Surface morphology and defects InGaAs layers grown on vicinal substrates

Abstract

Η διατριβή αυτή είναι μια μελέτη σε λεπτά υμένια InGaAs ανεπτυγμένα επιταξιακά πάνω σε vicinal υποστρώματα GaAs. Πιο συγκεκριμένα διερευνά τη μορφολογία των επιφανειών αυτών των υμενίων με τη χρήση AFM, οπτικού μικροσκοπίου Nomarski και τη σχέση αυτής της μορφολογίας με το πλέγμα των εξαρμόσεων πλεγματικής διαφοράς στην διεπιφάνεια. Η δημιουργία των δυό -καθέτων μεταξύ τους- δικτύων παραλλήλων γραμμών στην επιφάνεια μελετήθηκε και βρέθηκε ότι διαφέρει στις επιφάνειες των υμενιών που έχουν αναπτυχθεί σε vicinal υποστρώματα: στην περίπτωση αυτή τα δυο δίκτυα δεν είναι ακριβώς κάθετα μεταξύ τους, αλλά αντίθετα αντανακλάται στην επιφάνεια η διάταξη των εξαρμόσεων 60 που υπάρχουν στην διεπιφάνεια. Στα πρώτα στάδια της ανάπτυξης τα vicinal υμένια έχουν μεγαλύτερη τραχύτητα και το δίκτυο εξαρμόσεων πλεγματικής διαφοράς παρουσιάζει μεγαλύτερη συμμετρία σε σχέση με τα υμένια που είναι αναπτυγμένα σε μη κεκκλιμένα υποστρώματα, όπως παρατηρήθηκε με ΤΕΜ. Αυτό μποτρεί να εξηγηθεί από τον αυξημένο αριθμό αλληλεπιδράσεων μεταξύ των μη παράλληλων εξαρμόσεων 60, όπως φαίνεται με ένα μοντέλο που παρουσιάζουμε. Επίσης χρησιμοποιήσαμε DCXRD για να μελετήσουμε την εξισορρόπηση των τάσεων των παχύτερων υμενίων (~1μm) που έχουν αναπτυχθείσε vicinal υποστρώματα με διαφορετικές γωνίες και διευθύνσεις κοπής. Τα αποτελέσματα αυτά δείχνουν ότι τα αποτελέσματα του vicinal υποστρώματος είναι αμελητέα. Από την άλλη πλευρά τα πειράματα χημικής λείανσης αυτών των υμενίων μας ανέδειξαν μια σημαντική μείωση του αριθμού των εξαρμόσεων διείσδυσης στα vicinal υμένια σε σύγκριση με τα μη-vicinal υμένια. Αυτό μπορεί να εξηγηθεί με βάση τις διαφορέςστα πρώτα στάδια της εξισορρόπησης τάσεων στις δύο αυτές κατηγορίες υμενίων.