Preview

Российские нанотехнологии

Расширенный поиск

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ НАНОРАЗМЕРНОГО ПРОФИЛИРОВАНИЯ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СТРУКТУР GaAs МЕТОДОМ ФОКУСИРОВАННЫХ ИОННЫХ ПУЧКОВ

Полный текст:

Аннотация

В работе представлены результаты экспериментальных исследований режимов наноразмерного профилирования эпитаксиальных слоев GaAs методом фокусированных  ионных пучков (ФИП). Определены закономерности влияния ионного тока и времени  однократного воздействия ФИП на геометрические характеристики формируемого  наноразмерного профиля и скорости травления поверхности эпитаксиальных слоев GaAs.  Установлено, что для используемого в исследованиях диапазона режимов ФИП скорость  нормального травления GaAs(001) в среднем на порядок ниже скорости латерального  травления. Показано, что для формирования методом ФИП на поверхности эпитаксиальных  слоев GaAs структур размерами до 100 нм необходимо использовать ионные токи до 102 пА  и время однократного воздействия в точке от 10 до 100 мкс. Представленные результаты могут быть использованы при разработке технологических процессов  изготовления перспективных элементов наноэлектроники и нанофотоники на основе  комбинаций метода ФИП и различных типов ростовых методик.

Об авторах

С. А. Лисицын
Южный федеральный университет, НОЦ «Нанотехнологии»
Россия
347922, Таганрог, ул. Шевченко, 2


С. В. Балакирев
Южный федеральный университет, НОЦ «Нанотехнологии»
Россия
347922, Таганрог, ул. Шевченко, 2


В. И. Авилов
Южный федеральный университет, НОЦ «Нанотехнологии»
Россия
347922, Таганрог, ул. Шевченко, 2


А. С. Коломийцев
Южный федеральный университет, НОЦ «Нанотехнологии»
Россия
347922, Таганрог, ул. Шевченко, 2


В. С. Климин
Южный федеральный университет, НОЦ «Нанотехнологии»
Россия
347922, Таганрог, ул. Шевченко, 2


М. С. Солодовник
Южный федеральный университет, НОЦ «Нанотехнологии»
Россия
347922, Таганрог, ул. Шевченко, 2


Б. Г. Коноплев
Южный федеральный университет, НОЦ «Нанотехнологии»
Россия
347922, Таганрог, ул. Шевченко, 2


О. А. Агеев
Южный федеральный университет, НОЦ «Нанотехнологии»
Россия
347922, Таганрог, ул. Шевченко, 2


Список литературы

1. Гайслер В.А., Гайслер А.В., Ярошевич А.С., Деребезов И.А., Качанова М.М., Живодков Ю.А., Гаврилова Т.А., Медведев А.С., Ненашева Л.А., Грачев К.В., Сандырев В.К., Кожухов А.С., Шаяхметов В.М., Калагин А.К., Бакаров А.К., Дмитриев Д.В., Торопов А.И., Щеглов Д.В., Латышев А.В., Асеев А.Л. Эффективные излучатели одиночных фотонов на основе селективно-позиционированных InAs- квантовых точек и брэгговских микрорезонаторов // ФТП. 2015. Т. 49. № 1. С. 35–40.

2. Kianpour M., Sabbaghi-Nadooshan R., Navi K. A novel design of 8-bit adder-subtractor by quantum-dot cellular automata // J. Computer System Sci. 2014. V. 80. P. 1404–1414.

3. Karimi M.J., Rezaei G., Nazari M. Linear and nonlinear optical properties of multilayered spherical quantum dots: Eff ects of geometrical size, hydrogenic impurity, hydrostatic pressure and temperature // J. Luminescence. 2014. V. 145. P. 55–60.

4. Shahazadeh M., Saebaeian M. Wetting layer-assisted modifi cation of in-plane-polarized transitions in strain-free GaAs/Al- GaAs quantum dots // Superlattices Microstruct. 2014. V. 75. P. 514–522.

5. Ramos E., Franco R., Silva-Valencia J., Figueira M.S. Th ermoelectric transport properties of a T-coupled quantum dot: Atomic approach for the fi nite U case // Physica E. 2014. V. 64. P. 39–44.

6. Alaeddin Sayahian Jahromi, Rezaei G. Electromagnetically induced transparency in a twi- dimensional quantum pseudo-dot system: Eff ects of geometrical size and external magnetic fi eld // Physica B. 2015. V. 456. P. 103–107.

7. Ageev O.A., Solodovnik M.S., Balakirev S.V., Mikhaylin I.A., Eremenko M.M. Eff ect of GaAs native oxide upon the surface morphology during GaAs MBE growth // J. Phys.: Conference Series. 2016. V. 741. № 1. P. 012012.

8. Ageev O.A., Balakirev S.V., Solodovnik M.S., Eremenko M.M. Eff ect of interaction in the Ga–As–O system on the morphology of a GaAs surface during molecular-beam epitaxy // Phys. Solid State. 2016. V. 58. № 5. P. 1045–1052.

9. Klimin V.S., Tominov R.V., Eskov A.V., Krasnoborodko S.Y., Ageev O.A. Th e infl uence of the chemical and physical component of the plasma etching of the surface of gallium arsenide on the etching rate in the chloride plasma of the combined discharge // J. Phys: Conference Series. 2017. V. 917. P. 092005.

10. Ageev O.A., Klimin V.S., Solodovnik M.S., Eskov A.V., Krasnoborodko S.Y. Th e study of infl uence of the gas fl ow rate to etched layer thickness, and roughness of the anisotropy fi eld of gallium arsenide is etched in the plasma chemical etching process // J. Phys.: Conference Series. 2016. V. 741. № 1. P. 012178.

11. Atkinson P., Shmidt O.G., Bremner S.P., Ritchie D.A. Formation and ordering of epitaxial quantum dots // C.R. Physique. 2008. V. 9. P. 788–803.

12. Леденцов Н.Н., Устинов В.М., Щукин В.А., Копьев П.С., Алферов Ж.И., Бимберг Д. Гетероструктуры с квантовыми точками: получение, свойства, лазеры // ФТП. 1998. № 4. C. 385–410.

13. Цырлин Г.Э., Сибирев Н.В., Sartel C., Harmand J.C. Латеральное упорядочение нановискеров GaAs на поверхностях GaAs(111) и GaAs(110) при молекулярно-пучковой эпитаксии // ФТП. 2008. Т. 42. № 6. C. 726–729.

14. Wang Z.M. Self-assembled quantum dots. NY: Springer. 2008. 468 p.

15. Lin J.C., Fry P.W., Hogg R.A., Skolnick M.S. Th e control of size and area density of InAs self-assembled quantum dots in selective area molecular beam epitaxy on GaAs (001) surface // Microelectronics J. 2006. V. 37. P. 1505–1510.

16. Lee B.C., Lin S.D., Lee C.P. Selective growth of single InAs quantum dots using strain engineering // Appl. Phys. Lett. 2002. V. 2. P. 326–328.

17. Lin J.C., Hogg R., Fry P., Hopkinson M., Ross I., Cullis A., Kolodka R., Tartakovskii A., Skolnick M. Eff ect of GaAs polycrystal on the size areal density of InAs quantum dots in selective area molecular beam epitaxy // J. Cryst. Growth. 2006. V. 297. P. 38–43.

18. Pratt A.R., Williams R.L. Indium migration control on patterned substrates for optoelectronic device applications // Appl. Phys. Lett. 1994. V. 65. P. 1009–1011.

19. Zander M., Nishinaga J., Iga K., Horikoshi Y. Area selective epitaxy of InAs on GaAs(001) and GaAs(111)A by migration enhanced epitaxy // J. Cryst. Growth. 2011. V. 323. P. 9–12.

20. Elarde V.C., Yeoh T.S., Rangarajan R., Coleman J.J. Controlled fabrication of InGaAs quantum dots by selective area epitaxy MOCVD growth // J. Cryst. Growth. 2004. V. 272. P. 148–153.

21. Haraguchi K., Hiruma K., Katsuyama T., Shimada T. Currentvoltage characteristics of GaAs nanowhiskers // Cur. Appl. Phys. 2006. V. 6. P. 10–13.

22. Atkinson P., Schmidt O.G. Gallium-assisted deoxidation of patterned substrates for site- controlled growth of InAs quantum dots // J. Cryst. Growth. 2009. V. 311. P. 1815–1818.

23. Bhushan B. Scanning probe microscopy in nanoscience and nanotechnology. Berlin: Springer. 2010. 956 p.

24. Ageev O.A., Kolomiytsev A.S., Konoplev B.G. Formation of nanosize structures on a silicon substrate by method of focused ion beams // Semiconductors. 2011. V. 45. № 13. P. 89–92.

25. Агеев О.А., Алексеев А.М., Внукова А.В., Громов А.Л., Коломийцев А.С., Коноплев Б.Г., Лисицын С.А. Исследование разрешающей способности наноразмерного профилирования методом фокусированных ионных пучков // Российские нанотехнологии. 2014. Т. 9. № 1–2. С. 40-43.

26. Агеев О.А., Алексеев А.М., Внукова А.В., Громов А.Л., Коломийцев А.С., Коноплев Б.Г. Моделирование рельефа поверхности подложки при наноразмерном профилировании методом фокусированных ионных пучков // Российские нанотехнологии. 2014. Т. 9. № 1–2. С. 44–48.

27. Ageev O.A., Balakirev S.V., Bykov A.V., Gusev E.Yu., Fedotov A.A., Jityaeva J.Y., Il’in O.I., Il’ina M.V., Kolomiytsev A.S., Konoplev B.G., Krasnoborodko S.U., Polyakov V.V., Smirnov V.A., Solodovnik M.S., Zamburg E.G. Development of new metamaterials for advanced element base of micro- and nanoelectronics, and microsystem devices // Adv. Mat.. Manufact. Phys., Mechan. Applications. 2016. P. 563–580.

28. Avilov V.I., Ageev O.A., Kolomiitsev A.S., Konoplev B.G., Smirnov V.A., Tsukanova O.G. Formation of a memristor matrix based on titanium oxide and investigation by probe- nanotechnology methods // Semiconductors. 2014. V. 48. № 13. P. 1757–1762.

29. Бессонова А.В., Неволин В.К., Ромашкин А.В., Царик К.А. Закономерности формирования полупроводниковых наноструктур с помощью фокусированного ионного пучка // Известия вузов. Электроника. 2011. № 6. C. 27–32.

30. Бобринецкий И.И., Волкова А.В., Зайцев А.А., Неволин В.К., Царик К.А., Чудинов А.А. Формирование кремниевых наноструктур плазменным травлением через маску, созданную фокусированным пучком ионов Ga+ // Известия вузов. Электроника. 2014. № 2. C. 43–49.

31. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2015610515. Создание шаблонов для формирования элементов автоэмиссионной наноэлектроники методом ФИП. Дата государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ 13.01.2015.

32. Кузнецова М.А. Возможности и ограничения наноразмерных ионно-лучевых технологий // Биотехносфера. 2011. № 1–2 (13–14). C. 46–53.


Просмотров: 28


ISSN 1992-7223 (Print)