Исследование влияния обработки поверхности Si-подложек на морфологию слоев GaP, полученных методом плазмохимического атомно-слоевого осаждения
Российский научный фонд, 17-19-01482 П
Уваров А.В.1, Шаров В.А.1,2, Кудряшов Д.А.1, Гудовских А.С.1,3
1Санкт-Петербургский национальный исследовательский Академический университет имени Ж.И. Алфёрова Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия
2Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
3Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина), Санкт-Петербург, Россия
Email: lumenlight@mail.ru
Поступила в редакцию: 28 сентября 2021 г.
В окончательной редакции: 10 октября 2021 г.
Принята к печати: 10 октября 2021 г.
Выставление онлайн: 22 ноября 2021 г.
Проведены исследования по атомно-слоевому осаждению слоев GaP на подложки Si с различной ориентацией и с различной предварительной обработкой поверхности. Осаждение GaP проводилось методом плазмохимического атомно-слоевого осаждения c использованием in situ обработки в плазме аргона. Показано, что на начальном этапе роста слоев GaP на Si-подложках, точно ориентированных (100) и с разориентацией, происходит двумерный рост как после химической, так и плазменной обработки поверхности. При росте на подложках (111) после плазменной обработки поверхности наблюдается переход в трехмерный рост, при котором размер островков достигает 30-40 нм. Наименьшая среднеквадратичная шероховатость поверхности растущих слоев GaP (<0.1 нм) была достигнута для подложек (100) с разориентацией 4o. Слои GaP, выращенные на точно ориентированных (100) подложках, обладали шероховатостью ~0.1 нм, а на подложках с ориентацией (111) - 0.12 нм. Было обнаружено, что обработка поверхности Si-подложек с ориентацией (100) в водородной плазме приводит к незначительному увеличению шероховатости поверхности растущих слоев GaP (0.12-0.14 нм), что связывается с эффектом неоднородного травления кремния в водородной плазме. При обработке поверхности (100) кремния в плазме аргона шероховатость поверхности существенно не меняется по сравнению с химической обработкой поверхности. На поверхности подложек с предварительным осаждением эпитаксиального слоя Si толщиной 4 нм морфология слоев GaP аналогична ситуации с применением водородной плазмы. Ключевые слова: плазмохимическое осаждение, атомно-слоевоe осаждение, кремний, фосфид галлия.
- K. Yoshikawa, W. Yoshida, T. Irie, H. Kawasaki, K. Konishi, H. Ishibashi, T. Asatani, D. Adachi, M. Kanematsu, H. Uzu, K. Yamamoto. Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 173, 37 (2017)
- J. Bullock, M. Hettick, J. Geissbuhler, J. Alison, T. Allen, C. Sutter-Fella, T. Chen, H. Ota, E. Schaler, S. Wolf, C. Ballif, C. Cuevas, A. Javey. Nature Energy, 1, 15031 (2016). DOI: 10.1038/nenergy.2015.31
- J. Cui, T. Allen, Y. Wan, J. Mckeon, C. Samundsett, D. Yan, X. Zhang, Y. Cui, Y. Chen, P. Verlinden, A. Cuevas. Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 158, 115 (2016)
- X. Yang, P. Zheng, Q. Bi, K. Weber. Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 150, 32 (2016)
- J. Geissbuhler, J. Werner, S. Martin de Nicolas, L. Barraud, A. Hessler-Wyser, M. Despeisse, S. Nicolay, A. Tomasi, B. Niesen, S. De Wolf, C. Ballif. Appl. Phys. Lett., 107, 081601 (2015)
- H. Wagner, T. Ohrdes, A. Dastgheib-Shirazi, B. Puthen-Veettil, D. Konig, P.P. Altermatt. J. Appl. Phys., 115, 044508 (2014)
- I. Sakata, H. Kawanami. Appl. Phys. Express, 1, 091201 (2008)
- A.S. Gudovskikh, K.S. Zelentsov, A.I. Baranov, D.A. Kudryashov, I.A. Morozov, E.V. Nikitina, J.-P. Kleider. Energy Procedia, 102, 56 (2016)
- W.C. Cooley, R.J. Janda. Handbook of Space-Radiation Effects on Solar-Cell Power Systems (published by NASA, Washington, D.C., 1963)
- A.S. Gudovskikh, I.A. Morozov, A. V. Uvarov, D.A. Kudryashov, E.V. Nikitina, A.S. Bukatin, V.N. Nevedomskiy, J.-P. Kleider. J. Vac. Sci. Technol. A, 36, 021302 (2018)
- A.S. Gudovskikh, A.V. Uvarov, I.A. Morozov, A.I. Baranov, D.A. Kudryashov, K.S. Zelentsov, A. Jaffre, S. Le Gall, A. Darga, A. Brezard-Oudot, J.-P. Kleider. Phys. Status Solidi A, 216, 1800617 (2018)
- A.S. Gudovskikh, A.V. Uvarov, I.A. Morozov, A.I. Baranov, D.A. Kudryashov, E.V. Nikitina, J.-P. Kleider. Phys. Status Solidi С, 14, 1700150 (2017)
- A.S. Gudovskikh, A.V. Uvarov, I.A. Morozov, A.I. Baranov, D.A. Kudryashov, E.V. Nikitina, A.A. Bukatin, K.S. Zelentsov, I.S. Mukhin, A. Levtchenko, S. Le Gall, J.-P. Kleider. J. Renew. Sustain. Energy, 10, 021001 (2018)
- A.V. Uvarov, A.S. Gudovskikh, V.N. Nevedomskiy, A.I. Baranov, D.A. Kudryashov, I.A. Morozov. J. Phys. D: Appl. Phys., 53, 345105 (2020). DOI: 10.1088/1361-6463/ab8bfd
- A.S. Gudovskikh, A.V. Uvarov, I.A. Morozov, A.I. Baranov, D.A. Kudryashov, K.S. Zelentsov. Materials Today: Proceedings, 21, 47 (2020). DOI: 10.1016/j.matpr.2019.07.655
- Y.B. Park, S.W. Rhee. Appl. Phys. Lett., 68, 2219 (1996). https://doi.org/10.1063/1.115864
- J. Geissbuhler, S. De Wolf, B. Demaurex, J.P. Seif, D.T.L. Alexander, L. Barraud, C. Ballif. Appl. Phys. Lett., 102, 231604 (2013)
- H.-Y. Shih, W.-H. Lee, W.-C. Kao, Y.-C. Chuang, R.-M. Lin, H.-C. Lin, M. Shiojiri, M.-J. Chen. Sci. Rep., 7, 39717 (2017)
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.