1. Trang chủ
  2. » Giáo án - Bài giảng

Nghiên cứu sự phân bố của nguyên tử antimony trong màng Ge/Gi đồng pha tạp Sb và P sử dụng kỹ thuật chụp cắt lớp đầu dò nguyên tử

7 9 0

Đang tải... (xem toàn văn)

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 7
Dung lượng 651,17 KB

Nội dung

Trong nghiên cứu này, sự phân bố của các nguyên tử P và Sb pha tạp trong màng Ge được tập trung khảo sát theo điều kiện xử lý nhiệt. Màng Ge được lắng đọng trên đế Si (100) bằng phương pháp epitaxy chùm phân tử MBE (Molecular Beam Epitaxy). Phép đo phổ nhiễu xạ điện tử phản xạ năng lượng cao RHEED (Reflection High Energy Electron Diffraction) và ảnh kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) được dùng để đánh giá chất lượng bề mặt của mẫu cũng như chất lượng tinh thể của màng Ge.

L.T.K.Phượng, L.M.Anh, N.T.Dung, T.T.Huyền / Tạp chí Khoa học Công nghệ Đại học Duy Tân 5(48) (2021) 63-69 63 5(48) (2021) 63-69 Nghiên cứu phân bố nguyên tử antimony màng Ge/Gi đồng pha tạp Sb P sử dụng kỹ thuật chụp cắt lớp đầu dò nguyên tử Investigating the distribution of sb atoms in the Ge/Si thin film co-doped with P and Sb using atom probe tomography method Lương Thị Kim Phượnga*, Lương Minh Anhb, Nguyễn Thị Dunga, Trịnh Thị Huyềna Luong Thi Kim Phuonga*, Luong Minh Anhb, Nguyen Thi Dunga, Trinh Thi Huyena Đại học Hồng Đức, 565 Quang Trung, Phường Đông Vệ, Thành phố Thanh Hoá, Việt Nam a Hong Duc University, Thanh Hoa City, Vietnam a CEA, Greoble, Cộng hoà Pháp bCEA, Grenobe, France b (Ngày nhận bài: 03/6/2021, ngày phản biện xong: 27/6/2021, ngày chấp nhận đăng: 13/10/2021) Tóm tắt Cấu trúc vùng lượng Ge bị thay đổi tạo ứng suất căng pha tạp điện tử màng Ge Điều làm cho khả phát quang Ge cải thiện đáng kể Một cách tiếp cận để tăng nồng độ nguyên tố pha tạp mạng Ge đưa kỹ thuật đồng pha tạp từ hai nguồn rắn GaP Sb Trong nghiên cứu này, phân bố nguyên tử P Sb pha tạp màng Ge tập trung khảo sát theo điều kiện xử lý nhiệt Màng Ge lắng đọng đế Si (100) phương pháp epitaxy chùm phân tử MBE (Molecular Beam Epitaxy) Phép đo phổ nhiễu xạ điện tử phản xạ lượng cao RHEED (Reflection High Energy Electron Diffraction) ảnh kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) dùng để đánh giá chất lượng bề mặt mẫu chất lượng tinh thể màng Ge Màng Ge xử lý nhiệt sau tăng trưởng nhiệt độ 650oC vòng 60 giây để tạo ứng suất kích hoạt điện tử pha tạp đồng thời cải thiện chất lượng tinh thể Hiệu suất phát quang màng Ge đánh giá từ phép đo phổ huỳnh quang vùng hồng ngoại.Vị trí nguyên tử P Sb xây dựng lại nhờ kỹ thuật chụp cắt lớp đầu dò nguyên tử (APT) Từ khóa: Ge; đồng pha tạp; phân bố nguyên tử P Sb; kỹ thuật cắt lớp đầu dò nguyên tử; phổ huỳnh quang Abstract The Energy band structure of Ge could be modified if we apply a tensile strain and n-doping in the Ge layers As a result, the photolumiescence ability of Ge is enhanced In this paper, we propose a new approach to increase the total dopant concentration in the Ge matrix by using co-doping technique from two solid sources of GaP and Sb In this study, the distribution of Sb atoms as well as P atoms is focusing studied following the thermal treatment condition The Ge films were grown on Si (100) by Molecular Beam Epitaxy technique The Reflection of High Energy Electron Diffraction(RHEED) technique and Transfer Electron Microscopy (TEM) image are used to evaluate the surface quality as well as the Ge crystal After growing, we apply a thermal annealing on the Ge layers at 650 oC in 60s for inducing a tensile strain and activating doped electrons The photoluminescence efficiency of the highly n-doped Ge layers was evaluated by the photoluminescence spectrum Owning to the atomic probe tomography (APT) technique, the place of P and Sb dopants are reconstructed Keywords: Ge; co-doping; GaP and Sb; electron concentration; photoluminescence * Corresponding Author: Luong Thi Kim Phuong; Hong Duc University, Thanh Hoa City, Vietnam Email:luongthikimphuong@hdu.edu.vn 64 L.T.K.Phượng, L.M.Anh, N.T.Dung, T.T.Huyền / Tạp chí Khoa học Công nghệ Đại học Duy Tân 5(48) (2021) 63-69 Mở đầu Sự giảm kích thước vi mạch dựa công nghệ CMOS (Complementarry Metal Oxide Semiconductor) tiến đến dần đến mức tới hạn Hơn nữa, tốc độ xử lý công nghệ đạt ngưỡng thấp nhiều so với cơng nghệ khác Ngun nhân ngun nhân trễ thành phần tụ trở mắc bên ngồi mạch [1] Chính việc xây dựng hệ thống liên kết linh kiện khép kín IC (Intergrated Circus) hướng khả quan việc nâng cao tốc độ xử lý Để đạt điều phải tìm vật liệu thay thành phần RC sử dụng tín hiệu khác khơng phải tín hiệu điện để loại bỏ hồn tồn thành phần RC (Resistance Capacitance) Giữa hướng tiếp cận thiết kế hệ thống liên kết tín hiệu quang tương thích với cơng nghệ CMOS lên giải pháp khả quan [2] Hệ thống quang bao gồm thành phần như: Nguồn phát; module chuyển tín hiệu; kênh dẫn sóng; nhận tín hiệu [3] Hầu hết thiết bị phát triển CMOS với băng thông lớn, phần nguồn bơm vấn đề nan giải chưa thực tương thích với cơng nghệ [4] Vì vậy, nhiều hướng tiếp cận để giải vấn đề đưa nghiên cứu khả phát quang loại vật liệu Si [5-9] Tuy nhiên đến thời điểm này, chưa có cách tiếp cận làm cho Si có hiệu suất phát quang mạnh nhiệt độ phòng Một số khảo sát gần khả phát quang màng Ge rằng, thay đổi cấu trúc vùng lượng nguyên tử Ge cách tạo ứng suất căng đồng thời pha tạp điện tử màng Ge cấu trúc vùng lượng bị thay đổi [10] Từ làm cho Ge từ vật liệu bán dẫn chuyển tiếp xiên thành vật liệu bán dẫn chuyển tiếp thẳng với hiệu suất phát quang cao [10-12] Hơn nữa, màng Ge tăng trưởng trực tiếp đế Si kỹ thuật tăng trưởng hai bước với chất lượng tinh tốt phù hợp cho ứng dụng quang điện tử [4] Các nghiên cứu rằng, so với hướng tạo ứng suất căng hướng pha tạp điện tử vào màng Ge tỏ hiệu việc nâng cao khả phát quang màng Ge [13] Để pha tạp điện tử vào lớp Ge, thường pha tạp nguyên tố thuộc nhóm V bảng hệ thống tuần hồn P, Sb As Vì tổ hợp thay vị trí Ge mạng nền, nguyên tố tham gia liên kết với nguyên tử Ge lân cận thừa điện tử Trong báo này, đưa cách tiếp cận để tăng nồng độ điện tử tổng cộng lớp Ge Vì độ hịa tan nguyên tố vật liệu hoàn toàn xác định nên ta tăng mật độ tổng cộng điện tử cách sử dụng kỹ thuật đồng pha tạp Trên sở chúng tơi nghiên cứu màng Ge pha tạp điện tử mật độ cao sử dụng kỹ thuật đồng pha tạp P Sb Trong nghiên cứu này, P tổ hợp vào mạng Ge từ nguồn rắn GaP P phân tách từ nguồn GaP có hệ số dính lớn gấp 10 lần so với phốt tạo từ nguồn khí PH3 thơng thường mẫu chế tạo phương pháp CVD [14] Điều thú vị bán kính nguyên tử P (128 pm) nhỏ 10% so với Ge (137 pm) bán kính nguyên tử Sb (159 pm) lớn 16% so với Ge Do đó, trường kết hợp P Sb mạng tinh thể Ge bù đắp lẫn cho phép tăng nồng độ hoà tan tổng nguyên tố pha tạp Ge Khi pha tạp điện từ đồng thời từ nguồn rắn GaP Sb, nồng độ điện tử sau kích hoạt phương pháp xử lý nhiệt nhanh đạt khoảng 4,2x1019cm3 , nhiên mật độ tổng cộng nguyên tố pha tạp đạt tới 8,7x1019cm-3[15], nghĩa số lượng lớn nguyên tử P Sb vị trí xen kẽ mạng chưa thay cho nguyên tử Ge để tạo hạt L.T.K.Phượng, L.M.Anh, N.T.Dung, T.T.Huyền / Tạp chí Khoa học Công nghệ Đại học Duy Tân 5(48) (2021) 63-69 65 điện tử tự Vì vậy, nghiên cứu này, phân bố nguyên tử pha tạp P Sb tập trung khảo sát theo điều kiện xử lý nhiệt (trước sau xử lý nhiệt nhanh để kích hoạt điện tử) Thực nghiệm Màng Ge lắng đọng đế Si cách sử dụng hệ thống MBE tiêu chuẩn với áp suất thấp 3÷5x10-10torr Nhiệt cung cấp hai vùng nguồn Knudsen làm cho Ge bay với tốc độ bốc bay khoảng từ đến 5nm/phút Các nguyên tố Sb P tổ hợp vào mạng Ge từ nguồn rắn Sb GaP trình lắng đọng lớp Ge Các nguồn rắn lắp đặt buồng tăng trưởng MBE Chú ý nguồn GaP nung nóng xảy phân tách thành ngun tố Ga P, nhiên nhờ có cấu tạo dạng bẫy nguồn mà có nguyên tố P thoát khỏi nguồn để tổ hợp vào mạng Ge [14] Đế Si phẳng có định hướng (100) pha tạp từ nguyên tử B (loại n) Bề mặt đế làm qua giai đoạn: giai đoạn xử lý hoá học giai đoạn xử lý nhiệt buồng MBE [16] Sau hồn thiện quy trình làm mẫu, quan sát RHEED cho thấy xuất rõ nét vạch (2x1) đặc trưng cho tái cấu trúc bề mặt Si Một công tắc cặp nhiệt gắn mặt phía sau đế Si để xác định nhiệt độ tăng trưởng với độ xác khoảng  20oC Kiểu tăng trưởng màng Ge trình lắng đọng quan sát thiết bị RHEED lắp đặt buồng tăng trưởng MBE Thiết bị cho phép quan sát kiểu tăng trưởng lớp Ge trình lắng đọng Nhờ vào phổ nhiễu xạ điện tử phản xạ lượng cao RHEED với chùm điện tử tới gần song song với bề mặt mẫu Do chùm điện tử sâu vào vài đơn lớp màng Ge nên từ tín hiệu RHEED khảo sát chất lượng bề mặt màng Ge Phổ huỳnh quang lớp Ge đo sử dụng đầu thu InGaAs để thu tín hiệu huỳnh quang phát từ mẫu Mẫu kích thích nguồn laser có bước sóng 523nm Các phép đo huỳnh quang tiến hành nhiệt độ phòng Phép đo chụp cắt lớp đầu dị ngun tử có laser hỗ trợ thực nhờ sử dụng đầu dò nguyên tử điện cực cục LEAP 3000X HR để xây dựng lại phân bố nguyên tử pha tạp P Sb nguyên tử đóng vai trị mạng Ge Kết thảo luận Để đánh giá chất lượng bề mặt màng Ge đồng pha tạp P Sb tăng trưởng đế Si, phép đo phổ nhiễu xạ điện tử phản xạ lượng cao RHEED sử dụng đồng thời với trình lắng đọng màng Hình 1(a) cho thấy đồng pha tạp P Sb hình ảnh phổ nhiễu xạ quan sát rõ ràng, vạch sáng đồng cho thấy bề mặt màng mịn Tuy kết đo RHEED trường hợp đồng pha tạp bắt đầu có hình hình thành chấm 3D diện vạch (2x1) đặc trưng tái cấu trúc bề mặt Ge Điều có nghĩa tăng trưởng màng đồng pha tạp P Sb với Ge tiến hành thông qua chế độ lớp Điều phù hợp với ảnh TEM màng Ge (hình 1b) Tuy nhiên sau xử lý nhiệt nhanh giúp chất lượng tinh thể màng cải thiện (hình 1c) lớp Ge trở nên đồng với mật độ sai hỏng thấp Hình a) Quan sát RHEED màng Ge đồng pha tạp P Sb trình lắng đọng theo hướng [100] Ảnh TEM lớp Ge pha tạp điện tử sau lắng đọng (hình b) xử lý nhiệt nhanh 66 L.T.K.Phượng, L.M.Anh, N.T.Dung, T.T.Huyền / Tạp chí Khoa học Công nghệ Đại học Duy Tân 5(48) (2021) 63-69 Hình biểu diễn phổ huỳnh quang vùng hồng ngoại màng Ge pha tạp điện tử (ứng với Tđế=170oC TGaP = 725oC; TSb = 275oC) màng Ge tinh khiết Các mẫu có độ dày màng (600nm) sau tăng trưởng, mẫu xử lý nhiệt nhanh 650oC thời gian 60 giây để kích hoạt điện tử pha tạp đồng thời cải thiện chất lượng tinh thể Phép đo phổ huỳnh quang tiến hành nhiệt độ phịng Từ hình ta thấy cường độ phổ huỳnh quang màng Ge pha tạp (đường màu tím) tăng gấp 150 lần so với lớp Ge tinh khiết (đường màu xanh) Chú ý ứng suất căng lớp Ge tạo trình xử lý nhiệt nhanh giá trị ứng xuất căng khoảng 0,10% pha tạp P ứng suất căng tăng lên 0,20% đồng pha tạp hai nguyên tố P Sb [17] Nhờ kỹ thuật chụp cắt lớp đầu dò phân tử, xếp vị trí nguyên tử pha tạp P Sb nguyên tố mạng Ge xây dựng lại cách xác Hình ảnh hai chiều tái xây dựng vị trí nguyên tố màng Ge đồng pha tạp nguyên tố P Sb đế SOI nhiệt độ tăng trưởng 300oC Từ hình vẽ ta thấy nguyên tố P Ge phân bố đồng miền microtip đồ nguyên tố Sb cho thấy phân bố không đồng dọc theo chiều dài tăng trưởng 500nm Cũng dễ nhận vùng lớp đệm Ge có khuếch tán mạnh mẽ nguyên tố P Sb lớp tiếp giáp Bản đồ phân bố nguyên tố Sb số thơng tin lý thú chất lượng mẫu, nguyên tố Sb di chuyển vị trí khuyết tật mạng Ge tập hợp vùng đáy microtip Đây chứng cho thấy có hình thành vùng giàu ngun tố Sb hay cịn gọi hình thành đám Sb mẫu Các phép phân tích APT cho thấy (khơng đây), mật độ trung bình nguyên tử P Sb tương ứng 1,32x1020 nguyên tử/cm3 5,7x1018 nguyên tử/cm3 Hình Phổ huỳnh quang nhiệt độ phòng màng Ge đồng pha tạp P Sb lắng đọng đế Si(100) sau xử lý nhiệt nhanh (đường màu tím) màng Ge tinh khiết (đường màu xanh) Mật độ nguyên tử pha tạp trung bình 1,377 nguyên tử/cm3 Đáng lưu ý với kỹ thuật pha tạp bên trong, sử dụng kỹ thuật epitaxy chùm phân tử kỹ thuật để tạo lớp pha tạp đồng dọc theo vùng rộng chiều dài tăng trưởng Gọi Dmax khoảng cách lớn nguyên tử Sb đám Nmin số nguyên tử tối thiểu cho đám Dmax cỡ 2,5nm Nmin cỡ nguyên tử/đám Hình Bản đồ tái cấu trúc vị trí nguyên tử phân bố màng Ge đồng pha tạp P Sb (hình a); Sự phân bố nguyên tử Ge (hình b), nguyên tử P(hình c) nguyên tử Sb(hình d) theo chiều dài lắng đọng Phép đo thực mẫu chưa xử lý nhiệt L.T.K.Phượng, L.M.Anh, N.T.Dung, T.T.Huyền / Tạp chí Khoa học Công nghệ Đại học Duy Tân 5(48) (2021) 63-69 67 Hình Hình ảnh ba chiều đám nguyên tử Sb phân bố theo chiều sâu màng Ge ảnh từ xuống chúng Hình biểu thị phân bố đám nguyên tử Sb mẫu theo cấu trúc đồ 3D 2D theo góc nhìn tiết diện ngang Có thể thấy từ hình tổ hợp đám Sb phân bố không đồng mẫu Cụ thể mật độ đám Sb tập trung cao vùng đáy màng với kỹ thuật chụp cắt lớp đầu dị phân tử, xác định vị trí xác khuyết tật đường bên microtip Xử lý nhiệt phương pháp điển hình để kích hoạt nguyên tố pha tạp vật liệu bán dẫn Để xảy khuếch tán kích hoạt, nhiệt độ cung cấp phải đủ lớn để thắng rào tương tác nguyên tử mạng chiếm giữ vị trí nguyên tử mạng Đối với màng Ge pha tạp điện tử từ nguyên tố Sb P việc xử lý nhiệt phải thực vùng nhiệt độ thích hợp thời gian ngắn để giảm thiểu hiệu ứng khuếch tán nguyên tố pha tạp Các nguyên tố pha tạp có hệ số khuếch tán lớn có xu hướng dồn lên vùng bề mặt màng Ge tạo không đồng nồng độ điện tử toàn màng Ge, ảnh hưởng đến hiệu suất phát quang lớp Ge Sau nghiên cứu điều kiện nâng nhiệt (khơng trình bày đây), chúng tơi tìm điều kiện ủ mẫu thích hợp để hiệu suất phát huỳnh quang màng lớn Mẫu xử lý nhiệt nhanh 650oC thời gian 60 giây Sau xử lý nhiệt, nguyên tử P Ge phân bố đồng đường sai hỏng màng Ge giảm đáng kể (hình 5), điều hồn tồn phù hợp với kết phân tích ảnh TEM màng Ge sau xử lý nhiệt nhanh Từ hình cho thấy, tách pha nguyên tử pha tạp vùng biên lớp đệm Ge đế Si giảm rõ rệt Hình Hình ảnh ba chiều phân bố nguyên tử P Sb màng Ge (hình a); Sự phân bố nguyên tử Ge (hình b), nguyên tử P(hình c) nguyên tử Sb(hình d) Màng Ge xử lý nhiệt nhanh nhiệt độ 650oC thời gian 60 giây Liên quan đến hiệu ứng khuếch tán ngoài, phụ thuộc mật độ nguyên tố P Sb theo chiều dài tăng trưởng (hình 6) sau xử lý nhiệt nhanh, mật độ nguyên tử P Sb so với trước xử lý nhiệt bị giảm bậc hiệu ứng khuếch tán 68 L.T.K.Phượng, L.M.Anh, N.T.Dung, T.T.Huyền / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Duy Tân 5(48) (2021) 63-69 Hình Sự phụ thuộc mật độ nguyên tử P (đường màu đen) nguyên tử Sb(đường màu đỏ) theo chiều sâu màng Ge mẫu chưa xử lý nhiệt (hình a) sau mẫu xử lý nhiệt nhanh (hình b) Tuy nhiên, mật độ nguyên tử pha tạp phân bố đồng theo chiều dài lắng đọng màng Mật độ tổng cộng nguyên tử microtip 8,5x1019cm-3 nguyên tử/cm3 Lưu ý theo phép phân tích Hall mật độ điện tử kích hoạt đạt cỡ 4,2x1019 điện tử/cm3 Nghĩa khoảng 4,3x1019 nguyên tử pha tạp/cm3 cịn tồn vị trí xen kẽ chưa kích hoạt Tương tự trường hợp trước xử lý nhiệt, phân tích tượng kết đám thực cho hai loại nguyên tử P Sb Kết cho thấy, nguyên tử Sb số lượng đám giảm đáng kể từ 83 xuống 18 microtip số nguyên tử trung bình đám nguyên tử (quan sát theo tiết diện ngang) Điều lý giải dựa vào đặc tính khuếch tán mạnh nguyên tử Sb tác dụng trình xử lý nhiệt nhanh Từ quan sát đồ tái cấu trúc vị trí ngun tử Sb Hình cho thấy lớp đệm Ge rõ nét khơng cịn ngun tử Sb vùng Kết luận Kỹ thuật chụp cắt lớp đầu dò nguyên tử màng Ge đồng pha tạp P Sb lắng đọng đế Si đưa nhìn tổng qt phân bố vi mơ nguyên tử P Sb nguyên tử mạng Ge trước sau xử lý nhiệt Kết cho thấy, trước xử lý nhiệt nguyên tử Sb có xu hướng tập hợp thành đường sai hỏng bên lớp Ge vùng tiếp giáp Ge/Si nguyên tử P lại phân bố đồng dọc theo chiều lắng đọng Sau xử lý nhiệt nhanh 650oC vịng 60 giây mật độ kích thước đám nguyên tố pha tạp giảm đáng kể Lời cảm ơn Xin chân thành cảm ơn nhóm nghiên cứu “Heterostructure”, viện CiNam Trường Đại học Aix- Marseille, Cộng hồ Pháp giúp đỡ q trình thực nghiên cứu Tài liệu tham khảo [1] Hình Bản đồ tái cấu trúc theo ba chiều vị trí nguyên tử Sb màng Ge đồng pha tạp P Sb (hình a) Sự phân bố đám Sb theo tiết diện ngang (hình b) vùng đệm lớp Ge (hình c) “International Technology Roadmap for Semiconductors” http://www.itrs.net/home.html(2008) [2] M Haurylau, G Chen, H Chen, J Zhang, N A Nelson, D H Albonesi, E G Fried- man, and P M Fauchet (2006), “On-Chip Optical Interconnect Roadmap: Challenges and Critical Directions” IEEE J Sel Topic Quantum Electron 12, 1699 [3] www.intel.com [4] Luong Thi Kim Phuong (2014), “Croissance épitaxiale de germanium contraint en tension et fortement dopé de type n pour des applications en optoélectronique intégrée sur silicium”, Doctoral Thesis, Aix-Marseille, France L.T.K.Phượng, L.M.Anh, N.T.Dung, T.T.Huyền / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Duy Tân 5(48) (2021) 63-69 69 [5] N Koshida and H Koyama (1992), “Visible electroluminescence from porous silicon”, Appl Phys Lett 60, 347 [6] B Zheng, J Michel, F.Y.G Ren, L.C Kimerling, D.C Jacobson and J.M Poate (1994), “Roomtemperature sharp line electroluminescence at λ=1.54 μm from an erbiumdoped silicon lightemitting diode” Appl Phys Lett 64, 2842 [7] L Pavesi, L Dal Negro, C Mazzoleni, G Franzo and F Priolo (2000), “Optical gain in silicon nanocrystals”, Nature 408, 440 [8] C.S Peng, Q Huang, W.Q Cheng, J.M Zhou, Y.H Zhang, T.T Sheng, and C.H.Tung (1998), “Optical properties of Ge self-organized quantum dots in Si”, Phys Rev B 57, 8805 [9] M El Kurdi, S David, P Boucaud, C Kammerer, X Li, V Le Thanh, S Sauvage, J.-M Lourtioz (2004), “Strong 1.3-1.5 μm luminescence from Ge/Si selfassembled islands in highly-confining microcavities on silicon-on-insulator”, J Appl Phys 96, 997 [10] X Sun, J.F Liu, L.C Kimerling, and J Michel (2009), “Direct gap photoluminescence of n-type tensile strained Ge-on-Si”, Appl Phys Lett 95, 011911 [11] M El Kurdi, T Kociniewski, T.-P Ngo, J Boulmer, D Débarre, P Boucaud, J F Damlencourt, O Kermarrec, and D Bensahel (2009), “Enhanced photoluminescence of heavily n-doped germanium”, Appl Phys Lett 94, 191107 [12] X Sun, J.F Liu, L.C Kimerling and J Michel (2010), “Toward a germanium laser for integrated silicon photonics”, IEEE J Sel Top Quantum Electron 16, 124 [13] Thi Kim Phuong Luong et al (2015), “Making germanium, an indirect band gap semiconductor, suitable for light-emitting devices”, Advances in Natural Science: Nano-science and Nanotechnology 6, 015013 [14] Lippert G, Osten H J, Kr ger D, Gaworzewski P and Eberl K (1995), “Heavy Phosphorus Doping in Molecular Beam Epitaxial Grown Silicon with a GaP Decomposition Source”, Appl Phys Lett 66, 3197 [15] Lương Thị Kim Phượng (2019), “Ảnh hưởng nguyên tố Sb đến tính chất quang màng Ge/Si đồng pha tạp Sb P”, Tạp chí khoa học Trường Đại học Hồng Đức [16] Lương Thị Kim Phượng (2018), “Phương pháp xử lý bề mặt nhiệt độ thấp ứng dụng kỹ thuật tăng trưởng epitaxy chùm phân tử”, Tạp chí khoa học công nghệ Đại học Thái Nguyên, 185, 09 [17] T.K.P Luong, V Le Thanh, A Ghrib, M EL Kurdi, and P Boucaud, (2019), “Enhanced Tensile Strain in P-doped Ge Films Grown by Molecular Beam Epitaxy Using GaP and Sb Solid Sources”, Journal of Electronic Material, vol 48, no7 ... màu xanh) Mật độ nguyên tử pha t? ?p trung bình 1,377 nguyên tử/ cm3 Đáng lưu ý với kỹ thuật pha t? ?p bên trong, sử dụng kỹ thuật epitaxy chùm phân tử kỹ thuật để tạo l? ?p pha t? ?p đồng dọc theo vùng... nghiên cứu màng Ge pha t? ?p điện tử mật độ cao sử dụng kỹ thuật đồng pha t? ?p P Sb Trong nghiên cứu này, P tổ h? ?p vào mạng Ge từ nguồn rắn GaP P phân tách từ nguồn GaP có hệ số dính lớn g? ?p 10 lần... tố P Sb [17] Nhờ kỹ thuật ch? ?p cắt l? ?p đầu dò phân tử, x? ?p vị trí nguyên tử pha t? ?p P Sb nguyên tố mạng Ge xây dựng lại cách xác Hình ảnh hai chiều tái xây dựng vị trí nguyên tố màng Ge đồng pha

Ngày đăng: 01/12/2021, 10:17

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

2. Thực nghiệm - Nghiên cứu sự phân bố của nguyên tử antimony trong màng Ge/Gi đồng pha tạp Sb và P sử dụng kỹ thuật chụp cắt lớp đầu dò nguyên tử
2. Thực nghiệm (Trang 3)
Hình 1. a) Quan sát RHEED của màng Ge đồng pha tạp P và Sb trong quá trình lắng đọng theo hướng [100] - Nghiên cứu sự phân bố của nguyên tử antimony trong màng Ge/Gi đồng pha tạp Sb và P sử dụng kỹ thuật chụp cắt lớp đầu dò nguyên tử
Hình 1. a) Quan sát RHEED của màng Ge đồng pha tạp P và Sb trong quá trình lắng đọng theo hướng [100] (Trang 3)
Hình 2 biểu diễn phổ huỳnh quang trong vùng hồng ngoại của màng Ge pha tạp điện tử  (ứng  với  Tđế=170oC  và  TGaP =  725oC;  TSb  =  275o C)  và  màng  Ge  tinh  khiết - Nghiên cứu sự phân bố của nguyên tử antimony trong màng Ge/Gi đồng pha tạp Sb và P sử dụng kỹ thuật chụp cắt lớp đầu dò nguyên tử
Hình 2 biểu diễn phổ huỳnh quang trong vùng hồng ngoại của màng Ge pha tạp điện tử (ứng với Tđế=170oC và TGaP = 725oC; TSb = 275o C) và màng Ge tinh khiết (Trang 4)
Hình 2. Phổ huỳnh quang tại nhiệt độ phòng của màng Ge đồng pha tạp P và Sb lắng đọng trên đế Si(100) sau  khi xử lý nhiệt nhanh (đường màu tím) và của màng Ge  - Nghiên cứu sự phân bố của nguyên tử antimony trong màng Ge/Gi đồng pha tạp Sb và P sử dụng kỹ thuật chụp cắt lớp đầu dò nguyên tử
Hình 2. Phổ huỳnh quang tại nhiệt độ phòng của màng Ge đồng pha tạp P và Sb lắng đọng trên đế Si(100) sau khi xử lý nhiệt nhanh (đường màu tím) và của màng Ge (Trang 4)
Hình 4. Hình ảnh ba chiều của các đám nguyên tử Sb phân bố theo chiều sâu của màng Ge và ảnh từ trên  - Nghiên cứu sự phân bố của nguyên tử antimony trong màng Ge/Gi đồng pha tạp Sb và P sử dụng kỹ thuật chụp cắt lớp đầu dò nguyên tử
Hình 4. Hình ảnh ba chiều của các đám nguyên tử Sb phân bố theo chiều sâu của màng Ge và ảnh từ trên (Trang 5)
Hình 4 biểu thị sự phân bố của đám nguyên tử Sb trong mẫu theo cấu trúc bản đồ 3D và 2D  theo  góc  nhìn  tiết  diện  ngang - Nghiên cứu sự phân bố của nguyên tử antimony trong màng Ge/Gi đồng pha tạp Sb và P sử dụng kỹ thuật chụp cắt lớp đầu dò nguyên tử
Hình 4 biểu thị sự phân bố của đám nguyên tử Sb trong mẫu theo cấu trúc bản đồ 3D và 2D theo góc nhìn tiết diện ngang (Trang 5)
Hình 6. Sự phụ thuộc của mật độ các nguyên tử P (đường màu đen) và nguyên tử Sb(đường màu đỏ) theo chiều sâu của màng Ge khi mẫu chưa được xử lý nhiệt (hình a) và sau khi mẫu đã được xử lý nhiệt nhanh (hình b) - Nghiên cứu sự phân bố của nguyên tử antimony trong màng Ge/Gi đồng pha tạp Sb và P sử dụng kỹ thuật chụp cắt lớp đầu dò nguyên tử
Hình 6. Sự phụ thuộc của mật độ các nguyên tử P (đường màu đen) và nguyên tử Sb(đường màu đỏ) theo chiều sâu của màng Ge khi mẫu chưa được xử lý nhiệt (hình a) và sau khi mẫu đã được xử lý nhiệt nhanh (hình b) (Trang 6)
Hình 7. Bản đồ tái cấu trúc theo ba chiều vị trí của các nguyên tử Sb trong màng Ge đồng pha tạp P và Sb (hình  a) - Nghiên cứu sự phân bố của nguyên tử antimony trong màng Ge/Gi đồng pha tạp Sb và P sử dụng kỹ thuật chụp cắt lớp đầu dò nguyên tử
Hình 7. Bản đồ tái cấu trúc theo ba chiều vị trí của các nguyên tử Sb trong màng Ge đồng pha tạp P và Sb (hình a) (Trang 6)

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

  • Đang cập nhật ...

TÀI LIỆU LIÊN QUAN