Использование вставок низкотемпературного GaAs при выращивании буферных слоев GaAs/Si(001) / Петрушков М.О., Емельянов Е.А., Путято М.А., Семягин Б.Р., Васев А.В., Абрамкин Д.С., Лошкарев И.Д., Преображенский В.В.

Интеграция кремниевой электроники и элементной базы на основе соединений AIIIBV наподложках Si представляет интерес в силу перспективности различных приборных реализаций. Извсех гетеросистем AIIIBV/Si наиболее интересной является система GaAs/Si, позволяющая надеется наинтеграцию в кремневую технологию уже разработанных оптоэлектронных приборов на основеGaAs. Из-за различия параметров решеток и коэффициентов термического расширения кремния сматериалами AIIIBV в эпитаксиальных пленках образуются пронизывающие дислокации (ПД).Вследствие этого ухудшается кристаллическая структура эпитаксиальных слоев, что отрицательносказывается на качестве гетероструктур и приборов на их основе.В работе исследовалось влияние вставок низкотемпературных слоев GaAs (LT-GaAs) ипослеростового циклического отжига на совершенство буферных слоев GaAs/Si, выращенныхметодом МЛЭ. Для подавления образования антифазных доменов использовались подложки Si(001),отклоненные на 6 к плоскости (111). Вставки слоев LT-GaAs выращивались вблизи границы разделаGaAs-Si и в объеме GaAs. Температуры роста слоев GaAs и LT-GaAs составляла 600С и 200С,соответственно. Общая толщина пленок GaAs/Si была равна 2.5 мкм.В результате исследования обнаружено, что слои LT-GaAs могут выступать в ролидислокационных фильтров, снижая плотность ПД до 5·106 см-2. Кроме того, их внедрение приводит куменьшению шероховатости поверхности.Представлены спектры стационарнойфотолюминесценции (ФЛ), измеренные при комнатнойтемпературе для слоев GaAs/GaAs (1), и буферных слоевGaAs/Si со вставками LT-GaAs (2, 3) и без них (4, 5). Видно,что интегральная интенсивность слоев GaAs/Si до отжига (2,4) примерно одинакова и заметно меньше, чеминтенсивность гомоэпитаксиального слоя GaAs (1). Этосвидетельствует о наличии в слоях GaAs/Si дефектов,выступающих в роли центров безызлучательнойрекомбинации. Послеростовой циклический отжиг структурGaAs/Si до температуры 650 С позволяет снизитьконцентрацию таких дефектов, приводя к увеличениюинтегральной интенсивности ФЛ почти в 3 раза. Причем вструктурах GaAs/Si, выращенных со вставками LT-GaAs (3),интенсивность ФЛ после отжига увеличивается сильнее истановится равной интенсивности ФЛ гомоэпитаксиального слоя GaAs (1).На буферных слоях GaAs/Si, содержащих вставки LT-GaAs, были выращены гетероструктуры сквантовыми точками (КТ) InAs в матрице AlAs. В низкотемпературных спектрах (5÷80 К) ФЛ данныхгетероструктур наблюдались полосы, связанные с рекомбинацией носителей заряда в КТ, чтосвидетельствует о высоком качестве гетероструктур.