GaAs/Ge/Si epitaxial substrates: Development and characteristics

Abstract

We developed high quality 2-inch GaAs/Ge/Si (100) epitaxial substrates, which may be used instead of GaAs monolithic substrates for fabrication of solar cells, photodetectors, LEDs, lasers, etc. A 200–300 nm Ge buffer layer was grown on Si substrates using the HW-CVD technique at 300°C, a tantalum strip heated to 1400°C was used as the “hotwire”. The MOCVD method was used to grow a 1 μ GaAs layer on a Ge buffer. The TDD in the GaAs layers did not exceed (1–2)∙105 cm-2 and the surface RMS roughness value was under 1 nm.

Silicon and III-V Solar Cells: From Modus Vivendi to Modus Operandi

“…The root-mean-square surface roughness (RMS) was found to be <0.5 nm that is competitive to the best one achieved so far. The density of etch pits, which was identified with the density of TDD (Figure 3(a)) was found to be 1·10 5 сm −2 being two orders of magnitude lower than that in Ge layers grown in the other studies [23] [24].…”

Влияние разориентации подложки и ее предварительного травления на структурные и оптические свойства интегрированных гетероструктур GaAs/Si(100), полученных методом газофазной эпитаксии

“…Высокая (∼ 4%) разница пара-метров кристаллических решеток для системы GaAs/Si, а также значимая разница в коэффициентах термиче-ского расширения способствуют образованию большого количества дислокаций и появлению микротрещин в пленке GaAs в процессе ее роста [6]. Данная проблема решается путем высокотемпературной обработки гете-роструктур A III B V /Si (отжиги, термоциклирование), су-щественно улучшающих кристаллическое совершенство этих платформ, что в свою очередь неприемлемо при выращивании GaAs в окнах подложек Si с готовыми элементами интегральных схем, а также путем роста серий переходных буферных слоев GaAs/Ge/Si [9,10], что в свою очередь не всегда приемлемо.…”

Достоверность Выявления Пронизывающих Дислокаций В Эпитаксиальных Пленках С Помощью Структурно-Чувствительного Травления

“…Если же плотность ПД меньше, то наиболее распространен метод селективного химического травления с использованием оптичес-кой микроскопии (ОМ). Однако часто встречающийся некритичный подход к данному методу (см., например, [1][2][3]) снижает достоверность результатов, а в ряде случаев приводит к ложным выводам. В частности, в работе [2] заявлено о достижении в пленках GaAs на Si значений n TD = (1−2) • 10 5 cm −2 .…”

“…Однако часто встречающийся некритичный подход к данному методу (см., например, [1][2][3]) снижает достоверность результатов, а в ряде случаев приводит к ложным выводам. В частности, в работе [2] заявлено о достижении в пленках GaAs на Si значений n TD = (1−2) • 10 5 cm −2 . Авторы наблюдали ямки травления, но не привели изображение поверхности пленки после травления.…”

“…Укажем, что в мировой литературе в целом природе ямок травления на поверхности ГС уделяется мало внимания (в качестве редкого исключения можно отметить работу [4]). Принципиально важно устанавливать природу ямок травления в тех случаях, когда авторы делают выводы о предельно низкой плотности ПД, как например в [1][2][3].…”