Разработка и исследование технологических основ формирования наноструктур на основе арсенида галлия методом молекулярно-лучевой эпитаксии для элементов микро- и наноэлектроники тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.01, кандидат наук Солодовник, Максим Сергеевич

• Солодовник, Максим Сергеевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Солодовник, Максим Сергеевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ НАНОСТРУКТУР

1.1 Применение полупроводниковых наноструктур

1.1.1 Транзисторные структуры

1.1.2 Чувствительные элементы газовых сенсоров

1.1.3 Элементы памяти

1.1.4 Оптоэлектронные устройства

1.1.5 Фотоэлектрические преобразователи

1.2 Методы формирования полупроводниковых наноструктур

1.2.1 Методы позиционирования наноструктур

1.2.2 ФИП-профилирование поверхности

1.2.3 СЗМ-профилирование поверхности

1.3 Структура и удаление собственного оксида ваАз

1.4 Особенности и механизмы роста ННК

1.4.1 Материалы катализатора

1.4.2 Адсорбционно- и диффузионно-стимулированный рост

1.4.3 Зависимость параметров ННК от условий осаждения

1.5 Выводы и постановка задач

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ

НАНОСТРУКТУР АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ

2.1 Термодинамический анализ процессов межфазного взаимодействия

при локальном анодном окислении СаАв

2.2 Термодинамический анализ процессов межфазного взаимодействия на поверхности ваАз в условиях МЛЭ

2.2.1 Анализ процессов взаимодействия в системе ва-Ав-О

2.2.2 Анализ процессов взаимодействия в системе ва-Ав^лО

2.2.3 Разработка методики выбора материала подслоя

-32.3 Моделирование роста автокаталитических ННК GaAs

2.4 Выводы по главе

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЖИМОВ

ФОРМИРОВАНИЯ НАНОСТРУКТУР АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ

3.1 Используемое оборудование и подготовительные операции

3.2 Исследование режимов формирования автокаталитических ННК GaAs

3.2.1 Исследование режимов формирования ННК GaAs на собственном оксиде

3.2.2 Исследование режимов формирования ННК GaAs на слое ZnO

3.2.3 Закономерности начальной стадии формирования ННК GaAs

3.3 Разработка методик анализа и исследование характеристик ННК GaAs на

основе метода АСМ

3.3.1 Разработка АСМ-методики анализа механических свойств ННК GaAs

3.3.2 Разработка АСМ-методики анализа электрических свойств ННК GaAs

3.4 Исследование режимов наноразмерного профилирования поверхности GaAs методом ЛАО

3.4.1 Исследование влияния влажности на характеристики ОНС GaAs

3.4.2 Исследование влияния параметров процесса ЛАО на режимы

3.5 Выводы по главе

ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ НАНОСТРУКТУР АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ В

ЭЛЕМЕНТАХ МИКРО- И НАНОЭЛЕКТРОНИКИ

4.1 Разработка конструкции элемента памяти

4.2 Разработка конструкции газочувствительного сенсора

4.3 Разработка технологических маршрутов формирования элементов микро- и наноэлектроники с использованием комплекса НАНОФАБ НТК-9

4.4 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А «Документы о внедрении и использовании результатов

диссертационной работы»

-4-

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ППНС - полупроводниковая наноструктура

ННК - нитевидный нанокристалл

КТ — квантовая точка

МЛЭ - молекулярно-лучевая эпитаксия

АСМ - атомно-силовая микроскопия

JIAO — локальное анодное окисление

ОНС - оксидная наноразмерная структура

РЭМ - растровая электронная микроскопия

ПТ — полевой транзистор

КЦ - каталитический центр

ХЛЭ — химическая лучевая эпитаксия

ВАХ - вольтамперная характеристика

ZB — кубическая структура кристаллической решетки (цинковой обманки, сфалерита)

WZ - гексагональная структура кристаллической решетки (вюрцита)

СЛГТ - селективно-легированный гетероструктурный транзистор

МСКЯ - многослойная структура с квантовыми ямами

МОГФЭ — газофазная эпитаксия из металлорганических соединений

ФИЛ - фокусированные ионные пучки

СЗМ - сканирующая зондовая микроскопия

МС - монослой

СТМ - сканирующая туннельная микроскопия

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование технологических основ формирования наноструктур на основе арсенида галлия методом молекулярно-лучевой эпитаксии для элементов микро- и наноэлектроники»

-5-ВВЕДЕНИЕ

Актуальность диссертационной работы

Арсенид галлия совместно с другими арсенидами металлов III группы широко используются в современной электронике, занимая доминирующее положение в ряде областей благодаря особенностям кристаллической и энергетической структуры. Формирование на их основе ППНС, обладающих уникальными структурными, оптическими, электрофизическими и транспортными характеристикам, обусловленным размерными эффектами, открывает широкие перспективы для улучшения характеристик существующих устройств микро- и наноэлектроники и созданию приборов на новых эффектах. Особенно большое внимание в связи с этим уделяется самоорганизующимся наноструктурам - ННК и КТ.

На существующем этапе развития приборостроения и полупроводниковой технологии актуальной задачей является управляемый синтез ННК и КТ, позволяющий формировать регулярные массивы ППНС с требуемыми параметрами. Актуальность использования комбинации методов МЛЭ и АСМ для разработки технологических процессов формирования массивов ННК и КТ с заданными характеристиками обусловлена наличием in-situ контроля и широким набором ростовых методик в методе МЛЭ, в том числе, основанных на эффектах самоорганизации, и прецизионного контроля параметров и позиционирования наноструктур, присущих методу АСМ. Для разработки технологии управляемого формирования ННК и КТ необходимо проведение дополнительных исследований процессов автокаталитического роста ННК GaAs и режимов АСМ-обработки поверхности GaAs методом ЛАО.

Цель работы

Целью диссертационной работы является разработка и исследование технологических основ формирования методом МЛЭ массивов самоорганизующихся наноструктур (ННК и КТ) на основе GaAs с использованием собственного оксида для активных элементов устройств микро- и наноэлектроники.

Основные задачи исследований:

1. Обобщение и выявление основных требований к характеристикам и методам получения массивов ННК и КТ на основе GaAs для применения в приборах микро- и наноэлектроники.

2. Теоретические исследования термодинамических закономерностей межфазного взаимодействия в системах Ga-As-O, Ga-As-H20 и Ga-As-ZnO при формировании наноструктур на основе GaAs.

3. Теоретические исследования процессов формирования ННК GaAs методом МЛЭ по автокаталитическому механизму.

4. Экспериментальные исследования режимов начальной стадии формирования ННК GaAs по автокаталитическому механизму с использованием собственного оксида.

5. Экспериментальные исследования режимов наноразмерного профилирования поверхности подложек GaAs методом ЛАО.

6. Разработка методик исследования параметров наноструктур GaAs на основе метода АСМ.

7. Разработка конструкции и технологического маршрута изготовления элемента оперативного запоминающего устройства с упорядоченными массивами КТ в системе (In,Ga)As/(Al,In,Ga)As с использованием нанотехнологического комплекса НАНОФАБ НТК-9.

8. Разработка конструкции и технологического маршрута изготовления чувствительного элемента газового сенсора на основе массивов ННК GaAs с использованием нанотехнологического комплекса НАНОФАБ НТК-9.

Научная новизна:

1. Установлены термодинамические закономерности процессов межфазного взаимодействия в системах Ga-As-O, Ga-As-НгО и Ga-As-ZnO с учетом нелинейных температурных зависимостей теплофизических свойств соединений и режимов МЛЭ GaAs, на основе которых разработана методика выбора материала подслоя для формирования массивов ННК GaAs по автокаталитическому механизму.

-72. Экспериментально установлены закономерности начальной стадии формирования автокаталитических ННК GaAs с использованием инициирующих слоев оксида GaAs и ZnO.

3. Разработана математическая модель формирования ННК GaAs по автокаталитическому механизму с учетом давления и молекулярной формы мышьяка.

4. Установлены закономерности влияния режимов наноразмерного профилирования методом JIAO на морфологию поверхности GaAs с учетом амплитуды и длительности импульса напряжения, параметра Set Point и влажности рабочей атмосферы.

Практическая значимость работы:

1. Определены режимы формирования ННК GaAs по автокаталитическому механизму с использованием собственного оксида GaAs и наноразмерных пленок ZnO. Показано, что при температуре 580°С, скорости роста 1 МС/с и давлении мышьяка 4-10"5 Па на собственном оксиде формируются автокаталитические ННК GaAs плотностью 5-108 см'2, длиной 1-6 мкм и диаметром 60-200 нм, а на слое ZnO толщиной 3 нм - ННК GaAs плотностью 1,2* 107 см"2, длиной 0,5-1 мкм и диаметром 250-500 нм.

2. Разработана методика наноразмерного профилирования поверхности GaAs на основе метода JIAO. Показано, что при длительности импульса подаваемого напряжения менее 100 мс и влажности 60% возможно получение регулярных массивов ОНС GaAs диаметром до 50 нм и высотой 2 нм, а при влажности 90% - углублений на поверхности GaAs глубиной до 8 нм и диаметром 100 нм.

3. Разработаны методики определения механических и электрических параметров ННК GaAs методом АСМ. Показано, что при изменении аспектного соотношения ННК GaAs от 10 до 26 их модуль Юнга изменяется от 33 до 143 ГПа, а с увеличением длины ННК с 2 до 6 мкм - от 40 до 140 ГПа. Также показано, что полученные ННК GaAs имеют р-тип проводимости с удельным сопротивлением 2 кОмсм.

4. Разработаны конструкция элемента оперативного запоминающего устройства с упорядоченными массивами КТ (In,Ga)As/(Al,In,Ga)As, позволяющего, согласно оценкам, осуществлять многоуровневую запись информации, сократив число транзисторов в ячейке памяти с 6 до 2, и технологический маршрут его изготовления на основе использования нанотехнологического комплекса НАНОФАБ НТК-9.

-85. Предложены конструкция интегрированного газового сенсора с чувствительным элементом на основе массивов ННК GaAs, позволяющего, согласно оценкам, осуществлять дегазацию чувствительного элемента на основе эффекта саморазогрева, и технологический маршрут его изготовления на основе использования нанотехнологического комплекса НАНОФАБ НТК-9.

Положения, выносимые на защиту:

1. Термодинамические закономерности процессов межфазного взаимодействия в системах Ga-As-O, Ga-As-H20, Ga-As-ZnO с учетом нелинейных температурных зависимостей теплофизических свойств соединений и их корреляция с режимами МЛЭ и ЛАО.

2. Математическая модель формирования ННК GaAs по автокаталитическому механизму методом МЛЭ с учетом давления и молекулярной формы мышьяка, которая позволяет учесть влияние летучей компоненты бинарных соединений на геометрические параметры наноструктур.

З.Закономерности влияния режимов наноразмерного профилирования методом ЛАО на морфологию поверхности GaAs с учетом амплитуды и длительности импульса напряжения, параметра Set Point и влажности.

Реализация результатов работы:

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с планом госбюджетных научно-исследовательских работ кафедры ТМ и НА и НОЦ «Нанотехнологии» ЮФУ в 2009-2012 гг.: «Исследование и разработка технологических процедур для производства элементов изделий микро- и наноэлектронной техники на основе использования сверхвысоковакуумной технологической автоматизированной платформы кластерного типа» в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы» (внутр. №13315); «Проведение поисковых научно-исследовательских работ в области микро- и наноструктур на основе оксидных, органических и биологических материалов, разработка технологии их получения для развития перспективной сенсорики, основанной на новых физических принципах в центре коллективного пользования научным оборудованием «Высокие технологии»» в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на

-92007-2012 годы» (внутр. №13013).

Результаты диссертационной работы внедрены на промышленном предприятии ЗАО «НТ-МДТ» (г. Зеленоград), а также в учебный процесс на кафедре ТМ и НА ЮФУ.

Апробация работы:

Основные научные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на различных международных и всероссийских конференциях и семинарах: The 5th Forum NANO AND GIGA CHALLENGES in Electronics, Photonics and Renewable Energy (Moscow -Zelenograd, 2011); Ежегодная научная конференция студентов и аспирантов базовых кафедр ЮНЦ РАН (г. Ростов-на-Дону, 2011, 2012); Третья Всероссийская школа-семинар студентов, аспирантов и молодых ученых по направлению «Наноинженерия», «Наноинженерия-2010» (г. Калуга, 2010); Международная научно-техническая конференция «Нанотехнологии» (пос. Дивноморское, 2010, 2012); Конференция аспирантов и молодых ученых «Неделя науки» (г. Таганрог, 2008, 2009); Симпозиум «Нанотехнологии» (г. Таганрог, 2009); Всероссийская научная конференция студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления» (г. Таганрог, 2010); 56-ая научно-техническая конференция ТТИ ЮФУ (Таганрог, 2010); 14-я научная молодежная школа «Физика и технология микро- и наносистем ЛЭТИ-2011» (г. С.Петербург, 2011); Russian - Taiwanese Symposium «Physics and Mechanics of New Materials and Their Applications» (Rostov-on-Don, 2012); XV Международный симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника» (г. Нижний Новгород, 2011).

Результаты работы отмечены дипломами ряда конференций и конкурсов научных работ: конференции Южного научного центра РАН (г. Ростов-на-Дону, 2010), X Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления» (г. Таганрог, 2010). Является лауреатом конкурса молодых ученых имени академика И.И. Воровича «Фундаментальные и прикладные проблемы современной техники» (г. Ростов-на-Дону, 2010), победителем молодежного научно-инновационного конкурса «У.М.Н.И.К.» (2010-2012).

Публикации:

По теме диссертации опубликовано 19 печатных работ, из них 6 статей в журналах, входящих в Перечень ВАК. Получен патент РФ на изобретение №110866 (приоритет от

-1007.07.2011 г.)

Структура и объем диссертации:

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемой литературы, приложения.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, приведены цель работы, основные задачи исследований, научная новизна и практическая значимость работы, а также приведены сведения об апробации работы и структуре диссертации.

В первой главе представлен литературный обзор применения и методов ППНС. Рассмотрены особенности использования массивов наноструктур в качестве элементов транзисторных, запоминающих и газочувствительных приборных структур, а также фотоэлектрических преобразователей и приборов оптоэлектроники. Проведен анализ методов получения и позиционирования ППНС, выявлены их достоинства и недостатки. Рассмотрены влияния параметров процесса МЛЭ на характеристики массивов ННК. Выявлены основные требования к материалам КЦ для формирования ННК по механизму пар-жидкость-кристалл. Рассмотрены особенности авто- и гетерокаталитического механизмов формирования ННК. Проведен анализ существующих математических моделей, описывающих рост ННК. Выявлены основные требования к массивам ППНС и проблемы, возникающие при формировании и использовании массивов самоорганизующихся наноструктур в устройствах микро- и наноэлектроники: необходимость управляемого синтеза массивов ППНС с максимальной однородностью, требуемой плотностью, точным контролем геометрических параметров и взаимного расположения элементов в массиве; необходимость получения ННК с однородной кристаллической структурой; недостаточная изученность процессов фазообразования и механизмов автокаталитического роста ННК. Сделан вывод о необходимости проведения исследований влияния основных технологических параметров метода МЛЭ на начальную стадию формирования ННК по автокаталитическому механизму с использованием материалов, удаляющихся в процессе роста, и метода ЛАО - на геометрические характеристики массивов ОНС GaAs и морфологию нанопрофилированной поверхности GaAs. Результаты обзора определили цель и постановку задач работы.

Во второй главе проведен термодинамический анализ процессов фазообразования в системах СаАз-Н20, ва-Аз-О и Са-Ав^пО путем расчета с помощью программного пакета FactSage 6.3 фазовых диаграмм для указанных систем материалов, анализа возможных продуктов реакций, определения основных уравнений химических реакций, расчетов и сравнения температурных зависимостей изменения свободной энергии Гиббса Ь£}(Г) с учетом технологических режимов, реализуемых в модуле МЛЭ 8ТЕ35 нанотехнологического комплекса НАНОФАБ НТК-9. Показано, что в системе ОаАв-НгО при условиях, реализуемых в методе ЛАО, при взаимодействии между компонентами системы во всем рассматриваемом температурном диапазоне на поверхности ОаАв формируется сложный оксид, состоящий преимущественно из вагОз и аморфного Аэ; в условиях МЛЭ в системе ва-Ав-О взаимодействие идет не только между оксидом, объемным ваАв и ва, но и Аб4, и при температурах выше 550°С доминируют реакции с образованием летучих соединений; взаимодействие в системе Са-Ав^пО идет как с ваАэ, так и с йа и Аб4 с образованием при температурах выше 550°С газообразных продуктов реакций. Предложена методика выбора материала инициирующего подслоя для формирования ННК ваАэ по автокаталитическому механизму. Разработана математическая модель формирования ННК ваАБ по автокаталитическому механизму методом МЛЭ с учетом давления и молекулярной формы мышьяка.

В третьей главе проведены экспериментальные исследования начальной стадии формирования ННК ваАз по автокаталитическому механизму с использованием пленок оксида ваЛв и ZnO, определены оптимальные режимы синтеза и получены массивы ННК СаАв, установлены условия термического удаления 2пО с поверхности ваАв, установлены закономерности начальной стадии формирования ННК ОаАв с использованием разрушающихся в процессе роста материалов подслоя, разработаны методики определения механических и электрических свойств ННК ваАв, проведены экспериментальные исследования и установлены закономерности влияния параметров ЛАО на морфологию поверхности ОаАв в процессе наноразмерного профилирования.

В четвертой главе предложена конструкция интегрированного на одном кристалле со схемой обработки сигнала газочувствительного элемента резистивного типа на основе неупорядоченного массива функционализированных ННК ваАБ. Разработана конструкция

элемента памяти оперативного запоминающего устройства с использованием упорядоченных массивов КТ (In,Ga)As/(In,Ga,Al)As, позволяющего, согласно оценкам, осуществлять многоуровневую запись информации. Предложены маршруты изготовления интегрированного газочувствительного элемента на основе массива ННК GaAs и элемента памяти оперативного запоминающего устройства с упорядоченными массивами (In,Ga)As/(Al,In,Ga)As КТ с использованием нанотехнологического комплекса НАНОФАБ НТК-9.

В заключении сформулированы основные результаты работы.

Содержание диссертации изложено на 163 страницах, включающих в себя: 77 страниц с рисунками; 2 страницы с таблицами; список использованных источников, включающий 180 наименований. В приложении акты внедрения результатов исследований диссертационной работы.

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ

НАНОСТРУКТУР

Арсенид галлия совместно с другими арсенидами металлов III группы широко используется в современной электронике, занимая доминирующее положение в ряде областей благодаря особенностям кристаллической и энергетической структуры [1, 2]. Формирование ППНС на основе ОаАэ открывает дополнительные возможности в области приборостроения, в том числе, благодаря возможности интеграции с технологическими процессами на основе кремния.

Важнейшим свойством наноструктур, в том числе и ППНС, является зависимость их свойств от характерного размера. В зависимости от степени пространственного ограничения выделяют три основных типа низкоразмерных систем: квантовые ямы, квантовые нити (нанопровода, -проволоки, -стержни) и квантовые точки [3]. Последние два типа структур могут быть получены как на основе подхода «сверху-вниз» — за счет обработки объемного материала, так и с помощью подхода «снизу-вверх» — за счет эффектов самоорганизации на поверхности. Квантовые нити, получаемые методами самоорганизации, как правило, называются нитевидными кристаллами [4, 5]. В дальнейшем мы будем рассматривать только ППНС, полученные на основе эффекта самоорганизации - ННК и КТ.

Уникальные транспортные, структурные и электрофизические характеристики ННК и КТ в сочетании с прогрессом в области формирования низкоразмерных систем на их основе открывают широкие возможности в области улучшения характеристик имеющихся приборов и создания устройств на новых эффектах.

1.1 Применение полупроводниковых наноструктур 1.1.1 Транзисторные структуры

В последнее время наблюдается значительный интерес к созданию транзисторов на основе нанопроводов и квантовых точек, что обусловлено стремлением увеличить быстродействие и надежность приборных структур, с одной стороны, и снизить размеры и энергопотребление - с другой. При этом ППНС выступают, как правило, в качестве канала

транзисторной структуры либо составной его части. Так, использование в технологии РтРЕТ нанопровода, выполненного из объемного 81, в качестве канала и трехстороннего затвора уже позволило осуществить переход к нормам 22 нм в современных производственных процессах микроэлектроники [6-9].

В работе [10] был продемонстрирован многоканальный вертикальный транзистор с круговым затвором на основе регулярного массива вертикально ориентированных ННК 1пАз, сформированных методом ХЛЭ. Структура одноканальной секции транзистора приведена на рисунке 1.1 (а): в качестве канала транзистора использовались ННК 1пАз длиной 4 мкм и диаметром 80 нм, подзатворного диэлектрика - слой толщиной 50 нм, длина металлического затвора, выполненного из титана, составила 1 мкм. Ток утечки затвора 120-канального транзистора не превышал 1 нА и был обусловлен слабой изоляцией на границе затвор/подложка. Слабый гистерезис ВАХ структуры объясняется влиянием поверхностных состояний на границе 1пАз/81Ых. Аналогичный эффект был обнаружен и в ПТ на основе ННК 81 с гетерограницей 81/8Юх [11].

капля катализатора

диэлектрик

затвор

ИСТОК

Рисунок 1.1

(1-11)*-

Полевой транзистор на основе вертикальных (а) и горизонтальных (б) ННК

ТпАБ

Наряду с транзисторами с вертикальной архитектурой активно разрабатываются ПТ с каналом как на основе нанопроводов, сформированных по стандартной КМОП-технологии [12, 13], так и на основе горизонтальных ННК [14, 15, 16, 17]. В работе [18] были получены

ПТ на основе регулярных массивов горизонтальных ННК ГпАэ на подложках СаАз(110). РЭМ-изображение и структурная схема полученных транзисторов приведены на рисунке 1.1(6). Диаметр ННК составил 300 нм при длине в 1 мкм. В качестве подзатворного диэлектрика использовался слой А1203 толщиной 35 нм. Была показана необходимость уменьшения диаметра ННК для получения приемлемых значений напряжений отсечки [18].

В работе [19] исследовались зависимости характеристик вертикальных ПТ от материала и кристаллографической структуры ННК ваАз и 1пАз. Структуры с кубической решеткой демонстрировали практически омические характеристики с очень слабой модуляцией тока. В случае с 1пАз это объясняется наличием поверхностных состояний донорного типа, фиксирующих уровень Ферми в области дна зоны проводимости, что приводит к накоплению носителей заряда у поверхности ННК. Для ННК ОаАв 7£> поверхностные состояния имеют акцепторный характер и закрепляют уровень Ферми вблизи середины запрещенной зоны, что приводит к полному обеднению объема ННК. В ННК с решеткой типа вюрцита (1пАз WZ) эти состояния подавлены [19].

Влияние поверхностных состояний на ВАХ вертикального МОП-транзистора на основе нанопроводов и исследовались также в работе [20]. В качестве канала использовались ННК 1пАз:8п («-типа) с кубической структурой длиной 1 мкм и диаметром 35 нм, сформированные методом МОГФЭ на подложках 81(111), в качестве подзатворного диэлектрика - слой Ш20 толщиной 5 нм. Полученная структура демонстрировала выраженную температурную зависимость выходных характеристик — при повышении температуры ток стока значительно возрастал при фиксированном значении напряжения. Авторы работы объясняют это влиянием состояний на границе Н^ОЛпАб в области отсутствия затвора и указывают на необходимость дополнительного отжига для подавления этого эффекта.

Авторы работы [21] исследовали влияние типа легирующей примеси на характеристики вертикальных ПТ на основе одиночных ННК ваАв Было, показано, что

нелегированные ННК ваЛв имеют «-тип проводимости, в то время как легирование кремнием и бериллием позволяет получать ННК ваЛв р-типа проводимости. Нехарактерное для ваЛв влияние Si обусловлено кристаллической структурой ННК.

-16В последнее время ведутся активные работы по созданию транзисторов на основе гетероструктур с КТ. В работе [22] было показано существенное улучшение характеристик AlGaAs/GaAs СЛГТ путем введения в канал массивов КТ InAs. Это позволило, за счет возникновения эффекта ударной ионизации в канале с КТ, увеличить ток насыщения транзистора до 35 А/см, крутизну - до 1300 мСм/мм, а максимальную дрейфовую скорость носителей - на порядок. При этом расчетная максимальная крутизна структуры составила 104 мСм/мм.

В работе [23] была продемонстрирована возможность изготовления транзистора на основе одиночной КТ в системе InAs/GaAs. На рисунке 1.2(а) приведена схема прибора. Затвор представлял собой расщепленный электрод, выполненный, как и электроды стока и истока, из алюминия. Устройство демонстрировало ступенчатый характер ВАХ даже при комнатной температуре за счет транспорта носителей в структуре посредством туннелирования через разрешенные состояния в КТ.

По аналогии с технологией напряженного кремния [24-29] в работе [30] было предложено использование упорядоченного массива КТ Ge/Si в качестве матрицы для создания МОП-структур с напряженным каналом на основе стандартной КМОП-технологии. При этом КТ не участвует в транспорте носителей, а служит для деформации выше лежащего слоя Si, играющего роль канала транзистора. Схема структуры приведена на рисунке 1.2(6). Такая конструкция позволяет эффективно управлять степенью растяжения материала канала путем изменения состава КТ, что положительно сказывается на структурных и электрофизических характеристиках прибора.

расщепленный

электрод

GaAs

КТ InAs

напряженный Si SiGe КТ

а) б)

Рисунок 1.2 - Транзистор на основе КТ в системе InAs/GaAs (а) и SiGe/Si (б)

Авторами [31] была предложена конструкция перспективного ПТ, в основе которого лежат одномерно упорядоченные (в виде цепочек) массивы КТ 1пАз/А1А8, образующих канал проводимости. Перенос заряда в такой структуре осуществляется посредством туннелирования носителей из одной КТ в другую.

1.1.2 Чувствительные элементы газовых сенсоров

Характерной особенностью 111ШС, нанопроводов в частности, является возможность получения больших аспектных соотношений и, как следствие, существенно большего отношения поверхности к объему в сравнении с планарными структурами, что приводит к увеличению эффективной площади адсорбции, снижению энергопотребления, увеличению чувствительности и избирательности систем, возможности функционирования при температурах окружающей среды. Это открывает широкие возможности использования ППНС в качестве чувствительных элементов газовых сенсоров всех типов: резистивных, транзисторных, ионизационных [32-34].

В работах [35, 36] были предложены конструкции интегральных газочувствительных элементов резистивного типа на основе ННК 81. Легированные ННК 81 формировали между электродами мостиковую структуру, образуя резистор, адсорбат на поверхности которого модулировал проводимость, изменяя количество подвижных носителей. Диаметр ННК 81 составлял 200 и 100 нм, соответственно. Системы демонстрировали выраженное изменение тока через структуру при подаче КНз и НС1. Авторы [35] отмечают, что чувствительность элемента существенно зависит от диаметра используемых ННК, плотности поверхностных состояний и концентрации газа. При этом, как видно из результатов моделирования, представленных на рисунке. 1.3 (а), уменьшение диаметра ННК с 60 до 12 нм приводит к увеличению отклика на внешнее воздействие на порядок. Это согласуется с результатами работы [37], где было показано на примере ННК 8п02, что при уменьшении диаметра ННК с 117 нм до 41 отклик системы при подаче N02 в зависимости от значения рабочей температуры и концентрации может возрастать в 2-3 раза.

Массив упорядоченных вертикально ориентированных ННК 1пАб на подложках 1пР(111) был использован в работе [38] для формирования двух газочувствительных

элементов резистивного типа: в одном использовались исходные ННК ЬъАэ, в другом — функционализированные металлопорфирином. Диаметр используемых ННК составлял от 50 до 100 нм при длине в 3 мкм. Анализ отклика чистой и функционализированной структур на подачу N0 и N02 показал, что если для N02 чувствительность в обоих случаях высока, то для N0 отклик функционализированной структуры существенно больше. Использование металлопорфиринов на основе различных элементов - Бе, Ъп, Со, Си, N1 -может повысить селективность и чувствительность предлагаемой конструкции к другим газам. Кроме того, особенностью данных элементов является возможность дегазации на основе эффекта саморазогрева тела ННК при подаче больших напряжений (рисунок 1.3, б). На рисунке изображен отклик элемента при 0,2 В при 10 ррш N02- При последующем приложении к ННК смещения 3,4 В в течение 10 мин чувствительность элемента восстанавливается до исходной значительно быстрее. Это обусловлено тем, что при увеличении напряжения рост тока в ННК ограничивается насыщением скорости носителей заряда, приводя к резкому возрастанию сопротивления и, как следствие, разогреву полупроводника. Адсорбированные молекулы десорбируются, что фиксируется по резкому падению сопротивления резистора. Таким образом, отпадает необходимость формирования дополнительного нагревательного элемента.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Солодовник, Максим Сергеевич, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. S. Adachi. Properties of group-IV, III-V and II-VI semiconductors / S. Adachi. — John Wiley & Son, 2005.-408 p.

2. Шур M. Современные приборы на основе арсенида галлия / М. Шур. - М.: Мир, 1991. - 632 с.

3. Лучинин В.В. и др. Нанотехнология: физика, процессы, диагностика, приборы / В.В. Лучинин и др. -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. - 552 с.

4. G. Cao. Nanostructures & nanomaterials. Synthesis, properties & applications / G. Cao. -Imperial College Press, 2004. - 448 p.

5. Гиваргизов Е.И. Рост нитевидных и пластинчатых кристаллов из пара / Е.И. Гиваргизов. — М.: Наука, 1977. — 306 с.

6. N. К. Jha, D. Chen. Nanoelectronic circuit design / N. К. Jha, D. Chen. - Springer, 2011. — 290 p.

7. S. K. Hadia et al. FinFET architecture analysis and fabrication mechanism // International Journal of Computer Science Issues. - 2011. - Vol. 8. - P. 235-240.

8. M. Veshala et al. Reduction of short-channel effects in FinFET // International Journal of Engineering and Innovative Technology. - 2013. - Vol. 2. - P. 118-124.

9. C. Thelander et al. Nanowire-based one-dimensional electronics // Nano Today. - 2006. -Vol. 10.-P. 28-35.

10. T. Bryllert et al. Vertical wrap-gated nanowire transistors // Nanotechnology. - 2006. - Vol. 17.-P. 227-230.

11. G. Rosaz et al. Electrical characteristics of a vertically integrated field-effect transistor using non-intentionally doped Si nanowires // Microelectronics Engineering. - 2011. - Vol. 88. -P. 3312-3315.

12. S. Sato et al. Electrical characterization of Si nanowire field-effect transistors with semi gate-around structure suitable for integration // Solid-State Electronics. - 2010. — Vol. 54. - P. 925-928.

13. O. Knopfmacher et al. Dual gated silicon nanowire field effect transistors // Procedia Chemistry. - 2009. - Vol. 1. - P. 678-681.

-14814. К. Moon et al. Electrical transport properties in electroless-etched Si nanowire field-effect transistors // Microelectronics Engineering. - 2010. - Vol. 87. - P. 2407-2410.

15. B. Salem et al. Self-connected horizontal silicon nanowire field effect transistor // Solid State Communications. - 2009. - Vol. 149. - P. 799-801.

16. H. Zhu et al. Self-aligned multi-channel silicon nanowire field-effect transistors // SolidState Electronics. - 2012. - Vol. 78. - P. 92-96.

17. O. Hayden et al. Semiconductor nanowire devices // Nano Today. - 2008. - Vol. 3. - P. 1222.

18. M. Akabori et al. Selective area molecular beam epitaxy of InAs on GaAs (110) masked substrates for direct fabrication of planar nanowire field-effect transistors // Journal of Crystal Growth. - 2012. - Vol. 345. - P. 22-26.

19. S.A. Dayeh et al. Advances in the synthesis of InAs and GaAs nanowires for electronic applications // Nano Today. - 2009. - Vol. 4. - P. 347-358.

20. S. Johansson et al. Temperature and annealing effects on InAs nanowires MOSFETs // Microelectronics Engineering. - 2011. - Vol. 88. - P. 1105-1108.

21. P. Piccin et al. Growth by molecular beam epitaxy and electrical characterization of GaAs nanowires // Physica E. - 2007. - Vol. 37. - P. 134-137.

22. В. Мокеров и др. Гетероструктурный транзистор на квантовых точках с повышенной максимальной дрейфовой скоростью электронов // ФТП. - 2006. - №3. - С. 367-371.

23. S.K. Jung et al. Fabrication of quantum dot transistors incorporating a single self-assembled quantum dot // Physica E. - 2000. - Vol. 7. - P. 430-434.

24. A. Dimoulas et al. Advanced gate stacks for high-mobility semiconductors / A. Dimoulas et al. - Springer, 2007. - 383 p.

25. C.K. Maiti et al. Strained-Si heterostructures field effect transistors // Semiconductor Science Technology. - 1998. - Vol. 13. - P. 1225-1246.

26. S.E. Thompson et al. A 90-nm logic technology featuring strained-silicon // Transactions on Electron Devices.-2004.-Vol. 11.-P. 1790-1797.

27. S.E. Thompson et al. Uniaxial-process-induced strained-Si: extending the CMOS roadmap // Transactions on Electron Devices. - 2006. - Vol. 5. - P. 1010-1020.

- 14928. C.-C. Lu et al. Strained silicon technology: mobility enhancement and improved short channel effect performance by stress memorization technique on nFET devices // Journal of the Electrochemical Society. - 2010. - Vol. 157. - P. 487-500.

29. S.E. Thompson et al. A logic nanotechnology featuring strained-silicon // Electron Devices Letter.-2004.-Vol. 4.-P. 191-193.

30. L.K. Nanver et al. Integration of MOSFETs with SiGe dots as stressor material // Solid-State Electronics. - 2011. - Vol. 60. - P. 75-83.

31. Z.M. Wang. Self-assembled quantum dots / Z.M. Wang. - Springer, 2008. - 468 p.

32. J. Huang, Q. Wan. Gas sensor based on semiconducting metal oxide one-dimensional nanostructures // Sensors. - 2009. - Vol. 9. - P. 9903-9924.

33. Y. Dan et al. Chemical gas sensors based on nanowires // Nanowire Research Progress. — 2008.-P. 1-34.

34. C.H. Xu et al. Gas sensors based on one-dimensional nanostructures // Handbook of Nanoceramics and Their Based Nanodevices. - 2008. - Vol. 20. - P. 1-22.

35. T.I. Kamins et al. Metal-catalyzed, bridging nanowires as vapor sensors and concept for their use in a sensor system // Nanotechnology. - 2006. - Vol. 17. - P. 291-297.

36. F. Demami et al. Silicon nanowires based resistor as gas sensors // Sensors and Actuators B: Chemical.-2011.-P. 1-5.

37. M. Tonezzer, N.V. Hieu. Size-dependent response of single-nanowire gas sensors // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2012. - Vol. 163. - P. 146-152.

38. P. Offermans et al. Functionalized vertical InAs nanowire arrays for gas sensing // Sensors and Actuators B: Chemical.-2012.-Vol. 161.-P. 1144-1149.

39. L. Liao et al. A novel gas sensor based on field ionization from ZnO nanowires: moderate working voltage and high stability // Nanotechnology. - 2008. - Vol. 19. - P. 175501.

40. D.Y. Kim, J.Y. Son. Horizontal ZnO nanowires for gas sensor application: Al-doping effect on sensitivity // Electrochemical and Solid-State Letters. - 2009. - Vol. 12. - P. 109-111.

41. R.W. Kelsall et al. Nanoscale Science and Technology / R.W. Kelsall et al. - John Wiley and Sons, 2005.-473 p.

42. Y. Sugiyama et al. Spectral hole burning memory using InAs self-assembled quantum dots // Fujitsu Science Technology. - 1998. - Vol. 34. - P. 183-190.

43. С. Balocco et al. Room-temperature operations of memory devices based on self-assembled InAs quantum dot structures // Applied Physics Letters. - 2004. - Vol. 24. - P. 5911-5913.

44. A. Marent et al. A novel nonvolatile memory based on self-organized quantum dots // Microelectronics Journal. - 2009. - Vol. 40. - P. 492-495.

45. D. Bimberg. Semiconductor Nanostructures / D. Bimberg. - Springer, 2008. — 351 p.

46. M. Prada, P. Harrison. Geometrical effects on the charge/discharge properties of quantum dot flash memories // Superlattice and Microstructures. - 2003. - Vol. 34. - P. 241-244.

47. C. Yoon et al. P-type silicon nanowire-based nano-floating gate memory with Au nanoparticles embedded in AI2O3 gate layers // Solid State Science. - 2010. - Vol. 12. - P. 745-749.

48. H. Yu et al. Perspective of flash memory realized on vertical Si nanowires // Microelectronics Reliability. - 2012. - Vol. 52. - P. 651-661.

49. X. Zhu et al. Silicon nanowire NVM cell using high-k dielectric charge storage layer // Microelectronics Engineering. - 2008. - Vol. 85. - P. 2403-2405.

50. X. Zhu et al. Silicon nanowire NVM with high-k gate dielectric stack // Microelectronics Engineering. - 2009. - Vol. 86. - P. 1957-1960.

51. Жуков A.E. Лазеры на основе полупроводниковых наноструктур / А.Е. Жуков. - С.-Пб.: Элмор, 2007. - 304 с.

52. Егоров В.А. и др. Фотолюминесценция многослойных структур с квантовыми точками InAs/GaAs в диапазоне длин волн 1.3-1.4 мкм // Письма в ЖТФ. - 2000. — № 4. - С. 8490.

53. А.Е. Zhukov. Long-wavelength lasers based on metamorphic quantum dots // Microelectronics Engineering. - 2005. - Vol. 81. - P. 229-237.

54. Леденцов H.H. и др. Гетероструктуры с квантовыми точками: получение, свойства, лазеры // ФТП. - 1998. - № 4. - С. 385-410.

55. М.Р. Pires et al. InAs quantum dots over InGaAs for infrared photodetectors // Journal of Crystal Growth. - 2004. - Vol. 272. - P. 192-197.

56. R. Chen et al. Nanolasers grown on silicon // Nature Photonics. - 2011. - Vol. 5. - P. 170175.

57. M.S. Kang et al. Gallium nitride nanostructures for light-emitting diode applications // Nano Energy.-2012.-P. 1-10.

58. Асеев A.JI. Нанотехнологии в полупроводниковой электронике / A.JI. Асеев. -Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2004. - 368 с.

59. S.J. Xu, SJ. Chua. Characteristics if InGaAs quantum dot infrared photodetectors // Applied Physics Letters. - 1998. - Vol. 21. - P. 3153-3155.

60. P. Rotella et al. Normal incidence InAs/InGaAs dots-in-well detectors with current blocking AlGaAs layer // Journal of Crystal Growth. - 2003. - Vol. 251. - P. 787-793.

61. J.I. Lee et al. Normal-incidence far-infrared absorption in five-period InAs/GaAs quantum dots at room temperature // Journal of the Korean Physical Society. - 2002. - Vol. 1. - P. 136-139.

62. A.G.U. Perera et al. Room temperature nano- and microstructure photon detectors // Microelectronic Journal. - 2009. - Vol. 40. - P. 507-511.

63. C. Hansson et al. Comparative study of infrared photodetectors based on quantum wells (QWIPs) and quantum dots (QDIPs) / C. Hansson et al. - Halmstad University, 2006. - 57 p.

64. S.Y. Wang et al. InAs/GaAs quantum dot infrared photodetectors with different growth temperature // Infrared Physics & Technology. - 2003. - Vol. 44. - P. 527-532.

65. S. Chakrabarti et al. Characteristics of a multicolor InGaAs-GaAs quantum-dot infrared photodetector // Photonics Technology Letters. - 2005. - Vol. 1. - P. 178-180.

66. G. Ariyawansa et al. Multi-color tunneling quantum dot infrared photodetectors operating at room temperature // Infrared Physics & Technology. - 2007. - Vol. 50. - P. 156-161.

67. A.J. Nozik. Quantum dot solar cells // Physica E. - 2002. - Vol. 14. - P. 115-120.

68. P.G. Linares et al. Inx(GayAli_y)i-xAs quaternary alloys for quantum dot intermediate band solar cells // Energy Procedia. - 2010. - Vol. 2. - P. 133-141.

69. M. Elborg et al. Extension of absorption wavelength in GaAs/AlGaAs quantum dots with underlying quantum well for solar cell application // Japanese Journal of Applied Physics. -2012.-Vol. 51.-P. 1401-1403.

70. L. Dupre et al. High density core-shell silicon nanowire array for the realization of third generation solar cell // Energy Procedia. - 2011. - Vol. 10. - P. 33-37.

-15271. L. Hong et al. Surface nanostructure optimization for GaAs solar cell application // Japanese Journal of Applied Physics. -2012. - Vol. 51. - P. 1301-1303.

72. R. Karadia et al. Nanopillar photovoltaics: materials, processes and devices // Nano Energy. -2012.-Vol. l.-P. 132-144.

73. X. Li et al. Morphology-tunable assembly of periodically aligned Si nanowire and radial p-n junction arrays for solar cell application I I Applied Surface Science. - 2012. — Vol. 258. - P. 6169-6176.

74. B.-R. Huang et al. A simple and low-cost technique for silicon nanowire arrays based solar cells // Solar Energy Materials & Solar Cells. - 2012. - Vol. 98. - P. 357-362.

75. C.Y. Kuo et al. Photovoltaic characteristics of silicon nanowire arrays synthesized by vapor-liquid-solid process // Solar Energy Materials & Solar Cells. - 2011. - Vol. 95. - P. 154-157.

76. J.E. Ayers. Heteroepitaxy of semiconductors: theory, growth, and characterization / J.E. Ayers. — Taylor & Francis Group, 2007. - 447 p.

77. J.R. Arthur. Molecular beam epitaxy // Surface Science. - 2002. - Vol. 500. - P. 189-217.

78. Ченг JI., Плог К. Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры // Л. Ченг, К. Плог. - М.: Мир, 1989. - 600 с.

79. P. Atkinson et al. Formation and ordering of epitaxial quantum dots // C.R. Physique. -2008.-Vol. 9.-P. 788-803.

80. Цырлин Г.Э. и др. Латеральное упорядочение нановискеров GaAs на поверхностях GaAs(l 11)В и GaAs(l 10) при молекулярно-пучковой эпитаксии // ФТП. — 2008. - №6. — С. 726-729.

81. J.C. Lin et al. The control of size and area density of InAs self-assembled quantum dots in selective area molecular beam epitaxy on GaAs (001) surface // Microelectronics Journal. -2006.-Vol. 37.-P. 1505-1510.

82. B.C. Lee et al. Selective growth of single InAs quantum dots using strain engineering // Applied Physics Letters. - 2002. - Vol. 2. - P. 326-328.

83. J.C. Lin et al. Effect of GaAs polycrystal on the size areal density of InAs quantum dots in selective area molecular beam epitaxy // Journal of Crystal Growth. - 2006. - Vol. 297. - P. 38-43.

84. A.R. Pratt et al. Indium migration control on patterned substrates for optoelectronic device applications // Applied Physics Letters. - 1994. - Vol. 65. - P. 1009-1011.

85. M. Zander et al. Area selective epitaxy of InAs on GaAs(OOl) and GaAs(l 11)A by migration enhanced epitaxy // Journal of Crystal Growth. - 2011. - Vol. 323. - P. 9-12.

86. S. Kohmoto et al. Site-controlled self-organization of InAs quantum dots // Material Science and Engineering B. - 2002. - Vol. 88. - P. 292-297,

87. A. Huggenberger et al. Site-controlled In(Ga)As/GaAs quantum dots for integration into optically and electrically operated devices // Journal of Crystal Growth. - 2010. — Vol. 11. — P. 1-4.

88. V.C. Elarde et al. Controlled fabrication of InGaAs quantum dots by selective area epitaxy MOCVD growth // Journal of Crystal Growth. - 2004. - Vol. 272. - P. 148-153.

89. K. Haraguchi et al. Current-voltage characteristics of GaAs nanowhiskers // Current Applied Physics. - 2006. - Vol. 6. - P. 10-13.

90. J. Motohisa et al. Catalyst-free selective-area MOVPE of semiconductor nanowires on (lll)B oriented substrates//Journal of Crystal Growth. - 2004. - Vol. 272. -P. 180-185.

91. A. Kawaharazuka et al. Area-selective epitaxy of GaAs by migration-enhanced epitaxy with As2 and AS4 arsenic sources // Applied Surface Science. - 2008. - Vol. 255. — P. 737-739.

92. A. Mandl et al. Self-seeded, position-controlled InAs nanowire growth on Si: A growth parameter study // Journal of Crystal Growth. - 2011. - Vol. 334. - P. 51-56.

93. I. Yoshiba et al. Area selective epitaxy of GaAs with AlGaAs native oxide mask by molecular beam epitaxy // Journal of Crystal Growth. - 2007. - Vol. 301-302. - P. 190-193.

94. T. Toda et al. Growth of GaAs nanostructures by area selective epitaxy by migration-enhanced epitaxy // Physica E. - 2004. - Vol. 23. - P. 315-319.

95. L.E. Wernersson et al. InAs epitaxial lateral overgrowth of W masks // Journal of Crystal Growth. - 2005. - Vol. 280. - P. 81-86.

96. P. Atkinson et al. Molecular beam epitaxial growth of site-controlled InAs quantum dots on pre-patterned GaAs substrates // Microelectronics Journal. - 2006. - Vol. 37. - P. 14361439.

97. S. Ohkouchi et al. Selective growth of ordered InGaAs quantum dots on patterned substrates with nano-hole arrays // Journal of Crystal Growth. - 2007. - Vol. 301-302. - P. 744-747.

98. H. Heidemeyer et al. Highly ordered arrays of In(Ga)As quantum dots on patterned GaAs (001) substrates // Journal of Crystal Growth. - 2004. - Vol. 261. - P. 444-449.

99. P. Atkinson, O.G. Schmidt. Gallium-assisted deoxidation of patterned substrates for site-controlled growth of InAs quantum dots // Journal of Crystal Growth. - 2009. - Vol. 311. — P. 1815-1818.

100. P. Atkinson et al. Formation and ordering of epitaxial quantum dots // C. R. Physique. -2008.-Vol. 9.-P. 788-803.

101. C. Lu et al. Simple method to fabricate large scale quantum dot architectures // Materials Letters. - 2009. - Vol. 63. - P. 563-565.

102. M. Schramboeck et al. In-based quantum dots on AlxGai.xAs surfaces // Microelectronics Engineering. - 2007. - Vol. 84. - P. 1443-1445.

103. T. Nagata et al. Low-temperature growth of GaN microcrystals from position-controlled Ga droplets arrayed by a low-energy focused ion beam system // Journal of Crystal Growth. — 2005. - Vol. 283. - P. 328-331.

104. A. Kramer et al. Self-assembled and ordered growth of silicon and germanium nanowires // Superlattice and Microstructures. - 2009. - Vol. 46. - P. 277-285.

105. J. Kapsa et al. STM and FIB nano-structuration of surfaces to localize InAs/InP(001) quantum dots //Applied Surface Science. - 2004. - Vol. 226. - P. 31-35.

106. M. Mehta et al. Site-selective growth of self-assembled InAs quantum dots on focused ion beam patterned GaAs // Physica E. - 2008. - Vol. 40. - P. 2034-2036.

107. B. Bhushan. Nanotribology and nanomechanics / B. Bhushan. - Springer, 2005. - 1120 p.

108. B. Bhushan. Scanning probe microscopy in nanoscience and nanotechnology / B. Bhushan. -Springer, 2010. - 956 p.

109. C. Taylor et al. Directed self-assembly of quantum structures by nanomechanical stamping using probe tips // Nanotechnology. - 2008. - Vol. 19. - P. 1-10.

110. H. Nakamura et al. Novel nano-scale site-controlled InAs quantum dot assisted by scanning tunneling microscope probe // Physica E. - 2000. - Vol. 7. - P. 331-336.

111. H.Z. Song et al. Growth process of quantum dots precisely controlled by an AFM-assisted technique // Physica E. - 2004. - Vol. 21. - P. 625-630.

- 155112. J. Martin-Sanchez et al. Ordered InAs quantum dots on pre-patterned GaAs (001) by local oxidation nanolithography // Journal of Crystal Growth. - 2005. - Vol. 284. - P. 313-318.

113. D.A. Allwood et al. Characterization of oxide layers on GaAs substrates // Thin Solid Films. - 2000. - Vol. 364. - P. 333-39.

114. B.K. Tanner et al. Kinetics of native oxide film growth on epiready GaAs // Materials Science and Engineering B. - 2001. - Vol. 80. - P. 99-103.

115. M. R. Vilar et al. Characterization of wet-etched GaAs (100) surfaces // Surface and Interface Analysis. - 2005. - Vol. 37. - P. 673-682.

116. Безрядин H.H. и др. Влияние финишной подготовки поверхности арсенида галлия на спектр электронных состояний w-GaAs(100) // ФТП. - 2012. - №6. - С. 756-760.

117. Валюхов Д.П. и др. Исследование взаимодействия кислорода с поверхностью (110) А3В5 // Вестник СКГТУ. - 2010. - №2. - С. 1-6.

118. J.F. Bauters et al. Oxygen-enhanced wet thermal oxidation of GaAs // Applied Physics Letters, 2011.-Vol. 99.-P. 142111.

119. N. Isomura et al. Investigation on GaAs(OOl) surface treated by As-free high temperature surface cleaning method // Journal of Crystal Growth. - 2007. - Vol. 301-302. - P. 26-29.

120. A. Guillen-Cervantes et al. GaAs surface oxide desorption by annealing in ultra-high vacuum // Thin Solid Films. - 2000. - Vol. 373. - P. 159-163.

121. Y. Asaoka. Desorption process of GaAs surface native oxide controlled by direct Ga-beam irradiation // Journal of Crystal Growth. - 2003. - Vol. 251. - P. 40-45.

122. A.F. Pun et al. Reduction of thermal oxide desorption etching on gallium arsenide // Thin Solid Films. - 2007. - Vol. 515. - P. 4419-4422.

123. Дубровский В.Г. Теория формирования эпитаксиальных наноструктур / В.Г. Дубровский. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009. - 352 с.

124. Дубровский В.Г. Полупроводниковые нитевидные нанокристаллы: синтез, свойства, применения // ФТП. - 2009. - №12. - С. 1585-1628.

125. В. Mandl et al. Growth mechanism of self-catalyzed group III-V nanowires // Nano Letters. -2010.-Vol. 10.-P. 4443-4449.

126. N. Wang et al. Growth of nanowires // Materials Science and Engineering R. - 2008. - Vol. 60.-P. 1-51.

-156127. M. Moewe et al. Atomieally sharp catalyst-free wurtzite GaAs/AlGaAs nanoneedles grown on silicon // Applied Physics Letters. - 2008. - Vol. 93. - P. 023116.

128. K.A. Bertness et al. Nucleation conditions for catalyst-free GaN nanowires // Journal of Crystal Growth. - 2007. - Vol. 300. - P. 94-99.

129. F. Jabeen et al. Growth of III-V semiconductor nanowires by molecular beam epitaxy // Microelectronics Journal. - 2009. - Vol. 40. - P. 442-445.

130. Самсоненко Ю.Б. и др. Особенности формирования нитевидных нанокристаллов GaAs на различных поверхностях кремния при молекулярно-пучковой эпитаксии // ФТП. — 2008. - №12. - С. 1478-1482.

131. J. Paek et al. MBE-VLS of catalyst-free III-V axial heterostructures nanowires on (lll)Si substrates//Journal of Crystal Growth.-2011.-Vol. 323.-P. 315-318.

132. J.H. Paek et al. Structural and optical properties of a catalyst-free GaAs/AlGaAs core-shell nano/microwire grown on (11 l)Si substrate // Physica E. - 2010. - Vol. 42. - P. 2722-2726.

133. Сибирев H.B. и др. Влияние потока мышьяка при молекулярно-пучковой эпитаксии самокаталитических нитевидных нанокристаллов (Ga,Mn)As // ФТП. - 2013. - № 10. -С. 1425-1430.

134. G.-C. Yi. Semiconductor nanostructures for optoelectronic devices / G.-C. Yi. - Springer, 2012.-335 p.

л

135. Мамутин В.В. Выращивание нитевидных и пластинчатых кристаллов А N молекулярно-пучковой эпитаксией с участием жидкой фазы // Письма в ЖТФ. - 1999. -№18.-С. 55-63.

136. J. Johansson et al. Growth related aspects of epitaxial nanowires // Nanotechnology. - 2006. -Vol. 17.-P. 355-361.

137. K.A. Dick et al. Control of III-V nanowire crystal structure by growth parameter tuning // Semiconductor Science Technology. - 2010. - Vol. 25. - P. 1-11.

138. Дубровский В.Г., Сибирев H.B. Влияние нуклеации на кристаллическую структуру полупроводниковых нитевидных нанокристаллов // Письма в ЖТФ. - 2009. - №8. - С. 73-80.

139. Самсоненко Ю.Б. и др. Исследование процессов самокаталитического роста GaAs нитевидных нанокристаллов на модифицированных поверхностях Si (111),

полученных методом молекулярно-пучковой эпитаксии // ФТП. - 2011. — №4. - С. 441445.

140. S. Yu et al. Growth and optical properties of catalyst-free InP nanowires on Si (100) substrates // Physica E. - 2010. - Vol. 42. - P. 1510-1543.

141. Дубровский В.Г. и др. О роли поверхностной диффузии адатомов при формировании нанометровых нитевидных кристаллов // ФТП. - 2006. - №9. - С. 1103-1110.

142. Цырлин и др. Диффузионный механизм роста нановискеров GaAs и AlGaAs в методе молекулярно-пучковой эпитаксии // ФТП. - 2005. - №5. - С. 587-594.

143. Дубровский В.Г., Сибирев Н.В. Рост нанометровых нитевидных кристаллов по обобщенному механизму «пар-жидкость-кристалл» // Письма в ЖТФ. — 2006. - №5. — С. 1-7.

144. H.J. Joyse et al. III-V semiconductor nanowires for optoelectronic device applications // Progress in Quantum Electronics. - 2011. - Vol. 35. - P. 23-75.

145. J.C. Harmand et al. GaAs nanowires formed by Au-assisted molecular beam epitaxy: Effect of growth temperature // Journal of Crystal Growth. - 2007. - Vol. 301-302. - P. 853-856.

146. M.C. Plante, R.R. LaPierre. Growth mechanism of GaAs nanowires by gas source molecular beam epitaxy // Journal of Crystal Growth. - 2006. - Vol. 286. - P. 394-399.

147. V. G. Dubrovskii et al. Shape modification of III-V nanowires: The role of nucleation on sidewalls // Physical Review E. - 2008. - Vol. 77. - P. 031606.

148. C. Colombo et al. Ga-assisted catalyst-free growth mechanism of GaAs nanowires by molecular beam epitaxy // Physical Review B. - Vol. 77. - 2008. - P. 1-5.

149. J.B. Babu, K. Yoh. Effect of As/In-flux on the growth of InAs nanowire by molecular beam epitaxy // Journal of Crystal Growth. - 2011. - Vol. 323. - P. 301-303.

150. J.B. Babu, K. Yoh. Growth rate enhancement of InAs nanowire by molecular beam epitaxy // Journal of Crystal Growth. - 2011. - Vol. 322. - P. 10-14.

151. C. Chatillon et al. Thermodynamics of GaAs nanowire MBE growth with gold droplets // Journal of Crystal Growth. - 2009. - Vol. 311. - P. 3598-3608.

152. Сошников И.П. и др. Некоторые особенности формирования нанометровых нитевидных кристаллов на подложках GaAs (100) методом МПЭ // Письма в ЖТФ. — 2004.-№18.-С. 28-35.

153. Галицын Ю. Г. и др. Термодинамические и кинетические аспекты реконструкционных переходов на поверхности (001) GaAs // ФТП. - 2000. - №8. - С. 978-983.

154. Галицын Ю.Г. и др. Кинетические явления в реконструкционном переходе /?-(2*4) —*■ а-(2x4) на поверхности (001) GaAs // Письма в ЖЭТФ. - 2005. - №12. - С. 766-770.

155. C.G. Morgan et al. Arsenic dimmer dynamics during MBE growth: theoretical evidence for a novel chemisorption state of As2 molecules on GaAs surfaces // Physical Review Letters. — 1999. - Vol. 82. - P. 4886-4889.

156. Y. Tasuoka et al. Substrate temperature dependence of surface migration of As atoms during molecular beam epitaxy of GaAsP on a (411)A GaAs substrate // Journal of Crystal Growth. -2001.- Vol. 227-228. - P. 266-270.

157. Алексеев A.H., Карпов С.Ю. Термическое травление поверхности GaAs(100) в вакууме // Письма в ЖТФ. - 1994. -№14. - С. 57-61.

158. Агеев О.А. и др. Получение и исследование НЕМТ-структур на основе GaAs для СВЧ-полевых транзисторов на нанотехнологическом комплексе НАНОФАБ НТК-9 // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2011. - № 4 (117). - С. 13-21.

159. Агеев О.А. и др. Разработка технологии изготовления наногетероструктур GaAs/InGaAs/AlGaAs методом МЛЭ на нанотехнологическом комплексе НАНОФАБ НТК-9 // Сборник работ лауреатов конкурса молодых ученых имени академика И.И. Воровича «Фундаментальные и прикладные проблемы современной техники». - 2010. -С. 64-73.

160. Рукомойкин А.В., Солодовник М.С. Формирование и исследование арсенид-галлиевых наноструктур на нанотехнологическом комплексе НАНОФАБ НТК-9 // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2011. - № 4 (117). - С. 237-238.

161. Ageev О.A. et al. Autocatalytic Growth of Whiskers on GaAs(100) by MBE // Russian -Taiwanese Symposium «Physics and Mechanics of New Materials and Their Applications». -2012.-P. 2.

162. Агеев О.А. и др. Исследование влияния геометрических параметров на модуль Юнга ориентированных нитевидных нанокристаллов GaAs методом атомно-силовой микроскопии // Российские нанотехнологии. - 2013. - №1-2. - С. 20-25.

- 159163. Агеев О.А. и др. Определение геометрических параметров массива вертикально ориентированных углеродных нанотрубок методом атомно-силовой микроскопии // Микро- и наносистемная техника. - 2012. - №3. - С. 9-13.

164. Алексеев П.А. и др. Определение модуля Юнга нанопроводов GaAs, наклонно растущих на подложке // ФТП. - 2012. - №5. - С. 659-664.

165. G. Wang et al. Size dependency of the elastic modulus of ZnO nanowires: surface stress effect // Applied Physics Letters. - 2007. - Vol. 91. - P. 231912.

166. S. Cuenot et al. Surface tension effect on the mechanical properties of nanomaterials measured by atomic force microscopy // Physical Review B. - 2004. - Vol. 69. - P. 165410.

167. Назаренко M.B. и др. Самосогласованная модель роста и кристаллической структуры нитевидных нанокристаллов с учетом диффузии адатомов // ЖТФ. - 2011. - №2. - С. 153-156.

168. Т. Clarysse et al. Characterization of electrically active dopant profiles with the spreading resistance probe // Materials Science and Engineering R. - 2004. - Vol. 47. - P. 123-206.

169. W. Frammelsberger et al. C-AFM-based thickness determination of thin and ultra-thin Si02 films by use of different conductive-coated probe tips // Applied Surface Science. - 2007. — Vol. 253.-P. 3615-3626.

170. Деменьтев П.А. и др. Вольт-амперные характеристики легированных кремнием нитевидных нанокристаллов GaAs с защитным слоем AlGaAs, заращенных нелегированным слоем GaAs // ФТП. - 2010. - №5. - С. 636-641.

171. Агеев О.А. и др. Исследование режимов формирования оксидных наноразмерных структур методом локального анодного окисления // Известия вузов. ЭЛЕКТРОНИКА. - 2012. - № 2(94). - С. 43-50.

172. Агеев О.А. и др. Исследование режимов локального анодного окисления эпитаксиальных структур арсенида галлия // Известия ЮФУ. Технические науки. — 2011.-№4(117).-С. 8-13.

173. Якубовский С.В. и др. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник / С.В. Якубовский и др. - М.: Радио и связь, 1990. - 496 с.

- 160174. Ефимов И.Е. и др. Микроэлектроника: Проектирование, виды микросхем, функциональная микроэлектроника / И.Е. Ефимов и др. - М.: Высшая школа, 1987. — 416 с.

175. R. Gupta et al. Analytical non-linear charge control model for InAlAs/InGaAs/InALAs double heterostructure high electron mobility transistor (DH-HEMT) // Solid-State Electronics. - 2005. - Vol. 49. - P. 167-174.

176. K. Remashan, K. Radhakrishan. A compact analytical I-V model of AlGaAs/InGaAs/GaAs p-HEMTs based on non-linear charge control model // Microelectronics Engineering. — 2004.-Vol. 75.-P. 127-136.

177. Полякова A.JI. Деформация полупроводников и полупроводниковых приборов / A.JI. Полякова. - М.: Энергия, 1979. - 168 с.

178. J. Brubach. Ultrathin InAs/GaAs quantum wells: electronic structure, excitonic effects and carrier capture / J. Brubach. - Technische University Eindhoven, 2001. - 168 p.

179. Зегря Г.Г. и др. Структура энергетических квантовых уровней в квантовой точке, имеющей форму сплюснутого тела вращения // ФТП. - 2003. - №3. - С. 334-338.

180. Агеев О.А. и др. Получение наноразмерных структур на основе нанотехнологического комплекса НАНОФАБ НТК-9 // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2011. - №1. -С.109-116.