WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Физика и техника полупроводников, 2000, том 34, вып. 734 Н.Т. Баграев, А.Д. Буравлев, Л.Е. Клячкин, А.М. Маляренко, С.А. Рыков квантовых ям (d 2нм) внутри микрорезонаторов позволило обнаружить расщепление Раби (рис. 9, c), которое является важной характеристикой микрорезонаторов, встроенных в системы полупроводниковых сверхрешеток [13,14]. Дополнительным свидетельством принадлежности линий поглощения света, которые определяются внутризонными переходами дырок в квантовой яме p-типа, d 2нм (см. рис. 3, b), расщеплению Раби является обнаруженное усиление люминесценции в соответствующем диапазоне длин волн (рис. 10).

Спектральная линия на длине волны 1.3278 мкм (см.

рис. 10), по-видимому, обусловлена внутризонной люминесценцией дырок в процессе их туннелирования между продольными квантовыми ямами внутри микрорезонатора (рис. 3, b). Туннелирование возникает вследствие наличия встроенного электрического поля внутри сверхмелкого диффузионного p+-профиля на поверхности кремния (100) n-типа, которое представляет собой не что иное, как поле p+-n-перехода.

Разрешенный спектр, обнаруженный в интервале длин волн = 1.3335-1.3375 мкм (рис. 10), может принадлежать точечному дефекту, находящемуся внутри резонатора. Предварительный анализ энергетического спектра указывает на участие в его формировании остаточных центров меди, которые возникают в процессе легирования из газовой фазы. Число линий в спектре свидетельствует о расщеплении основного состояния центра в условиях электрического поля p+-n-перехода.

Рис. 9. Спектральная зависимость коэффициента прохожде- Следует отметить, что усиление внутрицентровой и ния света Topt при 300 K через самоупорядоченную систе- межзонной люминесценции, индуцированной точечными му квантовых антиточек внутри сверхмелкого диффузионного примесными центрами, находящимися внутри кремниеp+-профиля, которая позволяет идентифицировать встроенные вых микрорезонаторов, является достаточно важной замикрорезонаторы: а — соответствует рис. 4, a; b — соответдачей, решение которой позволяет, в частности, резко поствует рис. 5; c — соответствует рис. 6, a, b.

высить эффективность внутрицентровой люминесценции ионов Er3+ в кремниевых светодиодах для волоконнооптических линий связи [15].

Получение больших квантовых антиточек (см., например, рис. 4, a), встроенных в систему узких кремниевых квантовых ям, делает возможным создание микрорезо- Заключение наторов с распределенной обратной связью, соответствующих [мкм] < 1.24/Eg [эВ], где Eg — ширина Использование сканирующей туннельной микроскозапрещенной зоны кремния, характеристики которых пии позволило определить влияние температуры примесидентифицируются с помощью спектральных зависимо- ной диффузии и параметров предварительного окисления стей коэффициентов пропускания в инфракрасном диа- на характеристики поверхностного рельефа сверхмелких пазоне длин волн. На рис. 9 приведены спектральные диффузионных профилей бора в Si (100).

зависимости коэффициента пропускания для исследоУстановлено, что начальное распределение деформаванных сверхмелких диффузионных профилей, зарегиционного потенциала, задаваемое толщиной предваристрированные при комнатной температуре с помощью тельно нанесенного окисла, определяет кристаллограинфракрасного фурье-спектрометра IFS-28 (Bruker).

фическую зависимость коэффициента примесной диффуПредставленные спектральные зависимости нагляд- зии в условиях увлечения избыточными потоками как но свидетельствуют о наличии самоупорядоченных ми- вакансий, так и межузельных атомов, а также — прокрорезонаторов, размеры которых, определяемые из странственное распределение и оптимальное направлеSTM-изображений, согласуются с зарегистрированны- ние роста индуцированных ими самоупорядоченных мими длинами волн поглощения в соответствии с соот- кродефектов, пронизывающих диффузионный профиль ношением Вульфа–Брэгга. Наличие продольных узких легирующей примеси.

Физика и техника полупроводников, 2000, том 34, вып. Самоупорядоченные микрорезонаторы в сверхмелких кремниевых p+-n-переходах Рис. 10. Спектральная зависимость коэффициента прохождения света Topt при 300 K через сверхмелкий диффузионный p+-профиль в кремнии (100), полученный при Td = 1100C (рис. 6, a, b), свидетельствующая об усилении люминесценции из квантовой ямы (1) и внутрицентровой люминесценции точечного дефекта (2), находящихся внутри микрорезонатора в системе самоупорядоченных квантовых антиточек (рис. 9, c).

Показано, что разброс в размерах обнаруженных ми- Данная работа выполнена при поддержке ФТНС (прокродефектов, представляющих собой самоорганизован- ект 97-1040), ПТУМНЕ (проект 02.04.301.89.5.2) и Феные системы квантовых антиточек, который отража- деральной программы ”Интреграция” (проект 75:2.1).

ет величину флуктуаций деформационного потенциала, нивелируется при увеличении температуры примесной диффузии. Кроме того, обнаружена взаимосвязь Список литературы размеров квантовых антиточек с их пространственным распределением, которая указывает на фракталь[1] R. Ntzel. Semicond. Sci. Technol., 11, 1365 (1996).

ный механизм формирования самоупорядоченных нуль[2] H.-J. Gossman, J.M. Poate. Proc. ICPS-23 (Berlin, 1996) 4, мерных систем в условиях сильного взаимодействия 2569.

неравновесных потоков примесных атомов и первичных [3] N.T. Bagraev, E.I. Chaikina, L.E. Klyachkin et al. Superlat.

дефектов. Microstr., 23(2), 337 (1998).

[4] N.T. Bagraev, W. Gehlhoff, L.E. Klyachkin, A. Nser. Def. Dif.

Получение самоорганизованных систем квантовых анForum, 143–147, 1003 (1997).

титочек, встроенных в систему кремниевых квантовых [5] W. Gehlhoff, N.T. Bagraev, L.E. Klyachkin. Sol. St.

ям, сделало возможным создание микрорезонаторов с Phenomena, 47–48, 589 (1995).

распределенной обратной связью, характеристики ко[6] N.T. Bagraev, W. Gehlhoff, L.E. Klyachkin et. al. Mater. Sci.

торых были определены с помощью спектральных заForum, 258–263, 1683 (1997).

висимостей коэффициентов отражения и пропускания [7] N.T. Bagraev, L.E. Klyachkin, A.M. Malyarenko, W. Gehlhoff.

Proc. ICPS-23 (Berlin, 1996) 2, 1241.

соответственно в видимом и инфракрасном диапазонах [8] N.T. Bagraev, L.E. Klyachkin, A.M. Malyarenko, W. Gehlhoff.

длин волн.

Superlat. Microstr., 23(6), 1333 (1998).

Впервые продемонстрировано усиление люминесцен[9] Н.Т. Баграев, Л.Е. Клячкин, А.М. Маляренко, И.С. Половции из квантовой ямы и внутрицентровой люминесценцев, В.Л. Суханов. ФТП, 24 (9), 1557 (1990).

ции точечного дефекта, находящихся внутри подобного [10] А.Н. Андронов, Н.Т. Баграев, Л.Е. Клячкин, С.В. Робозеров.

микрорезонатора. ФТП, 32, 137 (1998).

Физика и техника полупроводников, 2000, том 34, вып. 736 Н.Т. Баграев, А.Д. Буравлев, Л.Е. Клячкин, А.М. Маляренко, С.А. Рыков [11] А.Н. Андронов, Н.Т. Баграев, Л.Е. Клячкин, А.М. Маляренко, С.В. Робозеров. ФТП, 33 (1), 58 (1999).

[12] А.Н. Андронов, Н.Т. Баграев, Л.Е. Клячкин, А.М. Маляренко, С.В. Робозеров. ФТТ, 41 (10), 1871 (1999).

[13] R. Houdre, R.P. Stanley, C. Weisbuch et al. Proc. ICPS-(Berlin, 1996) 4, 3071.

[14] R. Houndre. Phys. Rev. B, 49, 16 761 (1994).

[15] N.T. Bagraev, A.D. Bouravleuv, W. Gehlhoff et al. Phys. B, 273–274 (1–4), 967 (1999).

Редактор Л.В. Шаронова Self-assembled microcavities embedded into ultra-shallow silicon p+-n junctions N.T. Bagraev, A.D. Bouravleuv, L.E. Klyachkin, A.M. Malyarenko, S.A. Rykov Ioffe Physicotechnical Institute, 194021 St. Petersburg, Russia St. Petersburg State Technical University, 195251 St. Peretsburg, Russia

Abstract

Scanning tunneling microscopy is used to register the surface topographic image of the ultra-shallow boron diffusion profiles in the Si (100) wafers. The technique applied allows to study the effect of the surface deformation potential fluctuations that are dependent on the thickness of the earlier evaporated silicon oxide overlayer on the crystallographic orientation of the excess fluxes of both vacancies and self-interstitials, which induce the exchange mechanisms of the impurity doping. Self-assembled systems of quantum anti-dots are demonstrated for the first time.

They are created by the fluctuations of the deformation potential and appeared as microdefects penetrating through the ultra-shallow boron diffusion profile. The analysis of the topographic images obtained shows that the value of the quantum anti-dot dimension is equalized thereby revealing a smooth of the surface deformation potential as the diffusion temperature increases. Besides, the interplay between the dimension of the quantum anti-dots and their distribution on the ultra-shallow diffusion profile surface are considered to be an evidence of the fractal mechanism that causes the formation of self-assembled zero-dimensional systems because of a strong coupling between the excess fluxes of impurity atoms and primary defects. Self-assembled quantum anti-dots embedded into the quantum well system allow to prepare microcavities that exhibit a positive feedback identified by the spectral dependencies of both the reflection and transmission, respectively, at visible and infrared wavelengths.

Физика и техника полупроводников, 2000, том 34, вып.

Pages:     | 1 | 2 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.