硅上 500 周期外延 Ge/Si$_{0.18}$Ge$_{0.82}$ 多量子阱
材料科学
2022-11-08 v1 应用物理
摘要
Ge/SiGe 多量子阱异质结构在覆盖红外到太赫兹波长的宽电磁波谱范围内运行的硅基集成光电器件中备受青睐。然而，由于晶格失配以及由生长缺陷形成引起的相关不稳定性，在几微米厚度下外延生长这些异质结构一直是一项具有挑战性的任务。为了阐明这些限制，我们在此概述了在硅上应变平衡生长 11.1 nm/21.5 nm Ge/SiGe 超晶格（SLs）的工艺，其总厚度为 16 m，对应 500 个周期。在整个 SL 异质结构中，成分、厚度和界面宽度均得到保持，这表明 Si-Ge 互混有限。在 Ge/SiGe 层中获得了高结晶度和低缺陷密度，然而，在与生长衬底界面处堆积的位错在表面引发了微米级长度的裂纹。这最终导致应变平衡 SL 中出现显著的层倾斜，并形成毫米长度的独立薄片。这些结果证实了结构性质的局部均匀性，并突出了穿线位错在塑造实现有效硅兼容 Ge/SiGe 光子器件所需的厚多量子阱异质结构的晶圆级稳定性方面的关键重要性。
引用
@article{arxiv.2205.07980,
title = {500-period epitaxial Ge/Si0.18Ge0.82 multi-quantum wells on silicon},
author = {Simone Assali and Sebastian Koelling and Zeinab Abboud and Jérôme Nicolas and Anis Attiaoui and Oussama Moutanabbir},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.07980},
year = {2022}
}