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Publié le 25 septembre 2020

Effet du frittage des couches épitaxiées en germanium sur la dynamique des dislocations : De la théorie à l'observation expérimentale

Abstract

Des couches épitaxiées de germanium de haute qualité sur du Si avec une faible densité de filage et de dislocation ont été obtenues par frittage de films Ge/Si poreux. Le processus consiste en la formation de nanostructures poreuses de Ge par gravure électrochimique sélective par dislocations des films de Ge/Si, suivie d'un traitement à haute température pour générer une couche de Ge monocristalline et vide qui intercepte les dislocations et les empêche de se propager à la surface de l'échantillon. Dans ce travail, nous modélisons les changements morphologiques qui se produisent pendant la diffusion superficielle d'un trou axialement symétrique induite par le traitement thermique. Les simulations et les expériences montrent de grands vides sphériques individuels, alignés le long du noyau de dislocation. La création de vides pourrait faciliter les interactions entre les dislocations, permettant au réseau de dislocations de modifier sa connectivité d'une manière qui facilite l'annihilation ultérieure des segments de dislocations. Cela confirme que les processus activés thermiquement, tels que la diffusion d'état des matériaux poreux, fournissent des mécanismes par lesquels les défauts sont éliminés ou disposés dans des configurations de moindre énergie. Cette démonstration ouvre la voie au développement d'un substrat virtuel sur de nombreuses autres hétérostructures pour des applications potentielles dans des dispositifs photoniques et optoélectroniques intégrés.
 

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Contact au C2N : Gilles Patriarche