self-assembled Ge dots/ A.A. Darhuber, P. Schittenhelm, V. Holy, J. Stangl, G. Bauer and G. Abstreiter // Physical Review B. -1997. V.55. - P. 15652-15663.

83. Kienzle, O. Germanium "quantum dots" embedded in silicon: Quantitative study of self-alignment and coarsening/ O. Kienzle, F. Ernst, M. Ruhle, O.G. Schmidt, K. Eberl // Applied Physics Letters. 1999. - V.74. - P.269-271.

84. Howe, P. Optical properties of bilayer InAs/GaAs quantum dot structures: Influence of strain and surface morphology/ P. Howe, E.C. Le Ru, E. Clarke, B. Abbey, R. Murray and T.S. Jones // Physical Review B. 2002. - V.66. - P.075316-8.

85. Schmidt, O.G. Modified Stranski-Krastanov growth in stacked layers of self-assembled islands/ O.G. Schmidt, O. Kienzle, Y. Hao, K. Eberl and F. Ernst // Applied Physics Letters. -1999. V.74. - P.1272-1274.

86. Dunbar, A. The effect of strain field seeding on the epitaxial growth of Ge islands on Si(001)/ A. Dunbar, M. Halsall, P. Dawson, U. Bangert, M. Miura, Y. Shiraki // Applied Physics Letters. 2001. - V.78. - P.1658-1660.

87. Schmidt, O.G. Photoluminescence Study of the 2D-3D Growth Mode Changeover for Different Ge/Si Island Phases/ O. G. Schmidt, C. Lange, and K. Eberl // Physica Status Solidi (b). 1999. - V.215. - P.319-324.

88. Novikov, A.V. Photoluminescence of GeSi/Si(001) self-assembled islands with dome and hut shape/ A.V. Novikov, M.V. Shaleev, D.N. Lobanov, A.N. Yablonsky, N.V. Vostokov, Z.F. Krasilnik // Physica E. 2004. - V.23. - P.416-420.

89. Kahng, S.-J. Strained Ge overlayer on a Si(001)-2*1 surface/ S.-J. Kahng, Y.H. Ha and D.W. Moon, Y. Kuk // Physical Review B. 2000. - V.61. - P.10827-10831.

90. Liu, F. Self-Organized Replication of 3D Coherent Island Size and Shape in Multilayer Heteroepitaxial Films/ F. Liu, S.E. Davenport, H.M. Evans and M.G. Lagally // Physical Review Letters. 1999. - V.82. - P.2528-2531.

91. Baribeau, J.-M. Ge dots and nanostructures grown epitaxially on Si / J.-M. Baribeau X. Wu, N.L. Rowell and D.J. Lockwood // Journal of Physics: Condensed Matter. 2006. - V.18. -R139-R174.

92. Capellini, G. Ordering self-assembled islands without substrate patterning/ G. Capellini, M. De Seta, C. Spinella, and F. Evangelisti // Applied Physics Letters. 2003. - V.82. - P. 17721774.

93. De Seta, M. Ordered growth of Ge island clusters on strain-engineered Si surfaces/ M. de Seta, G. Capellini and F. Evangelisti // Physical Review B. 2005. - V.71. - P. 115308-7.

94. Dais, C. Ge quantum dot molecules and crystals: Preparation and properties/ C. Dais, H.H. Solak, Y. Ekinci, E. Muller, H. Sigg, D. Grutzmacher // Surface Science. 2001. - V.601. -P.2787-2791.

95. Hanke, M. Dedicated fabrication of silicon-based ensembles of dot molecules with a specific and unique number of dots/ M. Hanke, T. Boeck, A.-K. Gerlitzke, F. Syrowatka and F. Heyroth. Applied Physics Letters. 2006. - V.88. - P.063119-063121.

96. Siripitakchai, N. Evolution of self-assembled lateral quantum dot molecules/ N. Siripitakchai, S. Suraprapapich, S. Thainoi, S. Kanjanachuchai, S. Panyakeow // Journal of Crystal Growth. 2007. - V.301-302. - P.812-816.

97. Michler, P. A quantum dot single photon turnstile device/ P. Michler, A. Kiraz, C. Becher, W. Schoenfeld, P.M. Petroff, L. Zhang, E. Hu, A. Imamoglu // Science. 2000. - V.290. -P.2282-2285.

98. Nikzad, S. Direct detection and imaging of low-energy electrons with delta-doped chargecoupled devices/ S.Nikzad, Q. Yu, A.L. Smith, T.J. Jones, T.A. Tombrello and S,T. Elliott // Applied Physics Letters. 1998. - V.73. - P.3417-3419.

99. Fujita, K. Self-modulating Sb incorporation in Si/SiGe superlattices during molecular beam epitaxial growth/ K. Fujita, S. Fukatsu, N. Usami, Y. Shiraki, H. Yaguchi, R. Ito and K. Nakagawa// Surface Science. 1993. -V.295. - P.335-339.

100. Nakagawa, K. Ge concentration dependence of Sb surface segregation during SiGe MBE/ K. Nakagawa, N. Sugii, S. Yamaguchi, M. Miyao // Journal of Crystal Growth. 1999. - V.201-202. — P.560-563.

101. Barnett, S.A. The interaction of Sb4 molecular beams with Si(100) surfaces: modulated-beam mass spectrometry and thermally stimulated desorption studies/ S.A. Barnett and G. E. Greene // Surface Science. -1985. V.151. - P.67-90.

102. Hobart, K.D. Surface Segregation and Structure of Sb-doped Si(100) films grown at low temperature by molecular beam epitaxy/ K.D. Hobart, D.J. Godbey, M.E. Twigg, M. Fatemi, P. E. Thompson, D.S. Simons // Surface Science. 1995. - V.334. - P.29-38.

103. Metzger, R.A. Antimony Adsorption on Silicon/ R.A. Metzger and F.G. Allen // Surface Science. 1984. - V.137. - P.397-411.

104. Jorke, H. Surface Segregation of Sb on Si(001) During Molecular Beam Epitaxy Growth/ H. Jorke // Surface Science. 1988. - V.193. - P.569-578.

105. Nutzel, J.F. Segregation and diffusion on semiconductor surfaces/ J.F. Nutzel and G. Abstreiter // Physical Review B. 1996. - V.53. - P.13551-13558.

106. Ushio, J. Surface segregation behavior of B, Ga, and Sb during Si MBE: Calculations using a first-principles method/ J. Ushio, K. Nakagawa, M. Miyao, T. Maruizumi // Physical Review B. 1998. - V.58. - P.3932-3936.

107. Blacksberg, J. Ultra-low-temperature homoepitaxial growth of Sb-doped silicon/ J. Blacksberg, M.E. Hoenk, S. Nikzad // Journal of Crystal Growth. 2005. - V.285. - P.473-480.

108. Arnold, C.B. Unified kinetic model of dopant segregation during vapor-phase growth/ C.B. Arnold and M.J. Aziz // Physical Review B. 2005. - V.72. - P.195419-17.

109. Sundgren, J.-E. Dopant incorporation kinetics and abrupt profiles during silicon molecular beam epitaxy/ J.-E. Sundgren, J. Knall, W.-X. Ni, M.-A. Hasan, L.C. Markert and J.E. Greene // Thin Solid Films. -1989. V.183. - P.281-297.

110. Eaglesham, D.J. Limiting Thickness hePi for Epitaxial Growth and Room-Temperature Si Growth on Si(001)/ D.J. Eaglesham, H.-J. Gossmann and M. Cerullo // Physical Review Letters. -1990. V.65. - P.1227-1230.

111. Gossmann, H.-J. Low-temperature Si molecular beam epitaxy: Solution to the doping problem/ H.-J. Gossmann, E.F. Schubert, D.J. Eaglesham, M. Cerullo // Applied Physics Letters. 1990. - V.57. - P.2440-2442.

112. Gossmann, H.-J. Doping of Si thin films by low-temperature molecular beam epitaxy/ H.-J. Gossmann, F.C. Untetwald, H.S. Luñman // Journal of Applied Physics. 1993. - V.73. -P.8237-8241.

113. Casel, A. Electrical Properties of Gallium- and Antimony- Doped Silicon Layers, Grown by Solid Phase Epitaxy in a Molecular Beam Epitaxial Growth Chamber/ A. Casel, H. Kibbel, F. Schaffler // Thin Solid Films. 1989. - V.183. - P.351-356.

114. Sugii, N. High electron mobility in strained Si channel of Sii-xGex/Si/Sii-xGex heterostructure with abrupt interfac/ N. Sugii, K. Nakagawa, Y. Kimura, S. Yamaguchi and M. Miayo // Semiconductor Science and Technology. -1998. V.13. - P.A140-A142.

115. Sugiura, H. Silicon molecular beam epitaxy with antimony ion doping/ H. Sugiura // Journal of Applied Physics. 1980. - V.51. - P.2630-2633.

116. Thompson, P.E. Atomic hydrogen for the formation of abrupt Sb doping profiles in MBE-grown Si/ P.E. Thompson, C. Silvestre, M. Twigg, G. Jernigan, D.S. Simons // Thin Solid Films. -1998.-V.321.-P.120-124.

117. Кузнецов, В.П. Высоколегированные слои Si, выращенные из молекулярного пучка в вакууме/ В.П. Кузнецов, А.Ю. Андреев, О.А. Кузнецов, JI.E. Николаева, Т.М. Зотова, Н.В. Гудкова // Известия АН СССР. 1991. - Т.27. - №7. - С.1337-1341.

118. Kuznetsov, V.P. Heavily Doped Si Layers Grown by Molecular Beam Epitaxy in Vacuum/ V.P. Kuznetsov, A.Yu. Andreev, O.A. Kuznetsov, L.E. Nikolaeva, T.M. Zotova,N.V. Gudkova // Physica Status Solidi A. -1991. V.127. - P.371-376.

119. Iyer, S.S. Sharp profiles with high and low doping levels in silicon grown by molecular beam epitaxy/ S.S. Iyer, R.A. Metzger, and F.G. Allen // Journal of Applied Physics. 1981. -V.52. - P.5608-5613.

120. Kasper, E. Growth of 100 GHz SiGe-Heterobipolar Transistor (HBT) Structures/ E. Kasper, H. Kibbel, H.-J. Herzog and A. Gruhle // Japanese Journal of Applied Physics. 1994. -V.33. -P.2415-2418.

121. Hobart, K.D. Post-growth annealing of low temperature-grown Sb-doped Si molecular beam epitaxial films/ K.D. Hobart, P.E. Godbey and P.E. Thompson // Applied Physics Letters. 1992. - V.61. - P.76-78.

122. Grehl, T. Low energy dual beam depth profiling: influence of sputter and analysis beam parameters on profile performance using TOF-SIMS/ T. Grehl, R. Mollers, E. Niehuis // Applied Surface Science. 2003. - V.203-204. - P.277-280.

123. Wilson, R.G. SIMS quantification in Si, GaAs, and diamond an update/ R.G. Wilson // International Journal of Mass Spectrometry and Ion Processes. - 1995. - V.143. - P.43-49.

124. Shashkin, V.I. Control of Charge Transport Mode in the Schottky Barrier by S-Doping: Calculation and Experiment for Al/GaAs/ V.I. Shashkin, A.V. Murel, V.M. Daniltsev, and O.I. Khrykin // Semiconductors. 2002. - V.36(5). - P.505-510.

125. Goh, K.E.J. Influence of doping density on electronic transport in degenerate Si:P 8-doped layers/ K.E.J. Goh, L. Oberbeck, M.Y. Simmons, A.R. Hamilton and M.J. Butcher // Physical Review B. 2006. - V.73. - P.035401-6.

126. Rodriguez-Vargas, I. Subband and transport calculations in double n-type 8-doped quantum wells in Si/ I. Rodriguez-Vargas and L.M. Gaggero-Sager // Journal of Applied Physics. 2006. - V.99. - P.033702-7.

127. Yutani, A. Transport properties on n-channel Si/SiGe modulation-doped systems with varied channel thickness: effect of the varied interface roughness/ A. Yutani and Y.Shiraki // Semiconductor Science and Technology. -1996. V.l 1. - P. 1009-1014.

128. Бекин, H.A. Инверсная населенность состояний и усиление на примесно-зонных переходах в квантово-каскадных гетероструктурах Si/GeSi(lll) n-типа/ Н.А. Бекин //

129. Jernigan, G.G. Effect of the co-deposition of Sb and Si on surface morphology/ G.G. Jernigan, P.E. Thompson // Thin Solid Films. 2000. - V.380. - P.l 14-116.

130. Scapucci, G. A Complete Fabrication Route for Atomic-Scale, Donor-Based Devices in Single-Crystal Germanium/ G. Scapucci, G. Capellini, B. Johnson, W.M. Klesse, J.A. Miwa and M.Y. Simmons //Nano Letters. 2011. - V.l 1. - P.2272-2279.

131. Camacho-Aguilera, R.E. An electrically pumped germanium laser/ R.E. Camacho-Aguilera, Y. Cai, N. Patel, J.T. Bessette, M. Romagnoli, L.C. Kimerling and J. Michel // Optics Express. 2012. - V.20. - 11316-11320.

132. Portavoce, A. Sb surface segregation during epitaxial growth of SiGe heterostructures: The effects of Ge composition and biaxial stress/ A. Portavoce, I. Berbezier, P. Gas and A. Ronda // Physical Review B. -2004. V.69. - P.155414-5.

133. Shiraki, Y. Fabrication technology of SiGe hetero-structures and their properties/ Y.Shiraki, A. Sakai // Surface Science Reports. 2005. - V.59. - P.153-207.

134. Список работ автора по теме диссертации

135. А1. Юрасов, Д.В. Критическая толщина перехода по Странскому-Крастанову с учетом эффекта сегрегации / Д. В. Юрасов, Ю. Н. Дроздов // ФТП. 2008. - Т. 42. Вып. 5. -С.579-585.

136. А9. Дроздов, Ю.Н. Влияние напряженных SiGe слоев на критическую толщину двумерного роста Ge/ Ю.Н. Дроздов, З.Ф. Красильник, А.В. Новиков, М.В. Шалеев, Д.В.

137. А17. Дроздов, М.Н. Метод управляемого селективного легирования кремния и SiGe гетероструктур сегрегирующими примесями/ М.Н. Дроздов, А.В. Мурель, А.В. Новиков,

Похожие работы

Электроника
05.27.00