搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

高速率沉积磁控溅射技术制备Ge点的退火生长研究

张鑫鑫 靳映霞 叶晓松 王茺 杨宇

高速率沉积磁控溅射技术制备Ge点的退火生长研究

张鑫鑫, 靳映霞, 叶晓松, 王茺, 杨宇
PDF
导出引用
导出核心图
  • 采用磁控溅射技术在Si衬底上以350 ℃沉积14 nm的非晶Ge薄膜,通过退火改变系统生长热能,实现了低维Ge/Si点的生长. 利用原子力显微镜(AFM)和拉曼(Raman)光谱所获得的形貌和声子振动信息,对Ge点的形成机理和演变规律进行了研究. 实验结果表明:在675 ℃退火30 min后,非晶Ge薄膜转变为密度高达8.5109 cm-2的Ge点. 通过Ostwald熟化理论、表面扩散模型和对激活能的计算,很好地解释了退火过程中,Ge原子在Si表面迁移、最终形成纳米点的行为. 研究结果表明用高速沉积磁控溅射配合热退火制备Ge/Si纳米点的方法,可为自组织量子点生长实验提供一定的理论支撑.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11274266)、云南省应用基础研究计划重点项目(批准号:2013FA029)、云南省人才引进基金(批准号:W8090304)和云南大学校基金(批准号:2011YB47)资助的课题.
    [1]

    Yakimov A I, DvurechenskiœA V, Nikiforov A I, Chaœkovskiœ S V, Tiœs S A 2003 Semiconductors 37 1345

    [2]
    [3]

    Liu Z, Li Y M, Xue C L, Cheng B W, Wang Q M 2013 Chin. Phys. B 22 116804

    [4]
    [5]
    [6]

    Tong S, Liu J L, Wan J, Wang K L 2002 Applied Physics Letters 80 1189

    [7]
    [8]

    Ba L, Zeng J L, Zhang S Y, Wu ZQ 1996 Chin. Phys. 5 530

    [9]

    Qu X X, Chen K J, Chen M R, Hu C, Li Z F, Feng D 1994 Chin. Phys. 3 730

    [10]
    [11]

    Ning Z Y, Wu X M, Chen J F, Cheng S Y, Hen Z X, Zhang S Q 1994 Chin. Phys. 3 682

    [12]
    [13]
    [14]

    Liu Z, Zhou T W, Li L L, Zuo Y H, He C, Li C B, Xue C L, Cheng B W, Wang Q M 2013 Applied Physics Letters 103 082101

    [15]
    [16]

    Konle J, Presting H, Kibbel H 2003 Physics E 16 596

    [17]
    [18]

    Shchukin V A, Ledentsov N N, Kop'ev P S, Bimberg D 1995 Phys. Rev. Lett. 75 2968

    [19]

    Medeiros-Ribeiro G, Kamins T I, Ohlberg D A A, Stanley Williams R 1998 Science 279 353

    [20]
    [21]
    [22]

    Kamins T I, Medeiros-Ribeiro G, Ohlberg D A A, Stanley Williams R 1999 Journal of Applied Physics 85 1159

    [23]

    Kamins T I, Carr E C, Williams Rosner R S 1997 Journal of Applied Physics 81 211

    [24]
    [25]

    Ross F M, Tersoff J, Tromp R M 1998 Phys. Rev. Lett. 80 984

    [26]
    [27]

    Ross F M, Tromp R M, Reuter M C 1999 Science 286 5446

    [28]
    [29]

    Tan P H, Brunner K, Bougeard D, Abstreiter G 2003 Phys. Rev. B 68 125302

    [30]
    [31]

    Yang J, Wang C, Jin Y X, Tao D P, Yang Y 2012 Acta Phys. Sin. 61 016804 (in Chinese) [杨杰, 王茺, 靳映霞, 李亮, 陶东平, 杨宇 2012 物理学报 61 016804]

    [32]
    [33]
    [34]

    Zhang X G, Wang C, Lu Z Q, Yang J, Yang Y 2011 Acta Phys. Sin. 60 096101 (in Chinese) [张学贵, 王茺, 鲁植全, 杨杰, 李亮, 杨宇 2011 物理学报 60 096101]

    [35]
    [36]

    Liu Y M, Yu Z Y and Ren X M 2009 Chin. Phys. B 18 881

    [37]

    Wang D M, Sun X, Wu Z Q 2002 Chin. Phys. Lett. 19 720

    [38]
    [39]

    Raab A, Springholz G 2000 Appl. Phys. Lett. 77 2991

    [40]
    [41]

    Marchenko V I 1981 Sov. Phys. JETP. 54 605

    [42]
    [43]
    [44]

    Wu Z Q, Wang B Thin Film Growth (Beijing:Science Press) pp142-166 (in Chinese) [吴自勤, 王兵2001 薄膜生长 (北京: 科学技术出版社)第142–166页]

    [45]

    Huang K 1988 Solid State Physics (Beijing:Higher Education Press) pp529-555 (in Chinese) [黄昆1988固体物理学(北京: 高等教育出版社)第529–555页]

    [46]
    [47]
    [48]

    Pivac B, Kovaevi I, Dubek P, Radi N, Bernstorff S, Slaoui A 2006 Thin. Solid. Film. 511 153

    [49]
    [50]

    Kovaevi I, Pivaca B, Dubek P, Zorc H, Radi N, Bernstorff S, Campione M, Sassellal A 2007 Applied Surface Science 253 3034

    [51]
    [52]

    Ditchfield R, Seebauer E G 1999 Phys. Rev. Lett. 82 1185

    [53]
    [54]

    Das Amal K, Ghose S K, Dev B N, Kuri G, Yang T R 2000 Applied Surface Science 165 260

    [55]

    Krikorian E, Sneed R J 1966 J. Appl. Phys. 37 3665

  • [1]

    Yakimov A I, DvurechenskiœA V, Nikiforov A I, Chaœkovskiœ S V, Tiœs S A 2003 Semiconductors 37 1345

    [2]
    [3]

    Liu Z, Li Y M, Xue C L, Cheng B W, Wang Q M 2013 Chin. Phys. B 22 116804

    [4]
    [5]
    [6]

    Tong S, Liu J L, Wan J, Wang K L 2002 Applied Physics Letters 80 1189

    [7]
    [8]

    Ba L, Zeng J L, Zhang S Y, Wu ZQ 1996 Chin. Phys. 5 530

    [9]

    Qu X X, Chen K J, Chen M R, Hu C, Li Z F, Feng D 1994 Chin. Phys. 3 730

    [10]
    [11]

    Ning Z Y, Wu X M, Chen J F, Cheng S Y, Hen Z X, Zhang S Q 1994 Chin. Phys. 3 682

    [12]
    [13]
    [14]

    Liu Z, Zhou T W, Li L L, Zuo Y H, He C, Li C B, Xue C L, Cheng B W, Wang Q M 2013 Applied Physics Letters 103 082101

    [15]
    [16]

    Konle J, Presting H, Kibbel H 2003 Physics E 16 596

    [17]
    [18]

    Shchukin V A, Ledentsov N N, Kop'ev P S, Bimberg D 1995 Phys. Rev. Lett. 75 2968

    [19]

    Medeiros-Ribeiro G, Kamins T I, Ohlberg D A A, Stanley Williams R 1998 Science 279 353

    [20]
    [21]
    [22]

    Kamins T I, Medeiros-Ribeiro G, Ohlberg D A A, Stanley Williams R 1999 Journal of Applied Physics 85 1159

    [23]

    Kamins T I, Carr E C, Williams Rosner R S 1997 Journal of Applied Physics 81 211

    [24]
    [25]

    Ross F M, Tersoff J, Tromp R M 1998 Phys. Rev. Lett. 80 984

    [26]
    [27]

    Ross F M, Tromp R M, Reuter M C 1999 Science 286 5446

    [28]
    [29]

    Tan P H, Brunner K, Bougeard D, Abstreiter G 2003 Phys. Rev. B 68 125302

    [30]
    [31]

    Yang J, Wang C, Jin Y X, Tao D P, Yang Y 2012 Acta Phys. Sin. 61 016804 (in Chinese) [杨杰, 王茺, 靳映霞, 李亮, 陶东平, 杨宇 2012 物理学报 61 016804]

    [32]
    [33]
    [34]

    Zhang X G, Wang C, Lu Z Q, Yang J, Yang Y 2011 Acta Phys. Sin. 60 096101 (in Chinese) [张学贵, 王茺, 鲁植全, 杨杰, 李亮, 杨宇 2011 物理学报 60 096101]

    [35]
    [36]

    Liu Y M, Yu Z Y and Ren X M 2009 Chin. Phys. B 18 881

    [37]

    Wang D M, Sun X, Wu Z Q 2002 Chin. Phys. Lett. 19 720

    [38]
    [39]

    Raab A, Springholz G 2000 Appl. Phys. Lett. 77 2991

    [40]
    [41]

    Marchenko V I 1981 Sov. Phys. JETP. 54 605

    [42]
    [43]
    [44]

    Wu Z Q, Wang B Thin Film Growth (Beijing:Science Press) pp142-166 (in Chinese) [吴自勤, 王兵2001 薄膜生长 (北京: 科学技术出版社)第142–166页]

    [45]

    Huang K 1988 Solid State Physics (Beijing:Higher Education Press) pp529-555 (in Chinese) [黄昆1988固体物理学(北京: 高等教育出版社)第529–555页]

    [46]
    [47]
    [48]

    Pivac B, Kovaevi I, Dubek P, Radi N, Bernstorff S, Slaoui A 2006 Thin. Solid. Film. 511 153

    [49]
    [50]

    Kovaevi I, Pivaca B, Dubek P, Zorc H, Radi N, Bernstorff S, Campione M, Sassellal A 2007 Applied Surface Science 253 3034

    [51]
    [52]

    Ditchfield R, Seebauer E G 1999 Phys. Rev. Lett. 82 1185

    [53]
    [54]

    Das Amal K, Ghose S K, Dev B N, Kuri G, Yang T R 2000 Applied Surface Science 165 260

    [55]

    Krikorian E, Sneed R J 1966 J. Appl. Phys. 37 3665

  • [1] 周小莉, 杜丕一. 磁控溅射法制备的CaCu3Ti4O12薄膜. 物理学报, 2005, 54(4): 1809-1813. doi: 10.7498/aps.54.1809
    [2] 胡 冰, 李晓娜, 董 闯, 姜 辛. 磁控溅射法合成纳米β-FeSi2/a-Si多层结构. 物理学报, 2007, 56(12): 7188-7194. doi: 10.7498/aps.56.7188
    [3] 杨铎, 钟宁, 尚海龙, 孙士阳, 李戈扬. 磁控溅射(Ti, N)/Al纳米复合薄膜的微结构和力学性能. 物理学报, 2013, 62(3): 036801. doi: 10.7498/aps.62.036801
    [4] 沈向前, 谢泉, 肖清泉, 陈茜, 丰云. 磁控溅射辉光放电特性的模拟研究. 物理学报, 2012, 61(16): 165101. doi: 10.7498/aps.61.165101
    [5] 丁万昱, 徐军, 陆文琪, 邓新绿, 董闯. 微波ECR磁控溅射制备SiNx薄膜的XPS结构研究. 物理学报, 2009, 58(6): 4109-4116. doi: 10.7498/aps.58.4109
    [6] 牟宗信, 李国卿, 秦福文, 黄开玉, 车德良. 非平衡磁控溅射系统离子束流磁镜效应模型. 物理学报, 2005, 54(3): 1378-1384. doi: 10.7498/aps.54.1378
    [7] 丁万昱, 徐 军, 李艳琴, 朴 勇, 高 鹏, 邓新绿, 董 闯. 微波ECR等离子体增强磁控溅射制备SiNx薄膜及其性能分析. 物理学报, 2006, 55(3): 1363-1368. doi: 10.7498/aps.55.1363
    [8] 刘志文, 谷建峰, 孙成伟, 张庆瑜. 磁控溅射ZnO薄膜的成核机制及表面形貌演化动力学研究. 物理学报, 2006, 55(4): 1965-1973. doi: 10.7498/aps.55.1965
    [9] 辛 萍, 秦福文, 孙成伟, 张庆瑜, 文胜平. 反应磁控溅射ZnO/MgO多量子阱的光致荧光光谱分析. 物理学报, 2007, 56(2): 1082-1087. doi: 10.7498/aps.56.1082
    [10] 张 辉, 刘应书, 刘文海, 王宝义, 魏 龙. 基片温度与氧分压对磁控溅射制备氧化钒薄膜的影响. 物理学报, 2007, 56(12): 7255-7261. doi: 10.7498/aps.56.7255
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  568
  • PDF下载量:  504
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-12-24
  • 修回日期:  2014-04-08
  • 刊出日期:  2014-08-05

高速率沉积磁控溅射技术制备Ge点的退火生长研究

  • 1. 云南大学光电信息材料研究所, 昆明 650091
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11274266)、云南省应用基础研究计划重点项目(批准号:2013FA029)、云南省人才引进基金(批准号:W8090304)和云南大学校基金(批准号:2011YB47)资助的课题.

摘要: 采用磁控溅射技术在Si衬底上以350 ℃沉积14 nm的非晶Ge薄膜,通过退火改变系统生长热能,实现了低维Ge/Si点的生长. 利用原子力显微镜(AFM)和拉曼(Raman)光谱所获得的形貌和声子振动信息,对Ge点的形成机理和演变规律进行了研究. 实验结果表明:在675 ℃退火30 min后,非晶Ge薄膜转变为密度高达8.5109 cm-2的Ge点. 通过Ostwald熟化理论、表面扩散模型和对激活能的计算,很好地解释了退火过程中,Ge原子在Si表面迁移、最终形成纳米点的行为. 研究结果表明用高速沉积磁控溅射配合热退火制备Ge/Si纳米点的方法,可为自组织量子点生长实验提供一定的理论支撑.

English Abstract

参考文献 (55)

目录

    /

    返回文章
    返回