RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 11, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2008

 / 

Май

←  →

Обзоры актуальных проблем


Эпитаксия GaAs на кремниевых подложках: современное состояние исследований и разработок

,
Институт физики полупроводников СО РАН, просп. Ак. Лаврентьева 13, Новосибирск, 630090, Российская Федерация

Кремний и арсенид галлия являются основными материалами современной микро- и наноэлектроники. Однако до сих пор приборы на их основе существуют раздельно на подложках Si и GaAs. Исследователи на протяжении последних более чем двадцати лет пытаются объединить эти материалы на наиболее эффективной подложке кремния. В настоящем обзоре систематизирован и обобщен достигнутый на сегодняшний день уровень понимания фундаментальных физических механизмов эпитаксиального формирования GaAs и соединений типа AIIIBV на его основе на подложках Si; представлены также основные технологические приемы, способствующие улучшению качества таких гетероструктур. Освещены достижения последних лет в изготовлении гетероструктур AIIIBV/Si приборного качества и приборов на их основе.

Текст pdf (895 Кб)
English fulltext is available at DOI: 10.1070/PU2008v051n05ABEH006529
PACS: 61.72.Lk, 62.25.−g, 81.05.Cy, 81.05.Ea, 81.15.−z, 85.40.Sz (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0178.200805b.0459
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2008/5/b/
000259376200002
2-s2.0-51549109577
2008PhyU...51..437B
Цитата: Болховитянов Ю Б, Пчеляков О П "Эпитаксия GaAs на кремниевых подложках: современное состояние исследований и разработок" УФН 178 459–480 (2008)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

English citation: Bolkhovityanov Yu B, Pchelyakov O P “GaAs epitaxy on Si substrates: modern status of research and engineering” Phys. Usp. 51 437–456 (2008); DOI: 10.1070/PU2008v051n05ABEH006529

Список литературы (231) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (224) Похожие статьи (20)

  1. Wang W I Appl. Phys. Lett. 44 1149 (1984)
  2. Fischer R et al. J. Appl. Phys. 58 374 (1985)
  3. Iles P A et al. IEEE Electron. Device Lett. 11 140 (1990)
  4. Chen J C et al. J. Electron. Mater. 21 347 (1992)
  5. Masselink W T et al. Appl. Phys. Lett. 45 1309 (1984)
  6. Tsaur B-Y, Metze G M Appl. Phys. Lett. 45 535 (1984)
  7. Uppal P N, Kroemer H J. Appl. Phys. 58 2195 (1985)
  8. Akiyama M, Kawarada Y, Kaminishi K Jpn. J. Appl. Phys. 23 L843 (1984)
  9. Fischer R et al. Appl. Phys. Lett. 47 397 (1985)
  10. Soga T et al. J. Appl. Phys. 57 4578 (1985)
  11. Fischer R et al. J. Appl. Phys. 60 1640 (1986)
  12. Lee J W et al. Appl. Phys. Lett. 50 31 (1987)
  13. Yamaguchi M, Nishioka T, Sugo M Appl. Phys. Lett. 54 24 (1989)
  14. Yamaguchi M, Sugo M, Itoh Y Appl. Phys. Lett. 54 2568 (1989)
  15. Yamaguchi M J. Mater. Res. 6 376 (1991)
  16. Fang S F et al. J. Appl. Phys. 68 R31 (1990)
  17. Chadi D J Phys. Rev. Lett. 43 43 (1979)
  18. Voigtländer B et al. Phys. Rev. Lett. 78 2164 (1997)
  19. Chadi D J J. Vac. Sci. Technol. A 5 834 (1987)
  20. Olshanetsky B Z, Shklyaev A A Surf. Sci. 82 445 (1979)
  21. Bringans R D, Biegelsen D K, Swartz L-E Phys. Rev. B 44 3054 (1991)
  22. Joshkin V et al. J. Cryst. Growth 147 13 (1995)
  23. Tachikawa M et al. Jpn. J. Appl. Phys. L1252 (1993)
  24. Hao M S et al. Jpn. J. Appl. Phys. L900 (1995)
  25. Taylor P J et al. J. Appl. Phys. 89 4365 (2001)
  26. Akahori K et al. Solar Energy Mater. Solar Cells 66 593 (2001)
  27. Винокуров Д А и др. ФТП 25 1022 (1991); Vinokurov D A et al. Sov. Phys. Semicond. 25 617 (1991)
  28. Uen W-Y et al. J. Cryst. Growth 295 103 (2006)
  29. Ma K et al. IEEE J. Quantum Electron. 40 800 (2004)
  30. Ackaert A et al. J. Cryst. Growth 107 822 (1991)
  31. Chand N et al. J. Appl. Phys. 67 2343 (1990)
  32. Mori H et al. Appl. Phys. Lett. 63 1963 (1993)
  33. Yodo T, Tamura M J. Vac. Sci. Technol. B 13 1000 (1995)
  34. Uen W-Y, Ohori T, Nishinaga T J. Cryst. Growth 156 133 (1995)
  35. Takano Y et al. Appl. Phys. Lett. 73 2917 (1998)
  36. Kakinuma H et al. J. Cryst. Growth 205 25 (1999)
  37. Luo G-L et al. J. Appl. Phys. 101 084501 (2007)
  38. Arokiaraj J et al. Appl. Phys. Lett. 75 3826 (1999)
  39. Zimmermann G et al. J. Cryst. Growth 124 136 (1992)
  40. Biegelsen D K et al. J. Appl. Phys. 61 1856 (1987)
  41. Hull R et al. Appl. Phys. Lett. 51 1723 (1987)
  42. Tournié E, Ploog K H J. Cryst. Growth 135 97 (1994)
  43. Stranski I N, Krastanov L Sitzungber. Akad. Wiss. Math.-Naturwiss. Kl. Abt. 2. 146 797 (1938)
  44. Lüth H Appl. Surf. Sci. 130-132 855 (1998)
  45. Nötzel R Semicond. Sci. Technol. 11 1365 (1996)
  46. Chen Y, Washburn J Phys. Rev. Lett. 77 4046 (1996)
  47. Asaro R J, Tiller W A Metall. Trans. 3 1789 (1972)
  48. Гринфельд М А ДАН СССР 290 1358 (1986); Grinfel'd M A Sov. Phys. Dokl. 31 831 (1986)
  49. Politi P et al. Phys. Rep. 324 271 (2000)
  50. Seifert W et al. Prog. Cryst. Growth Charact. Mater. 33 423 (1996)
  51. Пчеляков О П и др. ФТП 34 1281 (2000); Pchelyakov O P et al. Semicond. 34 1229 (2000)
  52. Aleksandrov L N et al. J. Cryst. Growth 298 (1974)
  53. Asai M, Ueba H, Tatsuyama C J. Appl. Phys. 58 2577 (1985)
  54. Westwood D I et al. J. Vac. Sci. Technol. B 16 2358 (1998)
  55. Adomi K et al. J. Appl. Phys. 69 220 (1991)
  56. Asai K, Kamei K, Katahama H Appl. Phys. Lett. 71 701 (1997)
  57. Finnie P, Homma Y Phys. Rev. B 59 15240 (1999)
  58. Soutadé J, Fontaine C, Muñoz-Yagüe A Appl. Phys. Lett. 59 1764 (1991)
  59. Lioutas Ch B, Delimitisi A, Georgakilas A Thin Solid Films 336 96 (1998)
  60. Chriqui Y et al. J. Cryst. Growth 265 53 (2004)
  61. Mori H et al. Appl. Phys. Lett. 51 1245 (1987)
  62. Bi W G, Mei X B, Tu C W J. Cryst. Growth 164 256 (1996)
  63. Komatsu Y et al. Jpn. J. Appl. Phys. 36 5425 (1997)
  64. Sadeghi M, Wang S J. Cryst. Growth 227-228 279 (2001)
  65. Kitahara K et al. Jpn. J. Appl. Phys. 29 L2457 (1990)
  66. Horikoshi Y, Kawashima M J. Cryst. Growth 95 17 (1989)
  67. Tsai H L, Kao Y C J. Appl. Phys. 67 2862 (1990)
  68. Usui H, Yasuda H, Mori H Appl. Phys. Lett. 89 173127 (2006)
  69. LeGoues F K et al. Phys. Rev. Lett. 73 300 (1994)
  70. Guha S, Madhukar A, Rajkumar K C Appl. Phys. Lett. 57 2110 (1990)
  71. Chen Y et al. Appl. Phys. Lett. 68 111 (1996)
  72. Trampert A, Tournié E, Ploog K H J. Cryst. Growth 146 368 (1995)
  73. Johnson H T, Freund L B J. Appl. Phys. 81 6081 (1997)
  74. Spencer B J, Tersoff J Appl. Phys. Lett. 77 2533 (2000)
  75. Stowell M, in Epitaxial Growth Pt. B (Materials Science and Technology, Ed. J W Matthews) (New York: Academic Press, 1975) p. 437, Ch. 5
  76. Castagné J et al. J. Appl. Phys. 64 2372 (1988)
  77. Nannarone S, Pedio M Surf. Sci. Rep. 51 1 (2003)
  78. Picard E et al. Appl. Phys. Lett. 75 677 (1999)
  79. Kafader U, Sirringhaus H, von Känel H Appl. Surf. Sci. 90 297 (1995)
  80. Lambert A D et al. Semicond. Sci. Technol. 14 L1 (1999)
  81. Asai K et al. Appl. Surf. Sci. 153 134 (2000)
  82. Su C et al. Surf. Sci. 445 139 (2000)
  83. Kahng S-J et al. J. Vac. Sci. Technol. A 15 927 (1997)
  84. Chun Y J, Okada Y, Kawabe M J. Cryst. Growth 150 497 (1995)
  85. Sakai A, Tatsumi T Appl. Phys. Lett. 64 52 (1994)
  86. Spila T et al. J. Appl. Phys. 91 3579 (2002)
  87. Copel M, Tromp R M Appl. Phys. Lett. 58 2648 (1991)
  88. Sugii N et al. J. Vac. Sci. Technol. B 18 1724 (2000)
  89. Kahng S-J et al. Appl. Phys. Lett. 77 981 (2000)
  90. LaPierre R R, Robinson B J, Thompson D A J. Cryst. Growth 191 319 (1998)
  91. Okada M et al. J. Cryst. Growth 188 119 (1998)
  92. Okada Y, Shimomura H, Kawabe M J. Appl. Phys. 73 7376 (1993)
  93. ShimizuY, Okada Y J. Cryst. Growth 265 99 (2004)
  94. Neave J H et al. J. Vac. Sci. Technol. B 1 668 (1983)
  95. Cho N-H et al. Appl. Phys. Lett. 47 879 (1985)
  96. Mizuguchi K et al. J. Cryst. Growth 77 509 (1986)
  97. Strite S et al. J. Vac. Sci. Technol. B 8 1131 (1990)
  98. Гутаковский А К и др. Письма в ЖТФ 24 (24) 7 (1998); Gutakovskii A K et al. Tech. Phys. Lett. 24 949 (1998)
  99. Abrahams M S et al. J. Mater. Sci. 4 223 (1969)
  100. Burd J W Trans. Metall. Soc. AIME 245 571 (1969)
  101. Fitzgerald E A et al. Appl. Phys. Lett. 59 811 (1991)
  102. Samavedam S B, Fitzgerald E A J. Appl. Phys. 81 3108 (1997)
  103. Currie M T et al. Appl. Phys. Lett. 72 1718 (1998)
  104. Samavedam S B et al. Appl. Phys. Lett. 73 2125 (1998)
  105. Lee M L et al. J. Appl. Phys. 97 011101 (2005)
  106. Groenert M E et al. J. Appl. Phys. 93 362 (2003)
  107. Hartmann J M et al. Semicond. Sci. Technol. 15 362 (2000)
  108. Hartmann J M et al. Semicond. Sci. Technol. 15 370 (2000)
  109. Hartmann J M et al. Semicond. Sci. Technol. 19 311 (2004)
  110. Bogumilowicz Y et al. J. Cryst. Growth 290 523 (2006)
  111. Rosenblad C et al. J. Vac. Sci. Technol. A 16 2785 (1998)
  112. Rosenblad C et al. Appl. Phys. Lett. 76 427 (2000)
  113. Kummer M et al. Mater. Sci. Eng. B 89 288 (2002)
  114. Thomas S G et al. J. Electron. Mater. 32 976 (2003)
  115. Isella G et al. Solid-State Electron. 48 1317 (2004)
  116. Chrastina D et al. J. Cryst. Growth 281 281 (2005)
  117. Pin G et al. J. Cryst. Growth 286 11 (2006)
  118. Ramm J, von Kaenel H IEICE Trans. Electron. E Ser. C 86 1935 (2003)
  119. Bolkhovityanov Yu B et al. J. Cryst. Growth 297 57 (2006)
  120. Sieg R M et al. Appl. Phys. Lett. 73 3111 (1998)
  121. Sieg R M et al. J. Vac. Sci. Technol. B 16 1471 (1998)
  122. Carlin J A et al. Appl. Phys. Lett. 76 1884 (2000)
  123. Ting S M, Fitzgerald E A J. Appl. Phys. 87 2618 (2000)
  124. Carlin J A et al. Prog. Photovoltaics 8 323 (2000)
  125. Andre C L et al. Appl. Phys. Lett. 84 3447 (2004)
  126. Olson J M et al. J. Cryst. Growth 77 515 (1986)
  127. Takagi Y et al. J. Cryst. Growth 150 677 (1995)
  128. Tsuji T, Yonezu H, Ohshima N J. Vac. Sci. Technol. B 22 1428 (2004)
  129. Geisz J F et al., in 2006 IEEE 4th World Conf. on Photovoltaic Energy Conversion, Waikoloa, Hawaii, May 7 – 12, 2006: WCPEC-4 (Piscataway, NJ: IEEE, 2006)
  130. Komatsu Y et al. Jpn. J. Appl. Phys. 36 5425 (1997)
  131. Tsaur B-Y et al. Appl. Phys. Lett. 38 779 (1981)
  132. Sheldon P et al. Appl. Phys. Lett. 45 274 (1984)
  133. Sheldon P et al. J. Appl. Phys. 58 4186 (1985)
  134. Chang E Y et al. J. Electron. Mater. 34 23 (2005)
  135. Seifert W et al. Prog. Cryst. Growth Charact. Mater. 33 423 (1996)
  136. Eaglesham D J, Cerullo M Phys. Rev. Lett. 64 1943 (1990)
  137. Luan H-C et al. Appl. Phys. Lett. 75 2909 (1999)
  138. Colace L et al. Appl. Phys. Lett. 76 1231 (2000)
  139. Halbwax M et al. J. Appl. Phys. 97 064907 (2005)
  140. Liu J et al. J. Appl. Phys. 96 916 (2004)
  141. Sakai A, Tatsumi T Appl. Phys. Lett. 64 52 (1994)
  142. Dentel D et al. Surf. Sci. 402-404 211 (1998)
  143. Kahng S-J et al. Phys. Rev. Lett. 80 4931 (1998)
  144. Kahng S-J et al. Phys. Rev. B 61 10827 (2000)
  145. Portavoce A et al. Phys. Rev. B 69 155414 (2004)
  146. Horn-von Hoegen M, Müller B H, Al-Falou A Phys. Rev. B 50 11640 (1994)
  147. Schmidt Th et al. Appl. Phys. Lett. 86 111910 (2005)
  148. LeGoues F K et al. Phys. Rev. B 44 12894 (1991)
  149. Horn-von Hoegen M et al. Surf. Sci. 298 29 (1993)
  150. Horn-von Hoegen M et al. Phys. Rev. Lett. 67 1130 (1991)
  151. Horn-von Hoegen M et al. Phys. Rev. B 50 10811 (1994)
  152. Eaglesham D J et al. Phys. Rev. Lett. 70 1643 (1993)
  153. Osten H J et al. Phys. Rev. Lett. 69 450 (1992)
  154. Thornton J M C et al. Surf. Sci. 273 1 (1992)
  155. Wietler T F, Bugiel E, Hofmann K R Appl. Phys. Lett. 87 182102 (2005)
  156. Wietler T F, Bugiel E, Hofmann K R Thin Solid Films 508 6 (2006)
  157. Bauer M et al. Appl. Phys. Lett. 81 2992 (2002)
  158. Roucka R et al. Appl. Phys. Lett. 86 191912 (2005)
  159. Tolle J et al. Appl. Phys. Lett. 88 252112 (2006)
  160. "Motorola and IQE grow GaAs on large-area Si substrates" Compound Semicond. 7 (9) 47 (2001)
  161. Yu Z et al. J. Vac. Sci. Technol. B 18 2139 (2000); Yu Z et al. "GaAs-Based heterostructures on silicon" GaAs Mantech Conf., April 8 – 11, 2002, San Diego, Calif., USA
  162. Eisenbeiser K et al. IEEE Electron. Device Lett. 23 300 (2002)
  163. Droopad R et al. J. Cryst. Growth 251 638 (2003)
  164. Chediak A, Scott K, Zhang P TICS 4, Prof. Sands, MSE 225 April 12 (2002)
  165. Wright S L, Kroemer H, Inada M J. Appl. Phys. 55 2916 (1984)
  166. Mori H et al. Appl. Phys. Lett. 51 1245 (1987)
  167. Suzuki T et al. Jpn. J. Appl. Phys. 31 2079 (1992)
  168. Bi W G, Mei X B, Tu C W J. Cryst. Growth 164 256 (1996)
  169. Takagi Y et al. J. Cryst. Growth 187 42 (1998)
  170. Dixit V K et al. J. Cryst. Growth 293 5 (2006)
  171. Yu X et al. J. Vac. Sci. Technol. B 22 1450 (2004)
  172. Tsuji T et al. Jpn. J. Appl. Phys. 36 5431 (1997)
  173. Kunert B et al., in 5th Intern. Conf. on Silicon Epitaxy and Heterostructures (ICSI-5), May 20 – 25, 2007, Marseille, France, Abstracts p. 178
  174. Kästner G, Gösele U, Tan T Y Appl. Phys. A 66 13 (1998)
  175. Brown A S J. Vac. Sci. Technol. B 16 2308 (1998)
  176. Bourret A Appl. Surf. Sci. 164 3 (2000)
  177. Kästner G, Gösele U J. Appl. Phys. 88 4048 (2000)
  178. Vanhollebeke K et al. Prog. Cryst. Growth Charact. Mater. 41 1 (2000)
  179. Болховитянов Ю Б, Пчеляков О П, Чикичев С И УФН 171 689 (2001); Bolkhovityanov Yu B, Pchelyakov O P, Chikichev S I Phys. Usp. 44 655 (2001)
  180. Болховитянов Ю Б, Пчеляков О П, Соколов Л В, Чикичев С И ФТП 37 513 (2003); Bolkhovityanov Yu B, Pchelyakov O P, Sokolov L V, Chikichev S I Semicond. 37 493 (2003)
  181. Brunner K et al. Thin Solid Films 321 245 (1998)
  182. Pei C W et al. J. Appl. Phys. 90 5959 (2001)
  183. Sridhar N, Srolovitz D J, Suo Z Appl. Phys. Lett. 78 2482 (2001)
  184. Yin H et al. J. Appl. Phys. 91 9716 (2002)
  185. Yu C-Y et al. J. Appl. Phys. 100 063510 (2006)
  186. Rehder E M et al. J. Appl. Phys. 94 7892 (2003)
  187. Tezuka T et al. Appl. Phys. Lett. 80 3560 (2002)
  188. Alexander H, in Dislocations in Solids Vol. 7 (Ed. F R N Nabarro) (New York: Elsevier, 1986) p. 113
  189. Fischer A, Richter H Appl. Phys. Lett. 64 1218 (1994)
  190. Yonenaga I Phys. Status Solidi A 171 41 (1999)
  191. Houghton D C J. Appl. Phys. 70 2136 (1991)
  192. Gillard V T, Nix W D, Freund L B J. Appl. Phys. 76 7280 (1994)
  193. Hirth J P, Lothe J Theory of Dislocations 2nd ed. (New York: Wiley, 1982)
  194. Hull R et al. Appl. Phys. Lett. 65 327 (1994)
  195. Hull R et al. Phys. Rev. B 40 1681 (1989)
  196. Jain S C et al. J. Appl. Phys. 87 965 (2000)
  197. Hull R et al. J. Appl. Phys. 70 2052 (1991)
  198. Seaford M L et al. J. Electron. Mater. 29 906 (2000)
  199. Pei C W et al. J. Vac. Sci. Technol. B 20 1196 (2002)
  200. Gösele U et al. J. Vac. Sci. Technol. A 17 1145 (1999)
  201. Tong Q Y et al. J. Microelectromech. Syst. 3 29 (1994)
  202. Takagi H, Maeda R J. Cryst. Growth 292 429 (2006)
  203. McKay K S et al. Appl. Phys. Lett. 90 222111 (2007)
  204. Antypas G A, Edgecumbe J Appl. Phys. Lett. 26 371 (1975)
  205. Fleming J G, Roherty-Osmun E, Godshall N A J. Electrochem. Soc. 139 3300 (1992)
  206. Cioccio L Di, Jalaguier E, Letertre F Phys. Status Solidi A 202 509 (2005)
  207. Peterson R L et al. Appl. Phys. Lett. 88 201913 (2006)
  208. Huang H et al. Appl. Phys. Lett. 90 161102 (2007)
  209. Lin H C et al. J. Vac. Sci. Technol. B 20 752 (2002)
  210. Cengher D et al. J. Cryst. Growth 251 754 (2003)
  211. Gösele U, Tong Q-Y Annu. Rev. Mater. Sci. 28 215 (1998)
  212. Иванютин Л А и др. ФТП 29 1750 (1995); Ivanyutin L A et al. Semicond. 29 914 (1995)
  213. Joshkin V A et al. J. Appl. Phys. 79 3774 (1996)
  214. Umeno M et al. Solar Energy Mater. Solar Cells 50 203 (1998)
  215. Wang G et al. Appl. Phys. Lett. 76 730 (2000)
  216. Carlin J A et al. Solar Energy Mater. Solar Cells 66 621 (2001)
  217. Ringel S A et al. Prog. Photovoltaics 10 417 (2002)
  218. Shimizu Y, Okada Y J. Cryst. Growth 265 99 (2004)
  219. Ginige R et al. Semicond. Sci. Technol. 21 775 (2006)
  220. Lueck M R et al. IEEE Electron. Device Lett. 27 142 (2006)
  221. Carlin J F et al. J. Cryst. Growth 201 994 (1999)
  222. Groenert M E et al. J. Vac. Sci. Technol. B 21 1064 (2003)
  223. Chriqui Y et al. Electron. Lett. 39 1658 (2003)
  224. Kwon O et al. J. Appl. Phys. 97 034504 (2005)
  225. Chriqui Y et al. Opt. Mater. 27 846 (2005)
  226. Chilukuri K et al. Semicond. Sci. Technol. 22 29 (2007)
  227. Luo G-L et al. J. Appl. Phys. 101 084501 (2007)
  228. Lew K L et al. J. Vac. Sci. Technol. B 25 902 (2007)
  229. Oye M M et al. J. Vac. Sci. Technol. B 25 1098 (2007)
  230. Yang V K et al. J. Mater. Sci. 13 377 (2002)
  231. Dohrman C L et al. Mater. Sci. Eng. B 135 235 (2006)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение