Влияние режимов отжига (001)InP в потоке мышьяка на плотность структурных дефектов в слоях InAlAs/InP / Дмитриев Д.В., Торопов А.И., Гилинский А.М., Колосовский Д.А., Гаврилова Т.А., Кожухов А.С., Журавлёв К.С.

Решёточно-согласованные гетероэпитаксиальные структуры InAlAs/InP, в настоящее времяпривлекают большое внимание исследователей из-за применения в широком спектре современныхприборов [1]. На характеристики приборов большое влияние оказывает качествогетероэпитаксиальных слоёв [2]. В работе показана зависимость плотности структурных дефектов врешёточно-согласованных слоях In0.52Al0.48As от условий отжига подложки (001)InP в потоке As.Образцы выращены методом MЛЭ на установке Riber Compact-21T, оснащенной системойдифракции быстрых электронов на отражении и анализатором kSA 400 фирмы k-Space Associates,используемой для изучения реконструкции и атомных процессов на поверхности. Для ростаиспользовались epi-ready полуизолирующие (001)InP подложки фирмы AXT.Подложки отжигались в широком диапазоне температур 480-560°C, для удаления окисногослоя до появления сверхструктуры (4х2). Отжиг проводился в потоке мышьяка, которыйварьировался в широком диапазоне 1×10-6-1×10-4 Торр. Вероятно, в процессе отжига происходитзамещение атомов фосфора атомами мышьяка и на поверхности подложки образуется слой InAs(P).Методом сканирующей электронной микроскопией (СЭМ) в режиме энергодисперсионнойспектроскопии (EDS) было показано, что этот слой может достигать нескольких нанометров, взависимости от условий отжига. Постоянная кристаллической решётки InP составляет 5.869 Å, тогдакак InAs 6.058 Å. Такая существенная разница приводит к решёточному рассогласованию наначальных этапах роста слоёв InAlAs и возникновению напряжений, которые релаксируют в видепрорастающих дислокаций. На АСМ картинах поверхности наблюдаются структурные дефекты ввиде ямок сформированные комплексами дислокаций. Плотность ямок на поверхности слоя InAlAsувеличивается с увеличением толщины слоя InAs(Р) на гетерогранице слой/подложка, и можетдостигать 10-9 см2. Толщина слоя InAs(Р) зависит от температуры отжига и времени экспозицииподложки в потоке мышьяка. В работе экспериментально полученные оптимальные условия отжига:температура подложки <520 Ԩ, эквивалентный поток мышьяка <1,6x10-5 Торр, время экспозиции приформировании сверхструктуры (4x2) <30 секунд. При этих условиях с поверхности удаляетсябольшая часть окислов, но не формируется существенный слой InAs(Р), что позволяет синтезироватьбездефектные высококачественные слои InAlAs для оптоэлектронных приборов.Разработанный подход к предэпитаксиальному отжигу подложки (001)InP в потоке мышьякапозволил получить гетероэпитаксиальные структуры на которых были сделаны мощные СВЧфотодиоды 1.55 мкм спектрального диапазона, с частотами до 40 ГГц, а также продемонстрированыгетероэпитаксиальные структуры для интегрально-оптических модуляторов Маха–Цендера.