KHỐNG CHẾ HIỆU ỨNG KHUẾCH TÁN NGOÀI CỦA NGUYÊN TỐ PHA TẠP BẰNG HÀNG RÀO KHUẾCH TÁN HFO2 CHO MÀNG GE PHA TẠP ĐIỆN TỬ NỒNG ĐỘ CAO TĂNG TRƯỞNG TRÊN ĐẾ SI(100)

Tóm tắt

Ge là một ứng viên tiềm năng trong việc hiện thực hoá những nguồn phát sáng trên cơ sở silic tương thích với công nghệ CMOS. Pha tạp điện tử trong lớp Ge là một phương pháp hiệu quả để thay đổi cấu trúc vùng cấm của nó nhằm cải thiện khả năng phát huỳnh quang của màng Ge. Xử lý nhiệt sau khi tăng trưởng là một bước cần thiết để kích hoạt các nguyên tố pha tạp cũng như cải thiện chất lượng tinh thể. Quá trình xử lý nhiệt ở nhiệt độ cao dẫn tới hiệu ứng khuếch tán ngoài của các nguyên tử pha tạp, ví dụ như nguyên tố Sb hoặc nguyên tố P. Trong bài báo này, chúng tôi trình bày về vai trò của hàng rào khuếch tán sử dụng lớp HfO₂ để ngăn cản sự di chuyển của nguyên tử pha tạp lên trên bề mặt mẫu. Màng Ge được chế tạo bằng kỹ thuật epitaxy chùm phân tử. Đáng chú ý là trong trường hợp màng Ge pha tạp điện tử có hàng rào khuếch tán thì cường độ huỳnh quang tăng gấp 1,6 lần so với mẫu không có hàng rào khuếch tán. Tuy nhiên ứng suất căng trong màng Ge lại không bị ảnh hưởng bởi lớp HfO₂ và vẫn duy trì giá trị là 0,20% sau khi được xử lý nhiệt ở 750^oC trong thời gian 60 giây.