Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по физике
УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. П.Н. ЛЕБЕДЕВА РАН На правах рукописи
Казаков Игорь Петрович
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ С ТУННЕЛЬНЫМ ЭФФЕКТОМ И ВНУТРИЦЕНТРОВЫМИ ОПТИЧЕСКИМИ ПЕРЕХОДАМИ
01.04.07 - физика конденсированного состояния
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук
Москва-2011
Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Физическом институте им. П.Н. Лебедева РАН.
Официальные оппоненты:
академик РАН, доктор технических наук, профессор Орликовский А.А.
доктор физико-математических наук Горелик В. С., доктор физико-математических наук Галиев Г.Б.
Ведущая организация:
Учреждение Российской академии наук Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН
Защита состоится 10 октября 2011 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 002.023.03 при Учреждении Российской академии наук Физическом институте им. П.Н. Лебедева РАН по адресу: 119991 ГСП-1 Москва, Ленинский проспект, д.53, ФИАН.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской академии наук Физического института им. П.Н. Лебедева РАН
Автореферат разослан _________________ 2011 г.
Учный секретарь диссертационного совета Д002.023.03, доктор физико-математических наук, А.С. Шиканов.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы Трудности дальнейшего совершенствования элементной базы твердотельной электроники стремительно возрастают. Подход, доминирующий на протяжении всей истории развития интегральных схем, в котором повышение быстродействия приборов и увеличение плотности их компоновки достигалось уменьшением характерных размеров, исчерпывает себя. Уже в ближайшие годы характерные размеры многих электронных приборов достигнут значений, сравнимых с длиной волны де Бройля для электронов (26 нм в GaAs при 300 К [1]). На таких расстояниях классические физические представления не применимы и принципы работы электронных приборов должны измениться. Переход к новым проектным нормам будет замедляться по технологическим причинам и по экономическим, т.к. потребуются колоссальные вложения в промышленную технологию литографии в глубокой субмикронной и нанометровой областях. Кроме того, для многоэлементных монолитных устройств, таких как интегральные схемы, одной из ключевых становиться проблема отвода тепла, возрастающая с увеличением плотности компоновки элементов. Как отмечается в работе [2], замедление процесса дальнейшего уменьшения характерных размеров приборов неизбежно и закон Мура в ближайшее время будет нарушен.
Поиск иных путей развития элементной базы электроники заметно активизировался в последние два десятилетия. Одним из наиболее перспективных направлений развития альтернативной элементной базы является использование квантовых эффектов и принципа функциональной интеграции. Эффект резонансного туннелирования характеризуется чрезвычайно малой инерционностью внутренних электронных процессов (1 пс при комнатной температуре [3]), сравнимой с быстродействием сверхпроводящих устройств. Именно в этом направлении в мире достигнуты наивысшие в твердотельной электронике рекорды по быстродействию. Основная проблема развития данного направления функциональной интеграции связана с необходимостью обеспечения электрических характеристик, обусловленных квантовыми явлениями туннелирования, которые, как известно, чрезвычайно чувствительны к толщине туннельных барьеров, качеству интерфейсов и однородности электрических свойств в пределах интегральной структуры.
Существующие технологии функциональной интеграции туннельных приборов с другими элементами интегральной схемы, например с транзисторами, базируются на вертикальной конфигурации расположения элементов, которая не может быть реализована средствами стандартной арсенид-галлиевой технологии из-за значительной высоты рельефа поверхности. Поэтому актуальной задачей являлась разработка технологии планарной интеграции элементов функционально интегрированных схем, изготавливаемых по стандартной технологии. К началу выполнения настоящей работы планарная интеграция резонансно-туннельных диодов, транзисторов и диодов Шоттки не была разработана.
Исследования сверхрешток с широкими слабосвязанными квантовыми ямами актуально в связи с возможностью получения генерации в терагерцовом диапазоне [4].
Из-за слабой туннельной связи сверхрештки данного типа можно рассматривать как продукт функциональной интеграции последовательно соединнных резонанснотуннельных диодов, количество которых равно количеству периодов. Такого рода объекты мало изучены, однако их свойства, в частности, при поперечном электрическом транспорте, представляют самостоятельный интерес для создания твердотельных приборов нового типа, основанных на эффектах последовательного туннелирования носителей и образования доменной структуры электрического поля. Технологически сверхрештки с широкими слабосвязанными квантовыми ямами достаточно сложные объекты. Низкое качество таких резонансно-туннельных гетероструктур, наблюдавшееся в мировой практике к началу работы над диссертацией, ограничивало возможности их экспериментального исследования и, поэтому, решение указанных технологических проблем, разработка методов технологического контроля были актуальны.
Другим важным направлением развития твердотельной элементной базы является создание компактных источников излучения, в частности лазеров, на внутренних переходах ионов редкоземельных и переходных металлов, работающих в ближнем и среднем ИК диапазоне. Такие источники могут иметь узколинейчатый спектр излучения и независящие о температуры параметры (редкоземельные ионы) или широкую полосу излучения (ионы переходных металлов в соединениях А2В6), что позволяет осуществлять перестройку рабочей длины волны. Такие лазеры, например на ZnSe:
Cr2+, уже созданы на объмных полупроводниковых кристаллах, однако радикальное улучшение всех параметров, которое может быть достигнуто только переходом на гетероструктуры, встречает существенные технологические трудности. Продвижение в этом направлении безусловно актуально.
Цели и задачи работы.
В связи с вышеизложенным, основной целью настоящей диссертационной работы являлась разработка технологии получения и методов технологического контроля, исследование свойств функционально интегрированных элементов на основе GaAs/AlAs типа резонансно-туннельный диод/полевой транзистор с затвором Шоттки/диод Шоттки с планарной конфигурацией для создания монолитных устройств цифровой обработки сигналов, и сверхрешток GaAs/AlGaAs с широкими слабосвязанными квантовыми ямами для создания элементов многоуровневой логики, генераторов и электрических колебаний. Другая цель заключалась в разработке технологии выращивания и исследовании свойств эпитаксиальных слов и квантоворазмерных гетероструктур на основе GaAs/AlGaAs с примесью Yb 3+ и на основе ZnSe с примесью Cr2+ для создания источников излучения ближнего и среднего ИК-диапазона.
Для достижения поставленных целей в работе решались следующие основные задачи:
создание автоматизированного аппаратного комплекса для выращивания гетероструктур на основе GaAs методом молекулярно-пучковой эпитаксии, оснащнного современными средствами исследования и контроля процесса роста;
разработка методики неразрушающего in situ контроля методом анизотропного оптического отражения процесса выращивания полупроводниковых гетероструктур на основе GaAs и металлов с разрешением 1 м.с.;
разработка конфигурации гетероструктур для планарной интеграции резонансно-туннельного диода, полевого транзистора с затвором Шоттки, диода Шоттки и технологии их выращивания методом молекулярнопучковой эпитаксии;
изготовление и исследование параметров интегральных схем на основе функционально интегрированных элементов типа резонанснотуннельный диод/полевой транзистор с затвором Шоттки/диод Шоттки;
разработка технологии выращивания и методик оптического контроля in situ и ex situ слабосвязанных сверхрешток с широкими квантовыми ямами на основе GaAs/AlGaAs и исследование их свойств;
разработка метода измерения латеральной подвижности носителей заряда в отдельных квантовых ямах многоямных гетероструктур выращенных как на изолирующей, так и на проводящей подложке.
разработка технологии выращивания эпитаксиальной гетероструктуры GaAs(-Si)/Al для туннельной спектроскопии двумерной электронной системы с туннельным контактом Шоттки и приповерхностным -Siлегированным слоем, исследование е кристаллической структуры и туннельных свойств;
разработка технологии молекулярно-пучковой эпитаксии квантоворазмерных гетероструктур на основе GaAs/AlGaAs с примесью Yb, их активации ионной имплантацией кислорода, исследование внутрицентровых переходов ионов Yb 3+ в полученных гетероструктурах;
разработка технологии выращивания слов ZnSe, легированных примесью Cr, и исследование в них внутрицентровых переходов ионов Cr 2+.
Объекты исследования.
Объектами исследования в диссертации являлись гетероструктуры и макетные образцы интегральных схем на основе GaAs/AlAs, имеющие перспективное применение в области быстродействующей электроники, а также легированные Yb гетероструктуры на основе GaAs/AlGaAs и легированные Cr гетероструктуры на основе GaAs/ZnSe, включая и квантово-размерные, для создания источников излучения ближнего и среднего ИК-диапазона. Основная часть работы посвящена туннельным гетероструктурам следующих четырх типов:
1. Дискретные резонансно-туннельные диоды.
2. Интегральные схемы на основе интегрированных резонансно-туннельных диодов, полевых транзисторов с затвором Шоттки и диодов Шоттки.
3. Сверхрештки с широкими слабосвязанными квантовыми ямами.
4. Гетероструктуры GaAs(-Si)/Al.
Гетероструктуры на основе GaAs/AlGaAs, легированные примесью Yb c активацией примесью O и слои ZnSe, легированные примесью Cr, исследовались на предмет получения характеристического внутрицентрового излучения.
Отдельным объектом исследования можно считать процесс выращивания всех перечисленных гетероструктур методом молекулярно-пучковой эпитаксии.
Научная новизна.
В диссертационной работе впервые получены следующие научные результаты:
1. Разработана и реализована технология монолитной планарной интеграции резонансно-туннельного диода, полевого транзистора с затвором Шоттки и диода Шоттки на основе GaAs/AlAs/Al, полностью совместимая с базовой технологией арсенидгаллиевых интегральных схем.
2. Разработана технология выращивания и созданы уникальные квантоворазмерные объекты - высококачественные сверхрештки с широкими слабосвязанными квантовыми ямами на основе GaAs/AlGaAs, проявляющие ряд неизвестных ранее эффектов при поперечном транспорте.
3. Предложен и реализован метод измерения подвижности носителей заряда в ГС с квантовыми ямами, основанный на особенностях проникновения электрического поля вглубь образца. Получены аналитические выражения, позволяющие на основе экспериментальных данных определять латеральную подвижность носителей заряда в отдельных КЯ многоямных ГС, выращенных как на изолирующей, так и на проводящей подложке.
3. Экспериментально установлено, что интенсивность люминесценции примесных центров с локализованными состояниями электронов значительно возрастает в матрице пониженной размерности.
4. Обнаружена специфическая люминесценция, связанная с f-f переходами на ионах Yb3+ в слоях GaAs, AlGaAs и в квантово-размерных структурах на их основе, легированных Yb в процессе выращивания методом молекулярно-пучковой эпитаксии и активированных ионной имплантацией кислорода.
5. Зарегистрировано изменение формы спектральной полосы характеристического излучения ионов Cr 2+, вызванное созданием микрорезонатора типа Фабри-Перо в гетероструктуре на основе GaAs/ZnSe:Cr2+.
6. Разработана технология и установлены закономерности процесса легирования слов и квантово-размерных гетероструктур на основе GaAs/GaAlAs методом молекулярно-пучковой эпитаксии. Достигнута концентрация примеси Yb 21018 см-3, что не менее чем на порядок превышает ранее известные значения. Обнаружено явление накопления Yb на растущей поверхности слов Ga(Al)As.
7. Разработана технология молекулярно-пучковой эпитаксии слов ZnSe, легированных примесью Cr2+ из низкотемпературного молекулярного источника, в котором в качестве лигатуры предложено использовать высоколетучее соединение дифенил бензол трикарбонил хрома, разлагающееся на поверхности подложки с выделением Cr.
8. Определены границы устойчивости квантово-размерных структур на основе GaAs/AlGaAs к радиационным повреждениям, создаваемым ионной имплантацией Yb3+.
9. Установлено, что туннельный контакт Шоттки в гетероструктуре Al/(-Si)GaAs возникает при осаждении слоя Al только на стехиометрическую поверхность GaAs, имеющую в случае ориентации поверхности (001), реконструкцию (3х1). Показано, что невоздействующий метод анизотропного отражения позволяет более точно установить тип поверхностной реконструкции GaAs при отсутствии потока As, чем метод дифракции электронов.
10. Разработана методика оптического мониторинга процесса выращивания резонансно-туннельных гетероструктур на основе GaAs/AlGaAs методом анизотропного отражения, позволяющая in situ контролировать толщину слов и резкость гетерограниц с разрешением 1 м.с. в реальном масштабе времени.
11. Разработаны оптические методики неразрушающего контроля гетероструктур на основе GaAs/AlGaAs и металлов, основанные на измерении анизотропного отражения, фотоотражения и фотолюминесценции, в частности, методика оптического мониторинга процесса выращивания (in situ) с использованием метода анизотропного отражения, позволяющая контролировать толщину слов и резкость гетерограниц с разрешением 1 м.с. в реальном масштабе времени.
Практическая значимость работы.
1. Созданные технологии и комплекс диагностических методов позволяют осуществлять приборные разработки широкого класса наноструктур высокого быстродействия, основанных на квантовых эффектах резонансного туннелирования.
2. Разработанная технология монолитной планарной интеграции резонанснотуннельных диодов, полевых транзисторов с затвором Шоттки и диодов Шоттки открывает относительно простой и малозатратный путь к созданию различных цифровых интегральных схем и других быстродействующих электронных устройств путм функциональной интеграции резонансно-туннельного диода с различными приборами средствами обычной арсенид-галлиевой технологии. Созданные опытные образцы интегральных схем - инверторов, компаратора - являются первыми отечественными микросхемами, функционирование которых основано на квантовых эффектах резонансного туннелирования и, соответственно, первыми отечественными наноэлектронными микросхемами.
3. Полученные высококачественные сверхрештки с широкими слабосвязанными КЯ на основе GaAs/AlGaAs имеют перспективное приборное применение в следующих областях: элементы многоуровневой логики, перестраиваемые приложенным напряжением генераторы, источники излучения в терагерцовом диапазоне электромагнитного спектра.
4. Новый метод измерения латеральной подвижности носителей заряда в отдельных квантовых ямах полупроводниковых многоямных гетероструктур и комплекс оптических методик для контроля квантово-размерных, и в частности, резонанснотуннельных гетероструктур на основе методов фотоотражения и фотолюминесценции представляет интерес для метрологического обеспечения технологии полупроводникового производства, например, для селективной диагностики различных элементов приборных ГС.
5. Разработана технология выращивания эпитаксиальных слов и квантоворазмерных гетероструктур на основе GaAs/AlGaAs с примесью Yb и на основе ZnSe с примесью Cr, обладающих характеристическим внутрицентровым излучением. Результаты исследований полученных гетероструктур, в частности, показывающих, что интенсивность люминесценции примесных центров с локализованными состояниями электронов значительно возрастает в матрице пониженной размерности, создают научно-техническую основу для создания полупроводниковых гетероструктурных источников излучения ближнего и среднего ИК диапазона на внутрицентровых переходах, включая миниатюрный перестраиваемый лазер на основе ZnSe: Cr2+ на диапазон 2-3 мкм, работающий при комнатной температуре.
6. Разработаная методика неразрушающего in situ контроля методом анизотропного отражения процесса выращивания с разрешением 1 м.с. может найти применение в технологии эпитаксиального выращивания полупроводниковых гетероструктур с толщиной слов менее 5 нм, в частности, обладающих резонансно-туннельными свойствами.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
1. Впервые осуществлена монолитная интеграция резонансно-туннельных диодов, полевых транзисторов и диодов Шоттки средствами базовой технологии арсенидгаллиевых интегральных схем без применения специальных технологически сложных операций планаризации, что открывает широкие возможности для создания элементной базы нового поколения на основе квантовых эффектов. Изготовлены опытные образцы интегральных схем - инверторы и компаратор с быстродействием на уровне 0.нс.
2. На основе методов оптического отражения и анизотропии оптического отражения разработана методика неразрушающего in situ контроля с разрешением 1 м.с.
процесса выращивания гетероструктур резонансно-туннельных диодов базе GaAs/AlAs. Получены резонансно-туннельные диоды с соотношением "пик-долина" 3.3, плотностью пикового тока 60 кА/см2 и быстродействием лучше 60 пс при комнатной температуре, что соответствует лучшим мировым достижениям.
3. С применением разработанной оптической методики неразрушающего контроля на всех этапах изготовления созданы высококачественные сверхрештки с широкими слабосвязанными квантовыми ямами на основе GaAs/AlGaAs, имеющие характерные вольтамперные зависимости ступенчатого вида с мелкой периодической структурой на платообразных участках и обладающие эффектом переключения между мультистабильными токовыми состояниями, которые предложено использовать для создания элементов многоуровневой логики. Высокое качество полученных сверхрешток подтверждается впервые зарегистрированным в таких структурах эффектом самоподдерживающихся осцилляций тока при поперечном транспорте с перестройкой частоты приложенным напряжением при последовательном резонансном туннелировании в условиях электрической инжекции носителей заряда в нижние состояния размерного квантования.
4. Методом анизотропии оптического отражения установлено, что туннельный контакт в гетероструктуре GaAs(-Si)/Al возникает при осаждении слоя Al только на стехиометрическую поверхность GaAs (001) с реконструкцией (3х1). Установлено, что при отсутствии потока As, поступающего на поверхность GaAs, определение типа реконструкции поверхности методом дифракции быстрых электронов затруднено из-за десорбции As под воздействием электронного пучка.
5. Разработана технология выращивания методом молекулярно-пучковой эпитаксии легированных примесью Yb до концентрации 21018 см-3 слов и квантоворазмерных гетероструктур на основе GaAs/GaAlAs, в которых после ионной имплантации - кислорода (активатор) обнаружена специфическая люминесценция, связанная с f-f переходами на ионах Yb3+.
6. Впервые установлено, что интенсивность люминесценции примесных центров с локализованными состояниями электронов значительно возрастает в матрице пониженной размерности: зарегистрировано увеличение более чем на порядок интенсивности характеристического излучения ионов Yb 3+ в квантовой яме (GaAs/GaAlAs) по сравнению с объемными образцами GaAs.
7. Впервые в качестве лигатуры предложено использовать соединение дифенил бензол трикарбонил хрома при эпитаксиальном выращивании слов ZnSe, легированных примесью Cr, что позволило существенно (на 1000 С) снизить температуру молекулярного источника Cr, чем практически исключить неконтролируемый радиационный разогрев подложки молекулярным источником Cr и химическое взаимодействие Cr с тиглем молекулярного источника (BN). Получены эпитаксиальные слои ZnSe с концентрацией Cr 2+ на уровне 1018 см-3, не уступающие объмным монокристаллам по интенсивности внутрицентровой фотолюминесценции ионов Cr 2+. На полученных образцах впервые зарегистрировано изменение формы спектральной полосы характеристического излучения ионов Cr 2+, вызванное созданием микрорезонатора типа ФабриПеро в гетероструктуре.
8. Предложен и реализован новый метод измерения латеральной подвижности носителей заряда в отдельных квантовых ямах полупроводниковых гетероструктур с несколькими квантовыми ямами, в том числе на проводящей подложке.
Апробация результатов работы.
Основные результаты диссертационной работы были представлены в докладах на следующих совещаниях, конференциях и сипозиумах: Symp. "Nanostructures Physics and Technology" (St. Petersburg, 1995, 1996, 1998,1999, 2000, 2002, 2003, 2007 г.г); Национальная конференция по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов РСНЭ'97 (г, Москва-Дубна, 1997); Всеросийской конференции по физике полупроводников "Полупроводники 97,"(г. Москва,1997 г.); 9th Int. Conf. Defects in Semicond.(Aveiro, 1997 г.); Сов. Нанофотоника (Нижний Новгород, 1999 г.); 24th International conference on the physics of semiconductors (Jerusalem, 1998); конф. Микро- и наноэлектроника 98 (Звенигород, 1998 г.); IV Всеросийская конференция по физике полупроводников " Полупроводники 99," (Новосибирск, 1999 г.); Российская конференции по физике полупроводников (Нижний Новгород, 2001 г.), Всесоюзная научно-технической конференции Микро- и наноэлектроника 2001 (Звенигород, 2001 г.); 1-ая Российская конференция молодых учных по физическому материаловедению (Калуга, 2001 г.); 2 Международная конференция молодых учных и специалистов УОптика-2001Ф (Санкт-Петербург, 2001 г.), 65. 26-th Intern. Conference on Physics of Semiconductors (Edinburgh, 2002); Совещ.
УНанофотоника-2002Ф(Нижний Новгород, 2002 г.); Int. Conf. on УExtended defects in wide gap materials - extended defects in semiconductors Ц2002Ф (Bologna, 2002); Int.
Conf.on Lasers, Applications, and Technologies ФLAT 2002Ф (Moscow, 2002 г.), Восьмая российская конференция Арсенид галлия и полупроводниковые соединения группы III-V, (Томск, 2002 г.); 12-th Euro-MBE Workshop (Bad Hofgastein, 2003 г.); International Conference УMicro- and nanoelectronics - 2003Ф (Zvenigorod, 2003, 2004 г.г.); Девятая всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых учных (Красноярск, 2003 г.); II Всероссийская научно- техническая дистанционная конференция ( Москва, 2003г.); VI Российская конференция по физике полупроводников Полупроводники 2003 (Санкт-Петербург, 2003 г.); XX Российская конференция по электронной микроскопии (Черноголовка, 2004 г.); II Всероссийская научно-техническая дистанционная конференция "ЭЛЕКТРОНИКА" (Москва, 2003 г.); Совещание Нанофотоника (Нижний Новгород, 2004 г); Совешание Кремний-2004 (Иркутск, 2004 г);
13th European Molecular Beam Epitaxy Workshop (Grindelwald, 2004 г.); VII Российская конференция по физике полупроводников (Москва, 2005 г.); Конференция Фундаментальные и прикладные проблемы современной физики, Демидовские чтения (Москва, 2006 г.); XXXV International School on the Physics of Semiconducting Compounds (Ustron-Jaszowiec, 2006); ХII Национальная конференция по росту кристаллов (Москва, 2006 г.); Summer School Physics of Intersubband Semiconductor Emitters (Polazzone di Cortona, 2006); Четвртая Российская конференция с международным участием по физике, материаловедению и физико-химическим основам технологии получения легированных кристаллов кремния и приборных структур на их основе (Москва, 2007 г.); Российская конференция по физике полупроводников (Екатеринбург, 2007 г.); Intern.
Conf. УMicro- and nanoelectronics - 2007Ф (Moscow, 2007 г.); Девятая всероссийская молоджная конференция по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике (Санкт-Петербург, 2007 г.); XII Международный симпозиум Нанофизика и наноэлектроника (Нижний Новгород, 2008 г.); 3 rd Int. Workshop on Modulation Spectroscopy of Semiconductores (Wroclaw, 2008 г.); XIII Национальная конференция по росту кристаллов НКРК-2008 (Москва, 2008 г.); 25ht International Conference on Defects in Semiconductors УICDS-25Ф(St Petersburg, 2009); International Conference УMicro- and nanoelectronics - 2009Ф (Moscow, 2009). XIV международный симпозиум Нанофизика и наноэлектроника (Нижний Новгород, 2010 г.); XIV Национальная конференция по росту кристаллов (Москва, 2010 г.); 16th Inter. School on quantum electronics: Laser Physics and Applications (Proc. of SPIE 2011); XV международный симпозиум Нанофизика и наноэлектроника (г. Нижний Новгород, 2011 г).
Также результаты работы неоднократно докладывались на Учном совете ФИАН и семинарах Отделения физики тврдого тела ФИАН.
Публикации.
Основное содержание диссертации отражено в 58 публикациях, в том числе в статьях в журналах, рекомендованных ВАК, и одном патенте. Список публикаций автора приведн в конце диссертации.
ичный вклад автора.
Автором был сделан выбор направления исследования, предложены постановки задач, разработаны технологии получения всех объектов, исследованных в диссертации. Автором создана технологическая база выращивания гетероструктур методом молекулярно-пучковой эпитаксии, включая аппаратное обеспечение и технологию выращивания. Автор принимал непосредственное участие в постановке экспериментов и проведении исследований на полученных объектах. Автор внс определяющий вклад при обработке экспериментальных результатов и их представлении в печати. С участием автора были разработаны:
1. Все используемые в диссертации оригинальные технологии выращивания гетероструктур методом молекулярно-пучковой эпитаксии.
2. Автоматизированный аппаратный комплекс для выращивания гетероструктур на основе GaAs методом молекулярно-пучковой эпитаксии.
3. Конфигурации гетероструктур для планарной интеграции резонанснотуннельных диодов, полевых транзисторов с затвором Шоттки и диодов Шоттки.
4. Метод измерения латеральной подвижности носителей заряда в отдельных квантовых ямах многоямных гетероструктур.
5. Различные приложения методов анизотропного отражения, фотопроводимости и фотолюминесценции для контроля гетероструктур.
6. Методика исследования быстродействия резонансно-туннельных гетероструктур на основе регистрации СВЧ-спектра Фурье-гармоник.
Структура и объм диссертации.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка работ автора, списка цитируемой литературы и четырх приложений. Диссертация содержит 2страниц, включая 99 рисунков и 5 таблиц, 129 источник цитирования.
Содержание работы.
Во Введении обосновывается актуальность темы диссертации.
Глава 1 Разработка комплекса аппаратуры молекулярно-пучковой эпитаксии и аналитических средств контроля технологического процесса выращивания туннельных гетероструктур на основе GaAs носит методический характер.
Кратко рассмотрены основы технологии молекулярно-пучковой эпитаксии. Подробно описан комплекс аппаратуры для выращивания гетероструктур на основе арсенида галлия методом молекулярно-пучковой эпитаксии, разработанный на базе установки ЦНА-25 (НИТИ, г. Рязань). Система автоматического управления технологическим процессом, входящая в состав комплекса, создана совместно с Саратовским научноисследовательским институтом машиностроения на базе программного обеспечения и аппаратных средств фирмы ADVANTECH - мирового лидера в области промышленной автоматизации. Наличие такой системы было определяющим для достижения необходимой воспроизводимости процесса получения резонансно-туннельных гетероструктур, где точность выращивания слов должна быть не менее 1 м.с.. Разработанная система является доступной альтернативой системам управления зарубежного производства и может быть легко адаптирована для любых эпитаксиальных установок. Для повышения точности выращивания слов гетероструктуры были предприняты конструктивные доработки молекулярных источников Ga и Al, в результате которых влияние переходных процессов было значительно снижено. Подавление переходных процессов при управлении молекулярными потоками является крайне важным, т.к длительность роста каждого слоя активной области резонансно-туннельного диода составляет всего около 10 с. Вакуумная система установки ЦНА-25 была переведена на безмасленные насосы, что позволило исключить наиболее мощные источники паров углеводородов в ростовой камере. На аппаратном комплексе были установлены новейшие аналитические системы для исследования и контроля процессов роста гетероструктур: ИК-спектрометр анизотропного отражения EpiRAS IR TT фирмы LayTec и система цифровой обработки картин дифракции SAFARI фирмы VTS CREATEC.
Рассмотрен метод спектроскопии анизотропного отражения применительно к технологии эпитаксиального выращивания. Сигнал анизотропного отражения представляет собой относительную разность r/r сигналов отражения r[-110] и r[110] с линейной поляризацией в двух главных направлениях кубической кристаллической рештки [-110] и [110], соответственно:
r/r = 2(r[-110] - r[110])/(r[-110] + r[110]) (1) ( Представлены результаты тестовых экспериментов со спектрометром анизотропного отражения EpiRAS IR TT в составе аппаратного комплекса. При наблюдении осаждения монослойных плнок металлов на поверхность Si в режиме регистрации отражения r была достигнута чувствительность к металлам равная 0.3 м.с., что близко к лучшим значениям (0.1 м.с.), полученным на специализированных измерительных установках.
Описаны разработанные метод измерения латеральной подвижности носителей заряда в отдельных квантовых ямах многоямных гетероструктур, приложения метода фотоотражения для измерения и контроля образцов и метод регистрации СВЧ спектра Фурье-гармоник для измерения быстродействия туннельно-резонансных диодов.
В Главе 2 Разработка технологии выращивания гетероструктур полевых транзисторов, резонансно-туннельных диодов и эпитаксиальных контактов Шоттки для монолитной планарной интеграции изложены технологические аспекты выращивания базовых многофункциональных монолитно-интегрированных элементов на основе полупроводниковых резонансно-туннельных гетероструктур. На примере различных полученных транзисторных гетероструктур на основе GaAs, AlGaAs/GaAs, InGaAs/InAlAs/GaAs продемонстрирован достигнутый в работе технологический уровень, соответствующий мировому и позволяющий вести целенаправленную работу по созданию цифровых интегральных схем. В частности, на гетероструктуре AlyGa1-yAs/InxGa1-xAs/GaAs, где x = 0.3, y = 0.15, ширина квантовой ямы 7 нм, получена подвижность электронов = 5100 см2В-1с-1 при комнатной температуре и слоевой концентрации ns = 2.210 см-2, что находится на уровне параметров гетероструктур, предлагаемых на мировом рынке промышленными производителями.
Представлены результаты разработки оригинального полевого транзистора на основе AlGaAs/GaAs с широкозонным буферным слоем. На полученных в работе гетероструктурах GaAs/Al0.25Ga0.75As:Si в НПО "Салют" (г. Нижний Новгород) были изготовлены полевые транзисторы, отличающиеся высоким значением величины крутизны S, достигающим 520 мСм/мм, что характерно для р- НЕМТ транзисторов [5]. Коэффициент усиления составлял 13 и 8 дБ, а коэффициент шума 0,9 и 2,5 дБ на частотах 12,и 37,5 ГГц, соответственно. Для транзисторов на гетероструктурах GaAs/Al0.25Ga0.75As:Si с длиной затвора равной 0,3 мкм достигнутые характеристики являлись одними из лучших в России на момент выполнения данной работы, т.е. в 2001-2002 г..
На основе численного решения уравнения Шредингера рассмотрено влияние вариаций толщины различных слов гетероструктуры двухбарьерного резонансно-туннельного диода на основе AlAs/GaAs на его вольт-амперные характеристики и сделана оценка требуемой точности процесса выращивания, которая, как показано, не может быть хуже 1 м.с..
Описана разработанная методика in situ контроля процесса роста гетероструктур резонансно-туннельных диодов на основе AlAs/GaAs методами отражения и анизотропного отражения. С помощью спектрометра EpiRAS IR TT исследовались все стадии процесса выращивания гетероструктур резонансно-туннельных диодов: прогрев подложки в парах As4, выращивание буферного слоя GaAs, формирование активной области и приконтактных легированных слов. На полученных временных зависимостях сигналов отражения и анизотропного отражения чтко проявлялись различные изменения, происходящие на поверхности GaAs во время выращивания гетероструктур: разложение естественного окисла и его десорбция, смена типа реконструкции, формирование гетерограниц, изменение степени шероховатости. Методом дифракции быстрых электронов контролировались наиболее важные этапы процесса выращивания.
На рис. 1 представлены результаты измерения отражения в процессе выращивания активной области - наиболее важной части гетероструктуры резонанснотуннельного диода. На основании этих измерений определялись толщины слов, которые не могли быть точно рассчитаны исходя из предварительных калибровок на толстых (0.1 мкм) слоях из-за влияния переходных процессов.
- Рис.1. Сигнал отражения ( = 500 нм) в процессе выращивания активной области гетероструктуры № 415 резонансно-туннельного диода (нижняя кривая) и результаты компьютерного моделирования (семейство верхних кривых, сдвинуты для ясности вверх).
Контроль резкости гетерограниц проводился по результатам измерения анизотропного отражения. Показано (рис. 2), что при выращивании активной области резонансно-туннельного диода изменение состава на прямой гетерогранице GaAs/AlAs может быть зарегистрировано с разрешением 1 м.с.. Спады кривой анизотропного от- Рис. 2. Сигнал анизотропного отражения ( = 500 нм) в процессе выращивания активной области РТД.
ражения на обратных гетерограницах AlAs/GaAs пологие, что, вероятно, связано с образованием поверхностной квантовой ямы и квантованием электронных состояний на гетерогранице. Рис. 2 был опубликован в мартовском 2011 г. номере ежемесячного электронного бюллетеня (Приложение 4 диссертации) с важнейшими достижениями, полученными на аппаратуре производства компании LayTec (г. Берлин), что свидетельствует о мировом уровне достигнутых результатов. Показано, что методом сравнительной спектроскопии анизотропного отражения можно контролировать качество сформированной активной области в процессе выращивания (рис. 3). Полученные резонансно туннельные диоды на основе GaAs/AlAs характеризовались соотношением "пик-долина" равным 3.3, плотностью пикового тока - 60 кА/см2 и временем переключения - менее 60 пс при комнатной температуре, что соответствует лучшим мировым достижениям.
- Рис. 3. Спектры анизотропного отражения, полученные в процессе выращивания до (верхняя кривая) и после (средняя кривая) формирования активной области туннельнорезонансного диода, а также разносный спектр (нижняя кривая). Особенность на 1.7 эВ вызвана появлением квантовой ямы в активной области.
Дано описание технологии выращивания эпитаксиальных контактов Шоттки Al/GaAs туннельного качества. Показано, что метод анизотропного отражения позволяет более точно определить стехиометрию поверхности GaAs перед осаждением Al, что является решающим при формировании высококачественного контакта Шоттки.
Приведены результаты структурных исследований эпитаксиального слоя Al, выполненных методом просвечивающей электронной микроскопии, которые выявили эпитаксиальные соотношения на поверхности раздела GaAs/Al. Высокое качество полученных эпитаксиальных туннельных контактов Шоттки GaAs/Al продемонстрировано наблюдением сверхпроводящей щели Al электрода и эффектов плотности состояний двумерной электронной системы в гетероструктуре GaAs(-Si)/Al с приповерхностным -Si-легированным слоем и Al контактом Шоттки.
В Главе 3 Разработка технологии функционально интегрированных элементов цифровых интегральных схем с планарной конфигурацией резонанснотуннельных диодов, полевых транзисторов с затвором Шоттки и диодов Шоттки представлены результаты разработки технологии функциональной монолитной планарной интеграции приборов, описанных в Главе 2. Обоснован выбор конфигурации базовой гетероструктуры и описаны технологические примы, обеспечивающие планарность интегральной схемы, а следовательно возможность е изготовления по стандартной арсенид-галлиевой технологии. Проблема создания планарной интегральной схемы с монолитной интеграцией резонансно-туннельного диода и полевого транзистора с затвором Шоттки связана с получением наджных электрических контактов и изоляции отдельных элементов интегральной схемы. Обычно применяемые типы контактов не могут быть использованы с этой целью по следующим причинам. Для получения сплавного контакта к резонансно-туннельному диоду необходим подконтактный высоко легированный n+ - слой толщиной не менее 500 нм, который бы наджно предотвращал проплавление активной области. Изготовление других приборов на пластине, например транзисторов, требует локального стравливания n+ - слоя, поэтому на поверхности неизбежно возникает соответствующей высоты рельеф, что требует последующих операций планаризации перед нанесением проводников межсоединений.
Применение в качестве несплавных контактов эпитаксиальных варизонных слов на основе тврдого раствора InxGa1-xAs позволяет уменьшить высоту поверхностного рельефа пластины, но создат проблемы при изолировании элементов интегральной схемы ионной бомбардировкой, т.к. проводимость слов с малой запрещнной зоной не может быть уменьшена до требуемого уровня таким способом. Изоляция приборов на пластине в этом случае может быть проведена только вытравливанием мезаструктур, что приведт к увеличению высоты рельефа поверхности.
Метод создания интегральной схемы с функциональной интеграцией резонансно-туннельного диода и полевого транзистора с затвором Шоттки, предложенный в настоящей работе, основан на следующем (рис. 4):
во-первых, предлагалось отказаться от вертикального размещения диода на транзисторе, а располагать их рядом, т.е. в планарной конфигурации. Это существенно сглаживало рельеф и практически не приводило к уменьшению плотности компоновки элементов интегральной схемы, т.к. площадь, занимаемая резонансно-туннельным диодом, более чем на порядок меньше, чем необходимая для транзистора;
во-вторых, в качестве верхнего контакта к диоду использовался контакт Шоттки. Для получения контакта Шоттки достаточно напылить слой металла толщиной всего 50 нм, что при его стравливании дат незначительный рельеф поверхности. В тоже время применение контакта Шоттки для одного из электродов диода повышает рабочее напряжение питания на высоту потенциального барьера металл-полупроводник, что приводит к совместимости рабочего напряжения диода и транзистора. Диоды Шоттки, как известно, имеют низкие времена переключения из-за отсутствия неосновных носителей, поэтому такой контакт не ограничивает быстродействие резонанснотуннельного диода.
Рис. 4. Схема планарной монолитной интеграции полевого транзистора и резонанснотуннельного диода.
Продемонстрированы изготовленные элементы цифровых интегральных схем на основе монолитных планарных функционально интегрированных гетеростуктур - инверторы и компаратор, представлены их характеристики. Получен базовый элемент цифровых интегральных схем - инвертор - с длительностью фронта переключения менее 0.1 нс (рис. 5,а) и компаратор, состоящий из нескольких инверторов (рис. 5,б).
а б Рис. 5. Осцилограммы выходных сигналов инвертора (а, вверху) и компаратора (б), состоящего из четырх инверторов.
Глава 4 Разработка технологии выращивания сверхрешток с широкими слабосвязанными квантовыми ямами на основе GaAs/AlxGa1-xAs и перспективные их применения посвящена получению и исследованию многопериодных резонансно-туннельных гетероструктур, перспективных для генерации терагерцового излучения. На всех этапах изготовления сверхрешток применялись разработанные оптические методики неразрушающего контроля методами анизотропного отражения, фотоотражения и фотолюминесценции. Процесс выращивания непрерывно контролировался in situ с помощью спектрометра анизотропного отражения EpiRAS IR TT, как и в Главе 2 в случае резонансно-туннельных диодов. Полученные экспериментальные временные зависимости сигнала отражения сравнивались с зависимостями, полученными численным моделированием с помощью программного обеспечения AnalaysR фирмы LayTec. Для сверхрешток данного типа непрерывный контроль в процессе выращивания необходим, т.к. идентичность периодов во многом определяет формирование доменной структуры электрического поля при поперечном транспорте. Полученные гетероструктуры исследовались методами фотоотражения и фотолюминесценции.
Результаты этих экспресс-исследований в совокупности с данными, полученными in situ, позволяли эффективно вести отладку процесса выращивания и отбирать образцы для дальнейшего изучения. Например, на рис. 6 видно, что метод фотоотражения при комнатной температуре Рис. 6. Спектры фотоотражения сверхрешток GaAs/GaxAl1-xAs с разной шириной барьерных слов (4, 8, 10 нм). Видно сильное изменение спектра из-за уменьшения квантовой ямы в одном из периодов (показан стрелкой) образца с барьерами d = 8 нм.
позволяет оценить степень туннельной связи в сверхрештке и выявить дефект в одном из периодов. Суть фотолюминесцентной методики заключалась в определении сравнительных характеристик сверхрешток GaAs/AlxGa1-xAs после основных этапов технологического процесса их изготовления, включая выращивание методом молекулярно-пучковой эпитаксии, фотолитографию и, в некоторых случаях, отжиг.
Были получены высококачественные образцы сверхрешток с широкими слабосвязанными квантовыми ямами на основе GaAs/AlxGa1-xAs, имеющие характерные вольт-амперные зависимости ступенчатого вида с мелкой периодической структурой на платообразных участках (рис. 7), каждый их которых отвечает формированию домена электрического поля с резонансно-туннельной структурой благодаря туннелированию в более высокое возбужднное состояние размерного квантования в соседней квантовой яме. Мелкая периодическая структура отражает скачкообразное перемещение границы домена через последовательность квантовых ям при его расширении в поперечном слоям направлении с увеличением приложенного напряжения. Формирование электрополевых доменов в слабосвязанных сверхрештках приводит к возникновению токового гистерезиса. При изменении направления развртки поля, т.е. при уменьшении приложенного к сверхрештке напряжения, соответствующие плато на вольт-амперых характеристках наблюдаются при существенно меньших значениях.
Рис. 7. Вольт-амперная характеристика сверхрештки Al0.3Ga0.7As/GaAs (ширина квантовых ям dw=25 нм, барьеров - db=10 нм, количество периодов N=30, Nd =5 1015см, Т=4,2 К). На вставке представлена схема образования доменной структуры.
тока. Внутри области гистерезиса при этом наблюдается серия из (N - 1) дополнительных токовых ветвей ВАХ (N Цколичество периодов сверхрештки) каждая из которых отвечает фиксированному положению домена в структуре (рис. 8). Наличие таких ветвей означает, что каждому значению приложенного напряжения в области плато соответствуют несколько устойчивых токовых состояний - эффект мультистабильности.
Этот эффект мультистабильности было предложено использовать для создания элементов многоуровневой логики. На полученных низколегированных образцах наблюдался теоретически предсказаный в работе [6] и экспериментально обнаруженный в работе [7] новый механизм высокочастотных осцилляций тока при поперечном транспорте в сверхрешетках, обусловленный неустойчивостью положения границы домена электрического поля. Высокочастотные осцилляции связаны с ранее не наблюдавшимся типом нестабильности положения границы домена электрического поля и представляют как фундаментальный, так и практический интерес, т.к. согласно теоретическим оценкам частота генерации может варьироваться в зависимости от типа гетероструктур в широких пределах - от десятков килогерц до ~ 100 ГГц. Высокое качество полученных образцов позволило впервые экспериментально наблюдать сильную перестройку частоты генерации приложенным электрическим полем при последовательном резонансном туннелировании в условиях электрической инжекции носителей заряда в нижние состояния размерного квантования.
Рис. 8. Фрагмент измеренной вольт-амперной характеристики (слева) сверхрештки GaAs/AlGaAs, демонстрирующий формирование домена с резонансными первым и пятым уровнями размерного квантования в соседних квантовых ямах (кружки на вертикальной прямой - различные токовые состояния при напряжении смещения U0 = 1.В) и схема механизма переключения между ветвями мультистабтльности (справа).
Температура измерения 4.2 К.
В Главе 5 Молекулярно-пучковая эпитаксия и исследование свойств полупроводниковых гетероструктур для создания источников излучения на внутрицентровых переходах ионов Yb3+ и Cr2+ приводятся и обсуждаются результаты разработки технологии выращивания легированных примесью Yb квантово-размерных гетероструктур на основе GaAs/AlGaAs, экспериментов по активации в них редкоземельного излучения кислородом, ионной имплантации гетероструктур на основе GaAs/AlGaAs примесями Yb и кислорода, обсуждаются результаты разработки технологии выращивания слов ZnSe, легированных примесью Cr2+. К моменту начала данной работы имелись немногочисленные публикации по исследованию систем полупроводник - редкоземельная примесь, где в качестве таковой использовалась примесь Er ввиду е практической значимости для волоконной оптоэлектроники (диапазон излучения 1,54 мкм). Однако, с точки зрения фундаментальных исследований этот выбор не являлся оптимальным из-за неоднозначности состояния ионов Er в полупроводниковой матрице: для Er вполне возможно наложение спектров ионов Er 2+ и Er 3+. Однозначная связь между появлением в спектрах узких линий и зарядовым состоянием существует у Yb, что обуславливает его преимущества в качестве модельной примеси для исследования систем полупроводник - редкоземельная примесь. Yb обладает низкой равновесной растворимостью в GaAs, на уровне 1016 см -3, и высокой летучестью, что создает проблемы при легировании. В данной работе их решение осуществлялось путем создания сильно неравновесных условий выращивания методом молекулярно-пучковой эпитаксии при пониженных температурах роста. Как видно из рис. сегрегация Yb практически подавлялась при температурах роста ниже 400 0С, что позволило достичь предельной концентрации Yb 21018 см-3, более чем на порядок превышающей ранее достигнутые значения.
Рис. 9. Распределение Yb в многослойных структурах на основе GaAs/AlxGa1-xAs:Yb, выращенных при различных соотношениях потоков V/III: I - 10;
II - 40. Кривая распределения Al приведена в относительных единицах. Температуры выращивания Ts слов AlxGa1-xAs:Yb (0С):
структура I: 1 - 475; 2 - 450; 3 - 425; 4 - 400; 5 - 375; 6 - 350; 7 - 325; 8 - 300;
структура II: 1 - 525; 2 - 500; 3 - 475; 4 - 450; 5 - 425; 6 - 400; 7 - 375; 8 - 350.
Было установлено, что, как и в объмных образцах GaAs, для получения внутрицентрового излучения ионов Yb3+ необходима соактивация кислородом, которая проводилась методом ионной имплантации (рис. 10). Исследована природа активации примеси Yb кислородом. Были впервые получены легированные Yb слои AlGaAs и квантоворазмерные гетероструктуры на основе GaAs/AlGaAs, обладающие характеристическим редкоземельным излучением. В результате выполненного цикла работ было впервые экспериментально зарегистрировано увеличение более чем на порядок интенсивности характеристического излучения ионов Yb3+ в квантовой яме на основе GaAs/AlGaAs по сравнению с объемными образцами GaAs. Значительное возрастание интенсивности люминесценции примесных центров с локализованными состояниями электронов в матрицах пониженной размерности впоследствии наблюдалось и другими авторами.
.
Рис. 10. Спектры стационарной фотолюминесценции образцов GaAs, легированных примесью Yb до концентрации 1018 см-3 в процессе молекулярно-пучковой эпитаксии и последующей ионной имплантации О с различными концентрациями. После имплантации образцы отжигались при температуре 700 0С в течение пяти минут.
Были определены границы устойчивости квантово-размерных гетероструктур на основе GaAs/AlGaAs к радиационным повреждениям, создаваемым ионной имплантацией.
Показано, что вплоть до концентраций имплантированных ионов Yb3+ 11019см-3 не происходит смещения и размытия гетерограниц, при условии, что температура последующего отжига не превышает 700 С.
К моменту начала настоящей работы были продемонстрированы первые лазеры на объмных кристаллах ZnS:Cr и ZnSe:Cr, работающие при комнатной температуре, имеющие широкий диапазон перестройки (2.1-2.8 мкм) и высокую эффективность оптической накачки. Переход к гетеростуктурам, который позволил бы существенно улучшить параметры и создать компактные перестраиваемы лазеры с диодной накачкой, интегрированной на лазерном чипе, затруднялся технологическими проблемами, связанными с введением примеси Cr в процессе выращивания. При требуемых высоких температурах испарения Cr, излучение молекулярного источника сильно нагревает подложку и наблюдается коррозия тигля из ВN. Для решения этих проблем была разработана оригинальная технология легирования слов ZnSe из высоколетучей лигатуры - соединения дифенил бензол трикарбонил хрома, разлагающегося на поверхности подложки с выделением Cr. В результате температура молекулярного источника была снижена на 1000 С и указанные проблемы были решены. По разработанной технологии молекулярно-пучковой эпитаксии были выращены слои ZnSe:Cr на подложках GaAs (001) обладающие характеристическим излучением на внутренних переходах ионов Cr 2+, по интенсивности превосходящим объмные кристаллы, легированные методом диффузии (рис. 11). На полученных образцах впервые зарегистрировано изме2+ нение формы спектральной полосы характеристического излучения ионов Cr, вызванное созданием микрорезонатора типа Фабри-Перо в гетероструктуре (рис. 11). В данном случае микрорезонатор образован границами раздела ZnSe/GaAs и ZnSe/воздух.
(б) (г) (в) (а) 0,2 4 6 8 10 12 время жизни (мкс) Рис. 11. Спектры люминесценции ионов Рис. 12. Кинетика люминесценции ионов Cr2+, соответствующие E5T2 переходу Cr2+ в пленке Cr2+:ZnSe/GaAs (а,б) и в при комнатной температуре в гетеростук- объемном кристалле Cr2+:ZnSe (г,в) при туре ZnSe:Cr2+/ZnSe/GaAs (а,б) и объм- комнатной температуре (а,г), Т = 23 К (б) ном образце (в). и 20 К (в).
Приложения содержат результаты испытаний транзисторов на основе разработанной гетероструктуры GaAs/AlGaAs с широкозонным буферным слоем, проведнсигнал (отн.ед.) ные в НПО "Салют" (г. Нижний Новгород) и сообщение о результатах данной работы в номере ежемесячного электронного бюллетеня с важнейшими достижениями, полученными на аппаратуре производства компании LayTec (г. Берлин).
Основные результаты и выводы:
1. Разработаны технология создания и комплекс диагностических методов наноструктур высокого быстродействия, основанных на квантовых эффектах резонансного туннелирования: дискретных и функционально интегрированных элементов типа резонансно-туннельный диод/полевой транзистор с затвором Шоттки/диод Шоттки на основе GaAs/AlAs/Al для монолитных устройств цифровой обработки сигналов и сверхрешток на основе GaAs/AlGaAs с широкими слабосвязанными квантовыми ямами для создания элементов многоуровневой логики, генераторов электрических колебаний и электромагнитного излучения.
2. Впервые разработана и реализована технология монолитной планарной интеграции резонансно-туннельных диодов, полевых транзисторов и диодов Шоттки, полностью совместимая с базовой технологией арсенид-галлиевых интегральных схем.
Получен базовый элемент цифровых интегральных схем - инвертор - с длительностью фронта переключения менее 0.1 нс. Разработанная технология открывает широкие возможности для создания отечественной быстродействующей электронной компонентной базы нового поколения на основе квантовых эффектов резонансного туннелирования, а созданные опытные образцы интегральных схем - инверторов, компаратора - являются первыми отечественными квантово-классическими интегральными схемами.
3. Получены высококачественные сверхрештки с широкими слабосвязанными квантовыми ямами на основе GaAs/AlGaAs, имеющие характерные вольт-амперные зависимости ступенчатого вида с мелкой периодической структурой на платообразных участках, обладающие эффектом переключения между мультистабильными токовыми состояниями, который предложено использовать для создания элементов многоуровневой логики. Высокое качество полученных сверхрешток подтверждается зарегистрированными в таких структурах эффектами самоподдерживающихся осцилляций тока при поперечном транспорте с перестройкой частоты приложенным электрическим полем при последовательном резонансном туннелировании в условиях электрической инжекции носителей заряда в нижние состояния размерного квантования.
4. Развит метод емкостной спектроскопии для измерения параметров полупроводниковых наноструктур. Предложен и реализован метод измерения подвижности носителей заряда в гетероструктурах с квантовыми ямами, основанный на особенностях проникновения электрического поля вглубь образца. Получены аналитические выражения, позволяющие на основе экспериментальных данных определять латеральную подвижность носителей заряда в отдельных квантовых ямах многоямных гетероструктур выращенных на как на изолирующей, так и на проводящей подложке.
5. Разработана технология молекулярно-пучковой эпитаксии базовых многофункциональных монолитно-интегрированных элементов на основе полупроводниковых резонансно-туннельных гетероструктур: двухбарьерного резонанснотуннельнельного диода с составом слов GaAs/AlAs и эпитаксиального туннельного контакта Шоттки GaAs/Al. Получены двухбарьерные резонансно-туннельные диоды на основе GaAs/AlAs, характеризующиеся соотношением "пик-долина" равным 3.3, плотностью пикового тока - 60 кА/см2 и временем переключения - менее 60 пс при комнатной температуре, что соответствует лучшим мировым достижениям. Высокое качество полученных эпитаксиальных туннельных контактов Шоттки - GaAs/Al подтверждено наблюдением сверхпроводящей щели Al электрода и эффектов плотности состояний двумерной электронной системы в гетероструктуре GaAs(-Si)/Al с приповерхностным -Si-легированным слоем и Al контактом Шоттки площадью до 0.01 мм2.
6. Впервые экспериментально установлено, что интенсивность люминесценции примесных центров с локализованными состояниями электронов значительно возрастает в матрице пониженной размерности. Зарегистрировано увеличение более чем на порядок интенсивности характеристического излучения ионов Yb3+ в квантовой яме на основе GaAs/AlGaAs по сравнению с объемными образцами GaAs.
7. Впервые обнаружена специфическая люминесценция, связанная с f-f переходами на ионах Yb3+ в слоях GaAs, AlGaAs и в квантово-размерных структурах на их основе, легированных Yb в процессе выращивания методом молекулярно-пучковой эпитаксии. Установлено, что внутрицентровая люминесценция ионов Yb3+ наблюдается только после дополнительной имплантации в образцы кислорода и последующего отжига.
8. Впервые зарегистрировано изменение формы спектральной полосы характеристического излучения ионов Cr 2+, вызванное созданием микрорезонатора в гетероструктуре, на образцах эпитаксиальных слов ZnSe:Cr2+, полученных по разработанной технологии.
9. Впервые разработана технология и установлены закономерности процесса легирования слов и квантово-размерных гетероструктур на основе GaAs/GaAlAs методом молекулярно-пучковой эпитаксии. Достигнута концентрация примеси Yb 210см-3, что не менее чем на порядок превышает ранее известные значения. Обнаружено явление накопления Yb на растущей поверхности Ga(Al)As и предложено его использование для геттерирования примесей (кислорода) в процессе выращивания гетероструктур методом молекулярно-пучковой эпитаксии, т.е. в качестве геттерирующей поверхностно-активной примеси.
10. Впервые разработана технология молекулярно-пучковой эпитаксии слов ZnSe, легированных примесью Cr2+ из низкотемпературного молекулярного источника, в котором в качестве лигатуры предложено использовать высоколетучее соединение дифенил бензол трикарбонил хрома, разлагающееся на поверхности подложки с выделением Cr. Т.к. В результате был практически исключн неконтролируемый радиационный разогрев подложки молекулярным источником Cr и химическое взаимодействие Cr с тиглем молекулярного источника, т.к. требуемая температура источника лигатуры на 1000 С ниже, чем источника элементарного Cr.
11. Определены границы устойчивости квантово-размерных структур на основе GaAs/AlGaAs к радиационным повреждениям, создаваемым ионной имплантацией.
Показано, что вплоть до концентраций имплантированных ионов Yb3+ 11019см-3 изменение излучательных характеристик квантово-размерных структур происходит за счет тушения люминесценции экситонов, локализованных в квантовых ямах, а не за счет смещения и размытия гетерограниц, если температура последующего отжига не превышает 700 С.
12. Установлено, что туннельный контакт Шоттки GaAs/Al в гетероструктуре GaAs(-Si)/Al возникает при осаждении слоя Al только на стехиометрическую поверхность GaAs, имеющую в случае ориентации поверхности (001), реконструкцию (3х1). При этом эпитаксиальный слой Al имеет структуру, состоящую из блоков {110}Al, расположенных так, что их направление ориентации <110> точно совпадает с одним из направлений <110> подложки, т.е. <110>Al <110>GaAs. Показано, что невоздействующий метод анизотропного отражения позволяет более точно установить тип поверхностной реконструкции GaAs при отсутствии потока As, чем метод дифракции электронов, т.к. электронный пучок стимулирует поверхностную десорбцию As.
13. Создан современный автоматизированный комплекс для выращивания методом молекулярно-пучковой эпитаксии полупроводниковых туннельных гетероструктур на базе GaAs с широкими аналитическими возможностями исследования и контроля процесса роста на основе методов анизотропного отражения и дифракции быстрых электронов.
14. Разработаны оптические методики неразрушающего контроля гетероструктур на основе GaAs/AlGaAs и металлов, основанные на измерении анизотропного отражения, фотоотражения и фотолюминесценции, в частности, методика оптического мониторинга процесса выращивания (in situ) с использованием метода анизотропного отражения, позволяющая контролировать толщину слов и резкость гетерограниц с разрешением 1 м.с. в реальном масштабе времени.
Основные публикации автора по теме диссертации.
А1. Скориков М.Л., Засавицкий И.И., Казаков И.П., Садофьев Ю.Г., Сибельдин Н.Н., Цветков В.А., Цехош В.И., Магнитная локализация носителей заряда в квантовых ямах полупроводниковой асимметричной двухямной структуры // Письма в ЖЭТФ. - 1995. - т.62. - в.6.- C. 500-505.
А2. Бородина О.М., Дравин В.А.,. Казаков И.П, Коннов В.М., Ларикова Т.В., Лойко Н.Н., Цехош В.И., Черноок С.Г., Ионная имплантация квантово-размерных структур GaAs/AlGaAs // Краткие сообщения по физике ФИАН. - 1996. - №9.- В.10. - С. 41-47.
А3. Gippius A.A., Konnov V.M., Loyko N.N., Ushakov V.V.,Larikova T.V., Kazakov I.P., Dravin V.A., Sobolev N.A., Yb luminescence centres in MBE-grown and ion-implanted GaAs //Proc. of 9th Int. Conf. Defects in Semicond. Aveiro, Portugal, 1997 Materials Science Forum. - 1997. - P.258-263.
А4. Алещенко Ю.А., Казаков И.П., Капаев В.В., Копаев Ю.В., Трансформация размерности экситонных состояний в квантовых ямах с несимметричными барьерами в электрическом поле.// Письма в ЖЭТФ. - 1998. - Т.67. - В.3. - C. 207 - 211.
А5. Birjulin P.I., Grishechkina S.P., Kazakov I.P., Kopaev Yu.V., Shmelev S.S., Trofimov V.T., Valeyko M.V., Volchkov N.A., Electron velocity modulation under lateral transport in the weakly-coupled double quantum well structure // Proc. of 6th Int. Symp. "Nanostructures: Physics and Technology", St Petersburg. - 1988. - P. 78.
А6. Болтаев А.П., Виноградов В.С., Казаков И.П., Рзаев М.М., Сибельдин Н.Н., Цехош В.И., Измерение латеральной подвижности носителей заряда в структуре с квантовыми ямами // Микроэлектроника. - 1998. - Т. 27. - № 6. - С. 423-430.
А7. Mityagin Yu.A., Murzin V.N., Pishchulin A.A., Kazakov I.P., Electric field domains and self-sustained current oscillations in weakly-coupled long period GaAs/AlGaAs superlattices. // Proc. of 24th International conference on the physics of semiconductors, Jerusalem. - 1998. - P. Th-P74.
А8. Бирюлин П.И., Валейко М.В., Волчков Н.А., Гришечкина С.П., Казаков И.П., Копаев Ю.В., Трофимов В.Т., Цехош В.И., Шмелев С.С., Полевой транзистор с модулированной скоростью электронов на основе структуры GaAs/AlGaAs с двумя слабосвязанными квантовыми ямами // Тез. докл. конф. Микро- и наноэлектроника 98, Звенигород. - 1998. - С. Л2-Л4.
А9. Алещенко Ю.А., Казаков И.П., Капаев В.В., Копаев Ю.В., Корняков Н.В., Тюрин А.Е., Интерференционная ионизация примеси электрическим полем в системе квантовых ям // Письма в ЖЭТФ. - 1999. - Т.69. - В.3. - С. 194-200.
А10. Бородина О.М., Казаков И.П., Ковалевский В.В., Коннов В.М., Лойко Н.Н., Часовских Н. Ю., Редкоземельное излучение пленок GaAs и AlGaAs, выращенных и легированных Yb методом молекулярно-лучевой эпитаксии // Краткие сообщения по физике ФИАН. - 1999. - № 8. - C. 17-22.
А11. Коннов В.М., Казаков И.П., Лойко Н.Н., Дравин В.А., Часовских Н.Ю., Бо3+ родина О.М., Гиппиус А.А., Люминесценция центров, связанных с ионами Yb, в квантово-размерных структурах на основе GaAs/AlGaAs // Краткие сообщения по физике ФИАН. - 1999. - № 7. - C. 3-9.
А12. Гиппиус А.А., Коннов В.М., Дравин В.А., Лойко Н.Н., Казаков И.П., Ушаков В.В. Оптическая активность Yb в GaAs и низкоразмерных структурах на основе GaAs/AlGaAs // Физика и техника полупроводников.- 1999. - Т. 33. - В. 6. - С.677-679.
А13. Бирюлин П.И., Валейко М.В., Волчков Н.А., Гришечкина С.П., Казаков И.П., Копаев Ю.В., Трофимов В.Т., Цехош В.И., Шмелев С.С., Полевой транзистор с модулированной скоростью электронов на основе структуры GaAs/AlGaAs с двумя слабосвязанными квантовыми ямами // Тез. докл. конф. Микро- и наноэлектроника 98, Звенигород. - 1998. - С. Л2-Л4.
А14. Aleshchenko Yu. A., Kazakov I.P., Kapaev V.V., Kornyakov N.V., Tyurin A.E., Interference ionization of impurity by electric field in coupled quantum wells // Semicond. Sci. Technol. - 2000. - №15.- P. 579-584.
А15. Mityagin Yu.A., Murzin V.N., Kazakov I.P., Chuenkov V.A., Karuzskii A.L., Perstoronin A.V., Pishchulin A.A., Shchurova L. Yu. Intersubband population inversion under resonance tunnelling in wide quantum well structures // Nanotechnology. - 2000. - № 11.
Ц P. 211-214.
А16. Митягин Ю.А., Мурзин В.Н., Пищулин А.А., Казаков И.П., Самоподдерживающиеся осцилляции тока при поперечном транспорте в сверхрештках GaAs/AlGaAs с широкими квантовыми ямами // Краткие сообщения по физике ФИАН.
Ц 2000. - № 5. - C. 13-20.
А17. Валейко М.В., Волчков Н.А., Гришечкина С.П., Казаков И.П., Китаев М.А., Оболенский С.В., Трофимов В.Т., Шмагин В.Б., Цехош В.И., Малошумящий полевой транзистор на основе гетероструктурыGaAs/AlGaAs с широкозонным буфером // Тез. докл. V Российской конференции по физике полупроводников, Нижний Новгород.
Ц 2001. - C. 394.
А18. Валейко М.В., Волчков Н.А., Гришечкина С.П., Казаков И.П., Пыркова О.А., Трофимов В.Т., Управление временем релаксации глубоких состояний в наноструктурах GaAs/AlGaAs // Микросистемная техника. - 2001. - № 4 - C. 28-30.
А19. Белов А.А., Ефимов Ю.А., Казаков И.П., Карузский А.Л., Митягин Ю.А., Мурзин В.Н., Пересторонин А.В., Садофьев Ю.Г., Твердотельные элементы многоуровневой логики на основе эффекта мультистабильности в слабосвязанных сверхрештках // Тез. докл. Всесоюзной научно-технической конференции Микро- и наноэлектроника 2001, Звенигород - 2001г. - C. О2-8.
А20. Авакянц Л.П., Боков П.Ю., Казаков И.П., Червяков А.В., Исследование гетероструктур GaAs/AlхGa1-х As методом спектроскопии фотоотражения // Тез. докл.
Всесоюзной научно-технической конференции Микро- и наноэлектроника 2001, Звенигород - 2001.-. C. Р2-29.
А21. Бурбаев Т.М., Казаков И.П., Курбатов В.А., Рзаев М.М., Цветков В.А., Цехош В.И., Фотолюминесценция ( = 1.3 мкм) при комнатной температуре квантовых точек InGaAs на подложке Si (100) // Физика и техника полупроводников. - 2002. - T.
36. - B.5. - C. 565Ц568.
А22. Mityagin Yu.A., Murzin V.N., Pishchulin A.A., Kazakov I.P., Electric field domain instability and self-sustained current oscillations in low-doped GaAs/AlGaAs superlattices with wide quantum wells // Proc. 26-th Intern. Conference on Physics of Semiconductors, Edinburgh, Scotland, UK. - 2002. - Part 1. - P.135-136.
А23. Vdovin V.I., Kazakov I.P., Rzaev M.M., Burbaev T.M., Structural and optical features of InGaAs quantum dots on Si(001) substrates // J. Physics: Cond. Matter. - 2002. - №14. - P. 13351-13355.
А24. Авакянц Л.П., Боков П.Ю, Казаков И.П., Червяков А.В., Размерное квантование в ГСх GaAs/AlxGa1-xAs по данным спектроскопии фотоотражения // Вестник Московского университета. - 2002. - C.3. - № 4. - C. 48-50.
А25. Авакянц Л.П., Боков П.Ю., Казаков И.П., Червяков А.В., Особенности фотоотражения в тонких плнках n-GaAs // Тез. докл. VIII российской конференции Арсенид галлия и полупроводниковые соединения группы III-V, Томск. - 2002. - C. 214216.
А26. Казаков И.П.. Молекулярно-лучевая эпитаксия слов GaAs и AlxGa1-xAs с примесью Yb // Известия Академии наук. - Cер. физ. - 2003. - Т. 67. - № 2. - С. 294-296.
А27. Казаков И.П., Рзаев М.М., Вдовин В.И., Курбатов В.А., Бурбаев Т.М., ГС GaAs/InxGa1-xAs с квантовыми точками на подложке Si(100), обладающая фотолюминесценцией ( = 1.3 мкм) при комнатной температуре // Известия Академии наук - Cер.
физ. - 2003. - Т. 67. - № 2. - С. 204-207.
А28. Gorbatsevich А., Kazakov I., Kirillov M, Nalbandov B., Shmelev S., Tsibizov A., Logic gates based on resonant-tunneling diodes // Proc.Intern. Conf. УMicro- and nanoelectronics - 2003Ф, Moscow - Zvenigorod. - 2003 - P. P2-95.
А29. Gorbatsevich A.A., Kazakov I.P., Nalbandov B.G., Shmelev S.S., Tsibisov A.G., Very-high-speed planar integrated circuit technology based on monolithic of RND and SFET // Proc. Intern. Conf. "Micro- and nanoelectronicsЦ2003" (ICMNE-2003), Oct. 6-10, 2003, Moscow - Zvenigorod. - 2003 - P. O3-64.
А30. Горбацевич А.А., Налбандов Б.Г., Цибизов А.Г., Шмелев С.С., Казаков И.П., Функционально-интегрированные элементы наноэлектроники на основе туннельно- резонансных гетероструктур // Тез. докл. II Всероссийской научно- технической дистанционной конференции, Москва. - 2003 - С. 56-57.
А31. Gallian A., Fedorov V.V., Kernal J., Allman J., Mirov S.B., Dianov E.M., Zabezhaylov A.O., Kazakov I.P., En Route to Electrically Pumpable Cr2+ Doped II-VI Semiconductor Lasers // Proc. Advanced Solid-State Photonics,19th Topical Meeting and Tabletop. Exhibit - formely "Advanced Solid State Lasers", Santa Fe, New Mexico. - 2004. - P.
18.
А32. Gallian A., Fedorov V.V., Kernal J., Allman J., Mirov S.B., Dianov E.M., Zabezhaylov A.O., Kazakov I.P., Photoluminescence studies of MBE grown thin films and bulk Cr:ZnSe // Proc. 71st Annual Meeting of the Southeastern Section of the APS. - 2004.
Ц P. SES04.
А33. Казаков, И.П., Карузский А.Л., Митягин Ю.А., Мурзин В.Н., Цховребов А.М., Микрополосковый стабилизированный резонансно-туннельный генератор на основе квантовых ям для миллиметрового и субмиллиметрового диапазона длин волн // PATENT RU 2 337 467 C2, Российская Федерация, 25.08.2004.
А34. Казаков И.П., Миров С.Б., Федоров В.В., Галлиан А., Кернал Ж., Олман Ж., Забежайлов А.О., Цикунов А.В., Дианов Е. М., Исследование оптических свойств эпитаксиальных слоев Cr2+:ZnSe, выращенных методом МПЭ // Тез. докл., Полупроводники 2005, Звенигород, - 2005. - C. 283.
A35. Gallian A., Fedorov V.V., Kernal J., Allman J., Mirov S.B., Dianov E.M., Zabezhaylov A.O., Kazakov I.P., Spectroscopic studies of molecular-beam epitaxially grown Cr2+-doped ZnSe thin films // Applied Physics Letters. - 2005. -V. 86. - P.1.
А36. Avakyants L.P., Bokov P.Y., Chervyakov A.V., Kazakov I.P., Kukin V.N., Diagnostics of MBE-growth GaAs/AlGaAs superlattices by means of photoreflectance spectroscopy // Proc.13th European Molecular Beam Epitaxy Workshop, Grindelwald. - 2005. - P. P-11.
А37. Козловский В.И., Казаков И.П., Литвинов В.Г., Скасырский Я.К., Забежайлов А.О., Дианов Е.М., Электрофизические свойства и катодолюминесценция структур ZnSe/ZnMgSSe // Вестник Рязанской государственной радиотехнической академии. - 2005. - №16. - C. 79-84.
А38. Kazakov I.P., Mirov S.B., Fedorov V.V., Gallian A., Kernal J., Allman J., Zabezhaylov A.O., Dianov E.M., MBE Growth and study of Cr2+:ZnSe Layers for Mid-IR Lasers // Proc. 13th Int. Symp. УNanostructures: Physics and TechnologyФSt Petersburg. - 2005. - P. 114.
А39. Kazakov I.P., Kozlovsky V.I., Martovitsky V.P., Skasyrsky Ya.K., Tiberi M.D., Zabezaylov A.O., Dianov E.M., MBE grown ZnSSe/ZnMgSSe MQW structure for blue VCSEL // Proc. 13th Int. Symp. УNanostructures: Physics and TechnologyФSt Petersburg. - 2005. - P. 236.
А40. Забежайлов А.О., Казаков И.П., Козловский В.И., Скасырский Я.К., Дианов Е.М., Выращивание и исследование структур ZnSe/ZnMgSSe для лазеров с вертикальным резонатором, излучающих в синей области спектра // Тез. докл. Фундаментальные и прикладные проблемы современной физики, Демидовские чтения, Москва. - 2006. - C. 101.
А41. Казаков И.П., Глазырин Е.В., Мельник Н.Н., Ненахов О.А., Цехош В.И., Наблюдение возможного фазового перехода в островковых плнках Ве на кремниевой подложке // Тез. докл. ХII Национальной конференции по росту кристаллов, Москва. - 2006. - P. 372.
А42. Avakyants L.P., Bokov P. Y., Chervyakov A.V., Kazakov I.P., VasilТevskii I.S., Study of heterointerfaces in GaAs/AlGaAs quantum well structures by means of photoreflectance // Proc. XXXV International School on the Physics of Semiconducting Compounds, Ustron-Jaszowiec. - 2006. - P. 141.
А43. Казаков И.П., Карузский А.Л., Митягин Ю.А., Мурзин В.Н., Пересторонин А.В, Кулешов Г.В., Цховребов А.М., Фурье спектрометр для исследования быстродействия логических элементов на структурах с квантовыми ямами // Труды научной сессии МИФИ. - 2007. - P. 18.
А44. Авакянц А.П., Боков П.Ю., Волчков Н.А., Казаков И.П., Червяков А.В., Определение концентрации носителей в легированных слоях n-GaAs методами спектроскопии комбинационного рассеяния света и фотоотражения // Оптика и спектроскопия. - 2007. - Т. 102. - № 5. - С. 789-793.
А45. Казаков И.П., Козловский В.И., Мартовицкий В.П., Скасырский Я.К., Попов Ю.М., Кузнецов П.И., Якущева Г.Г., Забежайлов А.О., Дианов Е.М., Лазер с катодно-лучевой накачкой на основе наноструктуры ZnSe/ZnMgSSe для синей области спектра // Квантовая электроника. - 2007. - № 37. - С. 857-860.
А46. Kazakov I.P., Mirov S.B., Fedorov V.V., Gallian A., Kernal J., Allman J., Zabezhaylov A.O., Dianov E.M., MBE Growth and study of Cr2+:ZnSe Layers for Mid-IR Lasers // International Journal of Nanoscience. - 2007. - V. 6. - № 5. - P.403-405.
А47. Kazakov I.P., Kozlovsky V.I., Martovitsky V.P., Skasyrsky Ya.K., Tiberi M.D., Zabezaylov A.O., Dianov E.M., MBE grown ZnSSe/ZnMgSSe MQW structure for blue VCSEL // International Journal of Nanoscience. - 2007. - V. 6. - № 5. - P. 407-410.
А48. Kazakov I.P., KotelТnikov I.N., Fedorov Yu.V., Bugaev A.S., Glazyrin E.V., Feiginov M.N., New MBE fabricated structure for tunneling spectroscopy of 2D electron system in GaAs with near-to-surface -layer // Proc. 15th Int. Symp. УNanostructures: Physics and TechnologyФ, St Petersburg. - 2007. - P. 340.
А49. Казаков И.П., Котельников И.Н., Фейгинов М.Н., Дижур С.Е., Фдоров Ю.В., Бугаев А.С., Глазырин Е.В., ГС Al/GaAs, выращенная методом МПЭ, для туннельной спектроскопии двумерной электронной системы // Тез. докл. 8 Российской конференции по физике полупроводников, Екатеринбург. - 2007. - С. 172.
А50. Белов А.А., Казаков И.П., Карузский А.Л., Митягин Ю.М., Мурзин В.Н., Пересторонин А.В., Шмелв С.С., Цехош В.И., Фотолюминесцентная методика оценки качества длиннопериодных GaAs/AlGaAs резонансно-туннельных сверхрешточных структур на разных технологических этапах изготовления // Микроэлектроника. - 2007. - Т. 36. - № 4. - С. 267-282.
А51. Glazyrin E. V., Kazakov I.P., Karuzskiy A.L., Klimenko O.A., Mityagin Yu. A., Murzin V.N., Perestoronin A.V., Tskhovrebov A.M., Fourier transform spectroscopy of pulse signals for the performance investigations of logical elements produced on quantumwell structures // Proc. Intern. Conf. УMicro- and nanoelectronics - 2007Ф, Moscow - Zvenigorod. - 2007. P. P2-44.
А52. Avakyants L.P., Bokov P.Yu., Chervyakov A.V., Kazakov I.P., Potoreflectance study for fomation of InGaAs wetting quantum well // Proc. 3 rd Int. Workshop on Modulation Spectroscopy of Semiconductores, Wroclaw. - 2008. - P. 27-28.
А53. Kazakov I.P., Vdovin V.I., Glazyrin E.V. Characterization of epitaxial Al layers by MBE // Proc. 25ht International Conference on Defects in Semiconductors УICDS-25Ф, St Petersburg. - 2009, - P. 385.
А54. Казаков И.П., Цехош В.И., Игонин М.Е., Фофанова Л.А., Шемякин С.Н., Автоматическая система управления установкой молекулярно-пучковой эпитаксии // Краткие сообщения по физике ФИАН. - 2010. - В. 5. - С. 6.
А55. Казаков И.П., Глазырин Е.В., Савинов С.А., Цехош В.И., Шмелв С.С., Оптическая диагностика поверхности наногетероструктур в процессе выращивания // Физика и техника полупроводников. - 2010. - Т. 44. - В. 11. - С. 1489 - 1493.
А56. Авакянц Л.П., Боков П.Ю., Глазырин Е.В., Казаков И.П., Червяков А.В., Спектроскопия фотоотражения электронно-дырочных состояний квантовой ямы GaAs/InGaAs/GaAs переменной ширины // Физика и техника полупроводников. - 2011.
- Т. 45. - В. 3. - С. 330-334.
А57. Казаков И.П., Вдовин В.И., Молекулярная эпитаксия Al на GaAs (001) // Труды XV международного симпозиума Нанофизика и наноэлектроника, г. Нижний Новгород. - 2011. - C. 4А58. Belov A.A., Karuzskii A.L., Kazakov I.P., Klimenko O.A., Mityagin Yu.A., Murzin V.N., Perestoronin F.V., Savinov S.A., Optical detection dissociation and potential nonuniformity effects under electric field in weakly coupled resonant-tunneling GaAs/AlGaAs superlattices // Abstr. Summer school УPhysics of intersubband semiconductor emitters, Palazzone di Cortona. - 2006. - P. 47.
Список цитируемой литературы.
1. М. Шур. Современные приборы на основе арсенида галлия. Москва, Мир, 1991.
2. Jesis del Alamo. Is nanometer-scale III-V CMOS cool enugh to rejuvenate MoorТs low. Compound Semicond. V.17, N1, 2011, p.16.
3. Shimizu N., Nagatsuma T., Waho T., Shinagawa M., Yaita M., Yamamoto M.
In0.53Ga0.47As/AlAs resonant tummeling diodes with switching time of 1.5 ps. Electronics Letters, 14 September 1995, Vol. 31, No. 19, pp. 1695-1697.
4. В.Н.Мурзин, Ю.А.Митягин, Резонансное туннелирование, электрические и оптические явления в длиннопериодных полупроводниковых сверхрешетках, УФН, 6(1), 148 (1999).
5. И. Шахнович. Твердотельные СВЧ-приборы и технологии: состояние и перспективы, Электроника: наука, технология, бизнес, 2005, 5, с.58.
6. A.Wacker, F.Prengel, E.Scholl, Proc.22nd Int. Conf. Phys. Semicond., ed.by D.J.Lockwood (World Scientific,Singapore,1995), p.1075 ) 7. J.Kastrup, R. Klann, H.T. Grahn, K. Ploog, L.L. Bonilla, J. Galan, M. Kindelan, M.
Moscoso, R. Merlin. Self-oscillations of domain in doped GaAs-AlAs superlattices, Рhys.
Rev.B, 52, 13761(1995)
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по физике