Estudio de capas de desacoplo de InGaAs/GaAs(001) por crecimiento combinado de MBE-ALMBE en forma dinámica y escalonada

Abstract

El estudio mediante Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM) de capas InGaAs/GaAs(001) crecidas a 200ºC reflejó la existencia de una red de dislocaciones de Lomer en el seno de la capa, muy prometedora para la efectiva relajación de la estructura con una disminución en la densidad de dislocaciones de propagación. Sin embargo, la capa presentaba un grado de relajación deficiente, por lo que resultaba metaestable. Con el fin de aprovechar las ventajas que ofrecía dicha red de Lomer, se crecieron capas de desacoplo a 200ºC seguidas de una capa a 400º o 500ºC (en forma dinámica y escalonada) para relajar completamente la estructura. No obstante, no se consiguió reproducir la mencionada red, observándose otra constituida por dislocaciones de 60º, situada en la zona de cambio entre las dos temperaturas de crecimiento utilizadas. Las razones de este cambio se discuten en el trabajo. Palabras clave: relajación, dislocaciones de Lomer, capas amortiguadoras, InGaAs/GaAs(001), TEM Study of InGaAs/GaAs(001) buffers by combined growth of ALMBE-MBE in dynamic or stepped wayTransmission Electron Microscopy study of low temperature (200º C) grown InGaAs/GaAs(001) layers showed an unexpected Lomer dislocation network in the middle of the layer, which appears as a promising one for the effective structure relaxation without a high density of threading dislocations. However, the layer remained metastable, due to a lack in the relaxation degree. To take advantage of such a network, buffers layers were grown at 200º C by ALMBE, followed by a layer grown at 400ºC or 500ºC (in a dynamic and a stepped way), in order to reach the complete relaxation of the structure. Nevertheless, the Lomer network did not appear, substituted by a 60º dislocations one, placed in the region with the growth temperature change. The reasons of this change are discussed.Keywords: relaxation, Lomer dislocation, buffer, InGaAs/GaAs(001), TEM INTRODUCCIÓNLa industria optoelectrónica se encuentra sujeta a la optimización del crecimiento epitaxial de heteroestructuras semiconductoras con ancho de banda prohibida adecuado para el desarrollo de sus dispositivos. En este sentido, la introducción de capas de desacoplo (CD) entre el substrato y las capas de interés se perfila como una opción adecuada para controlar los defectos reticulares característicos en estos sistemas. El trabajo que se propone se enfoca a un nuevo diseño de capas de desacoplo, donde se aprovechen las características microestructurales observadas al crecer a baja temperatura, como la aparición de una red de dislocaciones de Lomer situadas en el seno de la epicapa. Estos defectos relajan la estructura más eficientemente que las dislocaciones de 60º, por lo que habrá una disminución en la cantidad de dislocaciones de propagación que puedan deslizar y atravesar el dispositivo, lo que supone una ventaja estructural fundamental para el crecimiento epitaxial de heteroestructuras con fines optoelectrónicos. MATERIALES Y MÉTODOEn el presente trabajo se estudian dos capas simples y tres CD de InGaAs/G...