Новости перспективных технологий

Первое в мире масштабное (на уровне подложек) промышленное производство полупроводниковой проволоки III-V групп

Изображение с сайта www.ostec-group.ru

Оптические изображения и изображения, полученные растровым электронным микроскопом, массива нанопроволоки InAsyP1-y. (Автор: UNIST.)

Исследователи из Ульсанского национального института науки и техники (UNIST), Южная Корея, и Иллинойского университета, США, разработали нанопроволоку групп III-V посредством широкомасштабного гетероэпитаксиального выращивания на кремниевой подложке.

Исследовательская группа продемонстрировала новый метод эпитаксиального синтеза однородной по структуре, составу и форме трехкомпонентной нанопроволки InAsyP1-y, размещенной на кремниевой пластине, с использованием химического осаждения из паров металлоорганических соединений (MOCVD). Высокое качество нанопроволоки показано очень узкой шириной пика фотолюминисценции и рентгеновских лучей, а также крайне низким коэффициентом идеальности нанопроволоки InAsyP1-y /кремниевого диода.

Нанопроволока — это наноконструкция с диаметром порядка нанометра (10^-9 метра). Кроме того, нанопроволоку можно охарактеризовать как конструкцию с толщиной или диаметром, ограниченным десятками нанометров и неограниченной длиной. Технология создания нанопроволоки была включена в десятку технологий-прорывов 2004 года в рамках обзора технологий, проведенного Массачусетским технологическим институтом.

Использование полупроводников с большим относительным удлинением стало прорывом в традиционных электрических и оптических устройствах, аккумулирующих энергию. В рамках таких конструкций полупроводниковая нанопроволока групп III-V обладает уникальными свойствами, связанными с высокой мобильностью электронов, коэффициентами поглощения, а также постоянными характеристиками запрещенных зон.

Традиционная техника создания нанопроволоки — синтез на основе механизма «пар-жидкость-кристалл» (VLS). Данный процесс позволяет производить кристаллическую нанопроволоку из некоторых полупроводниковых материалов. Однако металлические катализаторы, как правило, являющиеся дорогостоящими благородными металлами, необходимо использовать для запуска механизма VLS. Кроме того, такие металлические катализаторы, как известно, значительно снижают качество полупроводниковой нанопроволоки, создавая глубокие уровни, и, таким образом, ограничивая практическое применение нанопроволоки в оптоэлектронных устройствах.

Однако в ходе исследования группа профессора Чоя (Choi) разработала новый метод выращивания полупроводниковой нанопроволоки групп III-V без металлических катализаторов или наноструктурирования. Химическое осаждение из паров металлоорганических соединений (MOCVD, AIXTRON A200) использовалось для выращивания InAsyP1-y. Двухдюймовая кремниевая подложка (111) была подвергнута обработке травителем оксида в течение 1 минуты и деионизированной (DI) водой в течение 2 секунд. Далее пластина была незамедлительно погружена в раствор поли-L-лизина (Sigma-Aldrich inc.) на 3 минуты, затем промыта в деионизированной воде в течение 10 секунд. Затем кремниевая подложка была помещена в реактор химического осаждения из паров металлоорганических соединений (MOCVD). Давление в реакторе было снижено до 50 мбар, скорость потока газообразного водорода составила 15 л/мин. Далее реактор был нагрет до температур роста (570—630 °С) и стабилизирован в течение 10 минут.

«Если в ходе дальнейших исследований мы разработаем новую технологию, позволяющую контролировать плотность нанопроволоки и ширину защищенной зоны, то станет возможным производство высокоэффективных и бюджетных больших фотоэлементов», — сообщил проф. Чой. — Данная технология позволит нам изучать новый, обновляемый вид энергии».

Информация с сайта www.ostec-group.ru.