Сканирующая зондовая микроскопия наноразмерных гетероструктур для полупроводниковых лазеров тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Учреждение Российской академии наук Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН

На правах рукописи

40чээи•

СВИРИДОВ Дмитрий Евгеньевич

СКАНИРУЮЩАЯ ЗОНДОВАЯ МИКРОСКОПИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУР ДЛЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЛАЗЕРОВ

Специальность: 01.04.07 - физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

1 2 МАЙ 2011

МОСКВА, 2011 г.

4845961

Работа выполнена в Лаборатории лазеров с катодно-лучевой накачкой Нейтронно-физического отдела Учреждения Российской академии наук Физического института им. П.Н. Лебедева РАН

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук

В. И. Козловский

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук кандидат физико-математических наук

В. Б. Ошурко И. П. Казаков

Ведущая организация:

Научно-исследовательский центр по изучению свойств поверхности и вакуума

Защита диссертации состоится " 23 " мая 2011 года в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 002.023.03 Учревдения Российской академии наук Физического института им. П.Н. Лебедева РАН по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский проспект, д. 53.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан "'?-(" сип к од. 2011 года.

Ученый секретарь диссертационного совета Д пт гт т

доктор физико-математических наук

А.С. Шиканов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность. Современное развитие полупроводниковых приборов основывается на использовании наноразмерных гетероструктур, получаемых эпи-таксиальными методами роста. Для совершенствования технологии их создания и улучшения рабочих характеристик приборов на их основе необходимо точно, и по возможности быстро определить такие параметры гетероструктур как, шероховатость ростовой поверхности, толщины слоев, их химический состав и концентрацию носителей в них.

В работах [1-3] было показано, что в определенных случаях эти задачи могут быть решены на основе атомно-силовой микроскопии (АСМ) с помощью таких методов как контактная и полуконтактная атомно-силовая микроскопия (КАСМ и ПАСМ), позволяющих измерять рельеф поверхности [4], а также метода сканирующей микроскопии сопротивления растекания (СМСР), измеряющего проводящие свойства поверхности [5].

Тем не менее, некоторые из этих параметров могут быть измерены и другими, более известными методами, такими, например, как сканирующая и просвечивающая электронная микроскопия. Однако, АСМ является более простым в применении методом, не требующим сложной процедуры приготовления образца и проведения измерений в вакууме.

Другие методы, такие как фотолюминесценция и рентгеноструктурный анализ, в отличие от АСМ, позволяют измерять усредненные по всей структуре свойства, и неспособны предоставить информацию с высоким пространственным разрешением о токах, носителях и потенциалах на нанометровом уровне, присущем современным квантово-размерным гетероструктурам.

Несмотря на огромное число работ по использованию атомно-силовой микроскопии в различных областях науки, относительно малое число работ посвящено исследованию данным методом полупроводниковых лазерных гетероструктур. В работах [2,6] метод СМСР применялся для определения концентрации носителей п и дрейфовой подвижности ц в квантовых ямах (КЯ) легиро-

ванных гетероструктур. Для этого, однако, необходимо было использовать калибровочные измерения. Было показано, что визуализация слоев в этом режиме в основном определяется различием в концентрации носителей в КЯ и барьерах. Однако, полученные результаты справедливы лишь для сильно легированных структур.

КАСМ и ПАСМ также применялись при исследовании гетероструктур с КЯ. В работах [1,7] было показано, что визуализация различных слоев происходит за счет релаксации внутренних упругих напряжений на поверхности скола и окисления. Кроме этого в работе [8] был развит метод, позволяющий предоставлять количественную информацию о величине упругих напряжений в КЯ и их химическом составе.

Большинство работ выполнено для легированных структур на основе кремния и соединений АЗВ5. Практически не исследованы нелегированные ге-тероструктуры на основе соединений АЗВ5 и А2В6. Все вышесказанное определяет актуальность задачи исследования методами КАСМ, ПАСМ и СМСР нелегированных гетероструктур на основе соединений АЗВ5 и А2В6, применяемых при создании полупроводниковых лазеров с электронным и оптическим возбуждением.

Цель работы. Целью данной диссертационной работы являлось развитие методов КАСМ, ПАСМ и СМСР для определения различных параметров нелегированных полупроводниковых гетероструктур на основе материалов АЗВ5 и А2В6, таких как толщины слоев, химический состав и концентрация носителей.

Для достижения поставленной цели в ходе работы решались следующие основные задачи:

- исследовать механизм формирования рельефа на сколах гетероструктур с квантовыми ямами Оа1пР/АЮа1пР, 2пСс18/2п88е и Сс18/гп88е, а также на сколах гетероструктур со слоями А^/АЮаАз с большим содержанием алюминия методами КАСМ и ПАСМ;

- смоделировать рельеф, образующийся на поверхности сколов гетерост-руктур с квантовыми ямами;

- исследовать механизм визуализации слоев нелегированных полупроводниковых гетероструктур в режиме СМСР и его зависимость от излучения встроенного в АСМ лазера и внешней подсветки;

- изучить механизм токопереноса в контакте зонда с нелегированными слоями гетероструктур в режиме сканирующей микроскопии сопротивления растекания, посредством измерения и моделирования вольтампер-ных характеристик (ВАХ).

Научная новизна и практическая значимость работы состоит в том, что впервые методами атомно-силовой микроскопии исследовались нелегированные квантово-размерные гетероструктуры для лазеров с продольным оптическим и электронным возбуждением на основе соединений АЗВ5 и А2В6, излучающих в видимой области спектра. Наиболее значимыми результатами являются:

- результаты, полученные при исследовании процессов формирования нано-рельефа и механизма визуализации слоев на сколах гетероструктур с КЯ Gao.46bio.54P/(Alo.6Gao.4)o.5lno.5P, Zno.4Cdo.6S/ZnSo.07Seo.93 и CdS/ZnS0.07Se0.93 в контактном и полуконтактном режиме АСМ, позволяющие определять такие параметры структур как толщины слоев и их химический состав;

- объяснение механизма формирования рельефа поверхности скола гетероструктур с распределенными брэгговскими зеркалами (РБЗ) AlAs/AlGaAs, и определение толщин слоев, что, в частности, позволило уточнить характеристики зеркал и лазера, изготовленного на основе одной из таких гетероструктур;

- объяснение механизма визуализации квантовых ям на сколах нелегированных гетероструктур в режиме сканирующей микроскопии сопротивления растекания и особенностей механизма токопереноса в контакте зонда со слоями гетероструктур;

- предложение теоретического описания процесса растекания тока в области контакта зонда со слоями гетероструктур, учитывающего формирование барьера Шоттки вблизи контакта зонда с поверхностью скола и наличие сопротивления растекания, позволяющего оценить концентрацию носителей в квантовых ямах.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Визуализация слоев на сколах гетероструктур с КЯ Gao.46lno.54P/ (А1о.бОао.4)о.51по.5Р, и Сс18Жп8о.о78ео.9з в контактном и полуконтактном режиме сканирования преимущественно происходит за счет релаксации внутренних упругих напряжений, вызванных рассогласованием кристаллических решеток квантовых ям и барьеров.

2. Рельеф поверхности сколов гетероструктур с квантовыми ямами Оао.4бЬ1о.54Р/(А1о.бОао.4)о.51по.5Р, и CdSZZnS0.07Se0.93, формируемый за счет релаксации упругих напряжений, может быть смоделирован с помощью аналитического выражения, полученного в линейном и изотропном приближении теории упругости, что позволяет оценить химический состав слоев квантовых ям.

3. Формирование рельефа поверхности сколов гетероструктур со слоями А1Аэ и АЮаАв происходит за счет различий в скоростях окисления этих слоев.

4. Визуализация слоев на сколах нелегированных гетероструктур в режиме сканирующей микроскопии сопротивления растекания происходит за счет различий в величине их удельного сопротивления и высоте барьера Шоттки, формирующегося при контакте зонда с ними.

5. Предложенная теоретическая модель растекания тока в точечном контакте с барьером Шоттки, учитывающая сопротивление растекания, хорошо описывает измеряемые на слоях структур вольтамперные характеристики, позволяя, таким образом, оценить концентрацию носителей в квантовых ямах.

Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы докладывались на следующих российских и международных конференциях:

- 14-th Int. Conf. on II-VI Compounds, St. Petersburg, 2009;

- 17-th Int. Symp. Nanostructures: Physics and Technology, Minsk, 2009;

- I и III Всероссийских школах-семинарах "Наноматериалы", г. Рязань

2008 и 2009 гг.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 4 научные статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы составляет 96 страниц, включая 67 рисунков, 2 таблицы и список литературы из 89 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность темы, отражена новизна и практическая значимость работы, сформулирована цель и задачи диссертации.

В первой главе дается обзор современного состояния исследований различных полупроводниковых гетероструктур тремя методами атомно-силовой микроскопии: контактным, полуконтактным, и методом сканирующей микроскопии сопротивления растекания. Рассмотрены теоретические и практические основы применения данных методов для получения изображений, представляющих собой распределение различных физических свойств по поверхности исследуемых структур. Даны представления о латеральном (в плоскости сканирования) разрешении. Рассмотрены предложенные в литературе механизмы визуализации слоев на сколах гетероструктур GaAs/AlxGai_xAs, InxGaj.xAs/ InP, InxGai_xAs/GaAs и их зависимость от таких факторов как окисление, релаксация упругих напряжений и различие в проводимости. Анализируются работы, в которых изучалось влияние встроенного в АСМ лазера (BJI) на результаты измерений электрических характеристик полупроводниковых структур и рассмотрены способы минимизации этого влияния. Обсуждается возможность приме-

пт Рхсгояшк. мкм

Рис. 1. Топографическое изображение распределенного брэгговского зеркала AlAsZAlo.45Gao.55As (а) и усредненный профиль в направлении нормали к ростовой поверхности гетероструктуры (б).

нения методов КАСМ, ПАСМ и СМСР для определения таких параметров ге-тероструктур как химический состав слоев, концентрация носителей тока, и их подвижность.

Вторая глава посвящена исследованию механизмов образования рельефа на сколотых поверхностях гетероструктур с КЯ на основе соединений А2В6 и АЗВ5. Дано описание структуры исследуемых образцов и методики измерений в режимах ПАСМ и КАСМ. В частности было показано, что рельеф в области выхода слоев А1А5/А1о.450ао.55Аз на поверхность скола определяется, в основном, процессами окисления, которые протекают более интенсивно для слоёв с большим содержанием А1. Типичное изображение такого участка поверхности с усредненным профилем в направлении нормали к ростовой поверхности гетероструктуры представлено на рис. 1.

Такой же механизм формирования рельефа скола наблюдался и в случае гетероструктуры с квантовыми ямами Zno.4Cdo.6S/ZnSo.07Seo.93> чьи слои были согласованы по периоду кристаллической решетки с подложкой СаАв. В данном случае процесс окисления проходил существенно медленнее, чем в структурах А1АБ/АЮаА8. Тем не менее, слои гпБЗе окислялись сильнее, чем слои гпСсй, что приводило к образованию впадин на месте выхода КЯ гпСсй на поверхность скола.

В гетероструктурах Са04б1по.54Р/(Л1о.60^0.4)0.5^0.5? и CdS/ZnSo.o7Seo.9з с заметным рассогласованием периодов кристаллических решеток соседних слоев формирование рельефа поверхности скола в основном определялось релаксацией внутренних упругих напряжений, вызванных различием в периодах кристаллических решеток КЯ и барьеров. Вблизи каждой квантовой ямы, испытывающей напряжение сжатия, возникало возвышение, которое хорошо описывалось аналитической моделью частичной релаксации внутренних упругих напряжений при образовании свободной поверхности [8].

иг(г) = С + ^(\ + у)-£-Щ(г-к-1-а)-\пГ--Ч + (г-к-Ь + а)-\п ---И (1)

где uy(z) - высота возвышения КЯ на сколе, измеряемая с помощью ACM, z -направление вдоль нормали к ростовой поверхности, С - произвольная константа, v - коэффициент Пуассона, £ = (/„ - /й)//д - рассогласование периодов кристаллических решеток КЯ (/„) и барьеров (/,;), L - толщина барьерного слоя, а - полуширина КЯ, к - номер КЯ.

Результаты сравнения экспериментального профиля поверхности скола ге-тероструктуры с КЯ Gao.46lno.54P/(Alo.6Gao.4)o.5lno.5P с расчетным профилем представлены на рис. 2.

Наилучшее совпадение расчетной и измеренной зависимостей наблюдалось при рассогласовании периодов кристаллических решёток барьерных слоев и квантовых ям £= 0.0048. Используя это значение и зная период кристаллической решетки барьерных слоев можно оценить постоянную решетки КЯ, которая не всегда известна, и, предполагая применимость правила Вегарда для тройного соединения GalnP, оценить его химический состав.

Полученные, таким образом, оценки состава квантовых ям в структурах Gao.4Gln0.54P/(Alo.6Ga0.4)o.5lno.5P и CdS/ZnS0.07Se0.93. сделанные по измерению на-норельефа поверхности скола, соответствуют, с удовлетворительной точностью, составам, заданным в процессе роста гетероструктур.

X (nm)

Рис. 2. Топографическое изображение участка скола гетероструктуры Gao.16Ino.54P /(Alo.6Gao.4V5Ino.5P (а)- Усредненный профиль в направлении нормали к ростовой поверхности (сплошная кривая) в сравнении с расчетной кривой (пунктирная) для е = 0.0048 (б).

В третьей главе представлены результаты исследований механизма визуализации слоев нелегированных гетероструктур с КЯ (А2В6 и АЗВ5) на сколе методом сканирующей микроскопии сопротивления растекания. Дано описание структуры исследуемых образцов и методики измерений в режиме СМСР.

Было показано, что визуализация КЯ на сколах нелегированных гетероструктур возможна как при положительных, так и при отрицательных потенциалах, прикладываемых к структуре за счет того, что при контакте зонда с КЯ величина тока оказывалась больше, чем при контакте зонда с барьерными слоями. На рис. 3 в качестве примера представлено токовое изображение участка скола одной из гетероструктур с КЯ CdS/ZnSo.oySeo.93, полученное в режиме СМСР при U= -2 В (а) и усредненный профиль в направлении нормали к ростовой поверхности гетероструктуры (б).

Чтобы узнать, влияет ли излучение встроенного в АСМ лазера (Я = 653 нм) на визуализацию слоев исследуемых гетероструктур в режиме СМСР, в ряде экспериментов лазер выключался на время измерения тока. В этом случае для предотвращения автоматического втягивания пьезосканера коэффициент усиления обратной связи (КУОС) приравнивался к нулю. Для дополнительного

..............

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 Iт

0,0 0.2 0,4 0,6 0,8 1.0 1.2 1.4 1.6 Расстояние, мкм

Рис. 3. СМСР изображение участка скола гетероструктуры с КЯ СсК/гиББе, полученное при и = -2 В (а) и усредненный профиль в направлении нормали к ростовой поверхности гетероструктуры (б).

внешнего освещения поверхности скола вблизи точечного контакта использовалось излучение галогеновой лампы (ГЛ), имеющей непрерывный спектр в диапазоне (350-1400 нм). На рис. 4 представлено полученное таким образом СМСР изображение скола гетероструктуры с КЯ Са0.511п0.49р/(А1о.7Сао,э)о.511по.49Р и РБЗ А1Аб /Alo.5Gao.5As при и = -1.4 В. Было установлено, что излучение ВЛ способна оказывать существенное влияние на результаты измерений в режиме СМСР за счет генерации неравновесных носителей в слоях структур и подложке, что приводило к увеличению величины тока, протекающего через точечный контакт.

Для того чтобы разобраться в механизме визуализации КЯ на сколах нелегированных гетероструктур, необходимо было провести детальное исследование механизма токопереноса в контакте зонд-образец. Для этих целей были проведены измерения вольтамперных характеристик точечных контактов зонда с различными слоями гетероструктур в темноте и при подсветке излучением встроенного лазера. Было установлено, что вольтамперные характеристики, полученные на всех слоях исследуемых структур имеют выпрямляющий характер. Экспоненциальное возрастание тока наблюдалось при отрицательных потенциалах на втором контакте. При положительных потенциалах происходило насыщение тока. Исключение составляли слои распределенных брэгговских

Ij ш

О j

□

о.

Рис. 4. СМСР изображение участка скола структуры с КЯ Ga0.s:In0 49Р /(Al07Gao.3)o.5iIno.49P и AlAs/AlGaAs, полученное в режиме СМСР при ¡7 = -1.4 В. Секция 1 - ВЛ вкл., КУОС = 2; секция 2 - ВЛ выкл., КУОС = 0; секция 3 - ВЛ выкл., КУОС = О, ГЛ вкл.

зеркал AlAs/AlGaAs, на вольтамперных характеристиках которых возрастание тока наблюдалось при положительных потенциалах, а насыщение при отрицательных. Кроме того на ВАХ слоев GalnP/AlGaTnP гетероструктур с РБЗ при отрицательных потенциалах после экспоненциального возрастания тока наблюдалось его насыщение приблизительно на уровне 5 нА в темноте. Главное отличие между вольтамперными характеристиками, полученными на слоях КЯ и барьеров, состояло в величинах пороговых напряжений, которые для КЯ были меньше, и в углах наклона линейных участков на ВАХ относительно оси напряжения. При подсветке излучением встроенного в АСМ лазера пороговые напряжения уменьшались как на КЯ, так и на барьерах, угол наклона линейных участков при этом увеличивался.

Было показано, что ВАХ контактов зонда со слоями структур могут быть смоделированы на основе термоэмиссионной теории для контакта металл-полупроводник с барьером Шоттки, учитывая последовательно включенное сопротивление растекания Rs.

где II - потенциал, прикладываемый ко второму контакту, £ = лг,„с2 - площадь электрического контакта зонд-образец, А - эффективная постоянная Ричард-

(2)

1000

0-

■ Растет .г1я:№ = Я5хЮ Ом, Ь = («|(ГА,Т1 = 3.1 ---Эксперимент

-100-

■ Расчет д 1я:1Ь = 5.5х106 Ом, 1ч = 6x10 "А, 4 = 3.1

-• —Эксперимент I

□

<

о

0.1

-3,0 -25 -20 -1.5 -1.0 -0,5 0,0 Напряжение, В

0,0 0.5 1.0 15 2,0 25 3.0 Напряжение^

Рис. 5. Экспериментальная и теоретическая В АХ для КЯ Оао^Гпо 49Р в линейном (а) и полулогарифмическом масштабе (знаки тока и напряжения изменены на противоположные) (б).

сона, Т- абсолютная температура, Ф5 - высота барьера Шоттки, е, к, ц- заряд электрона, постоянная Больцмана и параметр неидеальности диода.

Моделирование осуществлялось подбором параметров т], и /, = 5-Л*-7г-ехр(-ФДТ), где /, - ток насыщения, при которых расчетная кривая максимально совпадала с экспериментальной в области выхода зависимости тока от напряжения на линейный участок, характеризующий сопротивление растекания.

Для квантовых ям гетероструктуры Сао.511по,49Р/(А1о.7Сао.з)о.5 ] 1п0 49Р без РБЗ (рис. 5), таким образом, удалось оценить величину Т<у Его значение при выключенном встроенном лазере составило 5.5- 10б Ом. Далее, были проведены оценки концентрации носителей в КЯ (п) с помощью выражений:

где р - удельное сопротивление материала КЯ, г,„с - радиус контакта зонд-образец, ц ~ дрейфовая подвижность электронов в КЯ, в - параметр, характеризующий неоднородность проводимости слоистой структуры.

Я, = д-р/4-гтс, р = Уе-п-ц

(3)

О

о.оо-

-1-

/

-0,02-

(

-в'

КЯ втемноте

—I-.-]-1-1---1-1-г-'-г

-6 -4 -2 0 2 4 Нащшжешк, В

КЯ в темноте

Ш

-3.0 -2,5 -2,0 -1,5 -1,0 -0,5 0,0 Напряжение, В

Рис. 6. Экспериментальные ВАХ контактов зонда с КЯ Gao.46lno.54P (а) и СсВ (б), полученные при выключенном ВЛ.

Значение гтс оценивалось с помощью модели Герца, описывающей упругие деформации контактирующих тел (7.6 нм). Значение подвижности бралось из литературы (2000 см2/Вх) [9,10]. Было найдено также, что параметр в равен примерно 20 для исследуемых структур. Полученное, таким образом, значение концентрации электронов в КЯ п ~ 4-1015 см"3, совпало со значением для исследуемого материала, известного из литературы [9].

В случае гетероструктур с КЯ Оа1пР/АЮа1пР и слоями РБЗ АЬЛк/АЮаАв, а также гетероструктур с КЯ Сс18/2п88е применение такого подхода оказывается затруднительным, так как на ВАХ контактов зонда со слоями этих структур присутствуют участки с насыщением тока при отрицательных потенциалах на втором контакте (рис. 6). В этих случаях модель позволяет рассчитать лишь начальные участки экспоненциального возрастания тока на ВАХ, на которых не проявляется зависимость от параметра Л, (рис. 7). В случае гетероструктур с КЯ Оа1пР/АЮа1пР и слоями РБЗ А^/АЮаАБ, насыщение объясняется выпрямляющими свойствами р-п гетероперехода, образованного слоями РБЗ (р - типа) и слоями Ста1пР/АЮа1пР (п - типа). В случае гетероструктур с КЯ Сс18/гп88е участки с насыщением при отрицательном потенциале связывались с выпрямляющими свойствами гетероперехода подложка йаАз - ZnS.Se и барьером

Гетероструктура с КЯ GalnP/AIGalnP и РБЗ AlAs/AIGaAs Гегеросфукчура с КЯ CdS/ZnSSe

Напряжение, В Напряжение, В

Рис. 7. Вольтамперные характеристики контактов зонда с КЯ Gao.46lno.54P (а) и CdS (б) из рис. 6, построенные в полулогарифмическом масштабе (знаки тока и напряжения изменены на противоположные).

Шотгки на втором контакте. Тем не менее, для некоторых структур зависимость тока на ВАХ успевала выйти на линейный участок перед насыщением, что позволяло провести оценки величины Rs и, соответственно, концентрации носителей в КЯ.

В заключение данной главы приводится рассмотрение механизма визуализации слоев нелегированных гетероструктур на сколе в режиме СМСР с помощью анализа вольтамперных характеристик. Полученные результаты свидетельствуют, что пороговые напряжения при контакте зонда со слоями КЯ для всех гетероструктур меньше, чем при контакте зонда с барьерными слоями. На рис. 8, в качестве примера, представлены экспериментальные и теоретические ВАХ для контактов зонда с КЯ Gao.51Ino.49P и барьером (Al0.7Ga0.3)0.5ibo.49P! полученные в темноте для гетероструктуры со слоями РБЗ. Расчетные кривые для КЯ и барьера были построены для Is = 3-Ю"15 и 7-Ю"18 А соответственно. Видно, что величина пороговых напряжений определяется значением параметра /,, величина которого для КЯ существенно больше, чем для барьера. Параметр Is в свою очередь зависит, согласно выражению (3), от высоты барьера Шоттки Ф, (уменьшается с увеличением барьера). Поэтому тот факт, что пороговые напряжения при контакте зонда со слоями КЯ меньше, чем с барьерами, является

Напряжение, В

Рис. 8. Экспериментальные и теоретические ВАХ контактов зонда с КЯ Gao.51Ino.49P и барьером (Alo.7Gao.3)o.5iIno.49P, полученные в темноте для гетероструктуры со слоями РБЗ. Видно, что пороговое напряжение для КЯ меньше.

следствием того, что высота барьера Шоттки для контакта зонда с Kit меньше.

Влияние отличия в проводимости между слоями гетероструктур на визуализацию также следует из анализа экспериментальных вольтамперных характеристик для КЯ и барьеров, из которых видно, что наклон линейного участка, определяемый проводимостью, для этих слоев заметно отличается.

Что касается наилучшего условия для визуализации слоев нелегированных гетероструктур в режиме СМСР, то оно выполняется, если сканирование осуществляется при напряжении, значение которого находится между пороговыми напряжениями для барьерных слоев и КЯ.

В заключение приводятся основные результаты, полученные при выполнении данной работы:

1. На сколах гетероструктур Gao.46lno.54P/(Alo.6Gao.4)o.5lno.5P и CdS/ZnS0.07Se0.93, содержащих слабо окисляющиеся слои, контактным и полуконтактным методом сканирования был выявлен нанорельеф, сформированный релаксацией внутренних упругих напряжений на свободной поверхности. Проведен расчет

данного нанорельефа на основе теории упругости в линейном и изотропном приближении, позволивший оценить химический состав квантовых ям.

2. Полуконтактным методом сканирования скола лазерной гетероструктуры с распределенными брэгговскими зеркалами AlAsM.lo.45Gao.55As были измерены толщины слоев, что позволило уточнить оптические характеристики зеркал и объяснить температурные зависимости характеристик лазера, изготовленного на ее основе. Установлено, что визуализация слоев обусловлена разной скоростью окисления слоев AlAs и Alo.45Gao.55As.

3. Впервые методом сканирующей микроскопии сопротивления растекания было получено контрастное изображение квантовых ям на сколах нелегированных гетероструктур GalnP/AlGalnP и CdS/ZnSo.oiSeo.93- Показано, что визуализация слоев происходит за счет различий в величине их удельного сопротивления и высоте барьера Шоттки, формирующегося при контакте зонда с ними.

4. Предложена модель растекания тока вблизи точечного контакта зонда с поверхностью скола гетероструктуры, учитывающая образование барьера Шоттки в области контакта зонда, и величину последовательного сопротивления растекания. Показано, что на вольтамперные характеристики точечного контакта оказывают влияние электрические характеристики второго контакта и гетероперехода между подложкой и активной областью гетероструктуры. Данная модель позволила оценить концентрацию носителей в КЯ Gao.51Ino.49P /(Alo.7Gao.3V51Ino.49P значением 4-1015 см'3.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Д.Е. Свиридов, В.И. Козловский, Н.В. Забавин. Сканирующая зондовая микроскопия сколов нелегированных гетероструктур GalnP/AlGalnP и CdS/ZnSSe. // Краткие сообщения по физике, ФИАН, 38(2), с.19-29 (2011).

2. D.E. Sviridov, V.I. Kozlovsky, and D.A. Sannikov. Scanning spreading resistance microscopy of undoped CdS/ZnSSe multiple quantum well heterostruc-ture. // Phys. Stat. Sol. B, 247(6), p. 1420-1423 (2010).

3. В.И. Козловский, Д.А. Санников, Д.Е. Свиридов. Наноразмерные гетро-структуры ZnCdS/ZnSSe для полупроводниковых лазеров. // Краткие сообщения по физике ФИАН, 35(2), с. 3-10 (2008).

4. В.Ю. Бондарев, В.И. Козловский, А.Б. Крыса, Ю.М. Попов, Д.Е. Свиридов, Я.К. Скасырский. Лазерная электронно-лучевая трубка с монолитным лазерным экраном. // Квантовая электроника, 37(9), с. 853 - 856 (2007).

5. V.G. Litvinov, V.I. Kozlovsky, D.A. Sannikov, D.E. Sviridov, O.A. Milova-nova, and N.B. Rybin. Local measurement of conduction band offset for ZnCdS/ZnSSe nanostructure by Laplace current DLTS cooperated with AFM technique. //Phys. Stat. Sol. C, 7(6), p. 1536-1538 (2010).

6. H.B. Забавин, Д.Е. Свиридов. Выращивание квантоворазмерных гетеро-структур CdS/ZnSe/ZnSSe//GaAs методом парофазной эпитаксии из ме-таллоорганических соединений и их исследование. // Труды III Всероссийской школы-семинара студентов, аспирантов и молодых ученых по направлению «Наноматериалы», Рязань, РГРУ, Т.1, с.42-46, 27 сент. - 2 окт. (2010).

7. D.E. Sviridov, V.I. Kozlovsky. Illumination effect on multiple quantum well heterostructure visualization with scanning spreading resistance microscopy. // Proceeding of 17-th Int. Symp. "Nanostractures: Physics and Technology", p. 46, Minsk, Belarus (2009).

8. D.E. Sviridov, V.I. Kozlovsky, and D.A. Sannikov. Scanning spreading resistance microscopy of undoped CdS/ZnSSe multiple quantum well heterostructure. // Proceeding of 14-th Int. Conf. "II-VI Compounds", p. 116, St. Petersburg, Russia (2009).

9. В.И. Козловский, Д.Е. Свиридов, Д.А. Санников. Исследование скола наноразмерной гетероструктуры CdS/ZnSSe методом сканирующей микроскопии сопротивления растекания. // Тезисы докладов IX Российской конференции по физике полупроводников «Полупроводники 2009», Новосибирск-Томск, с. 54, 28 сентября - 3 октября 2009 г.

10. Д.Е. Свиридов. Влияние подсветки на визуализацию слоев гетерострук-туры GalnP/AlGalnP с 25 квантовыми ямами методом сканирующей микроскопии сопротивления растекания. // Труды I Всероссийской школы-семинара студентов, аспирантов и молодых ученых по направлению «На-номатериалы», г. Рязань, РГРУ, с. 206-209, 1-6 дек. (2008).

Список цитируемой литературы.

1. F. Lelarge, О. Dehaese, Е. Кароп, С. Priester, Appl. Phys. А, 69,347 (1999).

2. К. Maknys, О. Douheret, and S. Anand, Appl. Phys. Lett., 83(11), 2184 (2003).

3. H. Dumont, L. Auvray, J. Dazord, V. Souliere, Y. Monteil, and J. Bouix, J. Appl. Phys., 85 (10), 7185 (1999).

4. А. А. Бухараев, Д. В. Овчинников, А. А. Бухараева, Заводская лаборатория, 5,10 (1997).

5. М. Meuris, W. Vandervorst, and Р. De Wolf, European Patent No. 90,201,853, filed July 9,1990. U.S. Patent No. 5,585,734, filed December 17,1996.

6. F. Giannazzo, V. Raineri, and F. Priolo, Appl. Phys. Lett. 88,043177 (2006).

7. Т. M. Smeeton, V. Bousquet, S. E. Hooper, M. Kauer, and J. Heffeman, Appl. Phys. Lett., 88,041910 (2006).

8. J. H. Davies, D.M. Bruls, J.W.A.M Vugs, and, P.M. Koenraad, Journal of Appl. Phys, 91(7), 4171 (2002).

9. S. F. Yoon, K. W. Mah and H. Q. Zheng, J. Appl. Phys., 85 (10) 7374 (1999).

10. C. Besikci and M. Razeghi, IEEE Transactions on electron devices, 41(6), 1066 (1994).

1 l.Adachi Sadao, Properties of group - IV, Ш-V and П-VI semiconductors (John Willey & Sons, LTD, Chichester, 2005).

Подписано в печать:

20.04.2011

Заказ № 5363 Тираж -100 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499)788-78-56 www.autoreferat.ru

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1 Контактный и полуконтактный режим работы атомно-силового микроскопа.

1.2 Визуализация слоев гетероструктур с квантовыми ямами в контактном и полуконтактном режиме работы атомно-силового микроскопа.

1.3 Метод сканирующей микроскопии сопротивления растекания.

1.4 Визуализация слоев гетероструктур с квантовыми ямами методом сканирующей микроскопии сопротивления растекания.

1.5 Влияние подсветки излучением встроенного в атомно-силовой микроскоп лазера на токовые измерения.

1.6 Выводы из обзора.

Глава 2. Исследование гетероструктур с квантовыми ямами и брэгговскими зеркалами в контактном и полуконтактном режиме сканирования.

2.1 Экспериментальная установка и методика исследования.

2.2 Визуализация слоев гетероструктур на сколах в контактном и полуконтактном режиме сканирования.

2.3 Моделирование рельефа, формирующегося на поверхности скола гетероструктур в результате релаксации внутренних упругих напряжений и оценка химического состава квантовых ям.

Глава 3. Исследование нелегированных гетероструктур с квантовыми ямами в режиме сканирующей микроскопии сопротивления растекания.

3.1 Получение изображения квантовых ям на сколах гетероструктур Са1пР/АЮа1пР и СаБ/гпЗЗе.

3.2 Влияние подсветки излучением с различным спектральным составом.

3.3 Локальные вольтамперные характеристики.

3.4 Механизм токопереноса в контактах зонда со слоями гетероструктур.

3.5 Оценка концентрации носителей в квантовых ямах Оа1пР/АЮа1пР и СаБ/г^е.

3.6 Механизм визуализации слоев гетероструктур на сколе в режиме сканирующей микроскопии сопротивления растекания.

Современное развитие полупроводниковых приборов основывается на использовании наноразмерных гетероструктур, получаемых эпитаксиальны-ми методами роста. Для совершенствования технологии их создания и улучшения рабочих характеристик приборов на их основе необходимо точно, и по возможности быстро определить такие параметры гетероструктур как, шероховатость ростовой поверхности, толщины слоев, их химический состав и концентрацию носителей в них.

В работах [1-3] было показано, что в определенных случаях эти задачи могут быть решены на основе атомно-силовой микроскопии (АСМ) с помощью таких методов как контактная и полуконтакт'ная атомно-силовая микроскопия (КАСМ и ПАСМ), позволяющих измерять рельеф поверхности [4], а также метода сканирующей микроскопии сопротивления растекания (СМСР), измеряющего проводящие свойства поверхности [5].

Тем не менее, некоторые из этих параметров могут быть измерены и другими, более известными методами, такими, например, как сканирующая и просвечивающая электронная микроскопия. Однако, АСМ является более простым в применении методом, не требующим сложной процедуры приготовления образца и проведения измерений в вакууме.

Другие методы, такие как фотолюминесценция и рентгеноструктурный анализ, в отличие от АСМ, позволяют измерять усредненные по всей структуре свойства, и неспособны предоставить информацию с высоким пространственным разрешением о токах, носителях и потенциалах на нанометровом уровне, присущем современным квантово-размерным гетероструктурам.

Несмотря на огромное число работ по использованию атомно-силовой микроскопии в различных областях науки, относительно малое число работ посвящено исследованию данным методом полупроводниковых лазерных гетероструктур. В работах [2,6] метод СМСР применялся для определения концентрации носителей п и дрейфовой подвижности ¡л в квантовых ямах (КЯ) легированных гетероструктур. Для этого, однако, необходимо было использовать калибровочные измерения. Было показано, что визуализация слоев в этом режиме в основном определяется различием в концентрации носителей в КЯ и барьерах. Однако, полученные результаты справедливы лишь для сильно легированных структур.

КАСМ и ПАСМ также применялись при исследовании гетероструктур с КЯ. В работах [1,7] было показано, что визуализация различных слоев происходит за счет релаксации внутренних упругих напряжений на поверхности скола и окисления. Кроме этого в работе [8] был развит метод, позволяющий предоставлять количественную информацию о величине упругих напряжений в КЯ и их химическом составе.

Большинство работ выполнено для легированных структур на основе кремния и соединений АЗВ5. Практически не исследованы нелегированные гетероструктуры на основе соединений АЗВ5 и А2В6. Все вышесказанное определяет актуальность задачи исследования методами КАСМ, ПАСМ и СМСР нелегированных гетероструктур на основе соединений АЗВ5 и А2В6, применяемых при создании полупроводниковых лазеров с электронным и оптическим возбуждением.

Целью данной диссертационной работы являлось развитие методов КАСМ, ПАСМ и СМСР для измерения различных параметров полупроводниковых нелегированных гетероструктур на основе материалов АЗВ5 и А2В6, используемых при создании лазеров с продольной оптической и электронной накачкой. Для определения параметров гетероструктур, необходимо было исследовать механизм визуализации слоев на сколах и определить его зависимость от различных факторов. Так как до сих пор концентрация носителей в КЯ, в режиме СМСР, определялась на основе калибровочных измерений, важным было разработать математическую модель, учитывающую механизмы токопрохождения в контакте зонда со слоями гетероструктур.

Исследования проводились на зондовом микроскопе Solver Р-47 Pro компании НТ-МДТ (г. Зеленоград). Полученные результаты были использованы для оптимизации ростовых процессов и характеристик лазеров.

Заключение

1. На сколах гетероструктур Оа0.4б1п0.54Р/(А1о.бОа0.4)о.51по.5Р и CdSZZnS0.07Se0.93» содержащих слабо окисляющиеся слои, контактным и полуконтактным методом сканирования был выявлен нанорельеф, сформированный релаксацией внутренних упругих напряжений на свободной поверхности. Проведен расчет данного нанорельефа на основе теории упругости в линейном и изотропном приближении, позволивший оценить химический состав квантовых ям.

2. Полуконтактным методом сканирования скола лазерной гетероструктуры с распределенными брэгговскими зеркалами AlAsZAlo.45Gao.55As были измерены толщины слоев, что позволило уточнить оптические характеристики зеркал и объяснить температурные зависимости характеристик лазера, изготовленного на ее основе. Установлено, что визуализация слоев обусловлена разной скоростью окисления слоев А1Аб и Alo.45Gao.55As.

3. Впервые методом сканирующей микроскопии сопротивления растекания было получено контрастное изображение квантовых ям на сколах нелегированных гетероструктур ОаШУАЮа1пР и CdSZZnS0.07Se0.93. Показано, что визуализация слоев происходит за счет различий в величине их удельного сопротивления и высоте барьера Шоттки, формирующегося при контакте зонда с ними.

4. Предложена модель растекания тока вблизи точечного контакта зонда с поверхностью скола гетероструктуры, учитывающая образование барьера Шоттки в области контакта зонда, и величину последовательного сопротивления растекания. Показано, что на вольтамперные характеристики точечного контакта оказывают влияние электрические характеристики второго контакта и гетероперехода между подложкой и активной областью гетероструктуры. Данная модель позволила оценить концентрацию носителей в КЯ Gao.51Ino.49P Z(Alo.7Gao.з)o.5lIno.49P значением 4-1015 см"3.

1. F. Lelarge, О. Dehaese, E. Карой, С. Priester, Strain relaxation at cleaved surfaces studied by atomic force microscopy, Appl. Phys. A, 69, 347 (1999).

2. K. Maknys, O. Douheret, and S. Anand, Probing carriers in two-dimensional systems with high spatial resolution by scanning spreading resistance microscopy, Appl. Phys. Lett., 83(11), 2184 (2003).

3. H. Dumont, L. Auvray, J. Dazord, V. Souliere, Y. Monteil, and J. Bouix, Strain-induced surface morphology of slightly mismatched InxGai-xAs films grown on vicinal (100) InP substrates, J. Appl. Phys., 85(10), 7185 (1999).

4. А. А. Бухараев, Д. В. Овчинников, А. А. Бухараева, Заводская лаборатория, 5, 10 (1997).

5. М. Meuris, W. Vandervorst, and P. De Wolf, European Patent No. 90,201,853 filed July 9, 1990. U.S. Patent No. 5,585,734, filed December 17, 1996.

6. F. Giannazzo, V. Raineri, and F. Priolo, Drift mobility in quantum nanostruc-tures by scanning probe microscopy, Appl. Phys. Lett., 88, 43117 (2006).

7. Т. M. Smeeton, V. Bousquet, S. E. Hooper, M. Kauer, and J. Heffernan, Atomic force microscopy analysis of cleaved facets in Ill-nitride laser diodes grown on free-standing GaN substrates, Appl. Phys. Lett., 88, 041910 (2006).

8. J. H. Davies, D.M. Bruls, J.W.A.M Vugs, and, P.M. Koenraad, Relaxation of a strained quantum well at a cleaved surface, Journal of Appl. Phys., 91(7), 4171 (2002).

9. Ю. С. Бараш "Силы Ван-дер-Ваальса", M: "Наука", 1988, 344 с.

10. М. Saint Jean, S.Hudlet, C.Guthmann, J.Berger, Van der Waals and capacitive forces in atomic force microscopies, J. Appl. Phys., 86(9), 5245 (1999).

11. A. Buldum, S. Ciraci, С. Y. Fong, J. S. Nelson, Interpretation of long-range interatomic force, Phys. Rev. B, 59, 5120 (1999).

12. E. Meyer, H. Heinzelmann. Scanning Force Microscopy (SFM): Scanning Tunneling Microscopy. Vol. II / ed by R. Weisendanger and H. J. Guntherodt. -Berlin: Springer Verlag. 1992. p. 99-146.

13. P. Eyben, M. Xu, N. Duhayon, and W. Vandervorst, Scanning spreading resistance microscopy and spectroscopy for routine and quantitative two-dimensional carrier profiling, J. Vac. Sci. Technol. B, 20(1), 471 (2002).

14. F. Reinhardt, B. Dwir, and E. Kapon, Oxidation of GaAs/AlGaAs heterostructu-res studied by atomic force microscopy in air, Appl. Phys. Lett., 68 (22), 3168 (1996).

15. D. C. Hurley, J. A. Turner, Measurement of Poisson's ratio with contact-resonance atomic force microscopy, J. Appl. Phys., 102, 033509 (2007).

16. T. R. Albrecht, P. Grutter, D. Home, and D. Rugar, Frequency modulation detection using high-Q cantilevers for enhanced force microscope sensitivity, J. Appl. Phys., 69, 668(1991).

17. Martin, Y., C. C. Williams, and H. K. Wickramasinghe, Atomic force microscope force mapping and profiling on a sub 100-A scale, J. Appl. Phys., 61, 4723 (1987).

18. Q. Zhong, D. Inniss, K. Kjoller, and V. B. Elings, Fractured polymer/silica fiber surface studied by tapping mode atomic force microscopy, Surf. Sci., 290, L688 (1993).

19. L. M. Eng, K. D. Jandt, D. Descouts, A combined scanning tunneling, scanning force, frictional force, and attractive force microscope, Rev. Sci. Instrum., 65(2), 390 (1994).

20. D. Sarid, V. Elings, Review of scanning force microscopy, J. Vac. Sci. Technol. B., 9(2), 431 (1991).

21. F.J. Giessibl, Advances in atomic force microscopy, Rev. Mod. Phys., 75, 9492003).

22. J. E. Sader, S. P. Jarvis, Accurate formulas for interaction force and energy in frequency modulation force spectroscopy, Appl. Phys. Lett., 84(10), 18012004).

23. A. San Paulo and R. Garcia, Tip-surface forces, amplitude, and energy dissipation in amplitude-modulation (tapping mode) force microscopy, Phys. Rev. B, 64, 193411 (2001).

24. E. Meyer, H. Heinzelmann, D. Brodbeck, G. Overney, L. Howald, H. Hug, T. Jung, H.-R. Hidber, and H.-J. Guntherodt, Atomic resolution on the surface of LiF(OOl) by atomic force microscopy, J. Vac. Sci. Technol. B 9, 1329 (1990).

25. G. Meyer, and N. M. Amer, Optical-beam-deflection atomic force microscopy: The NaCl(lOO) surface, Appl. Phys. Lett., 56, 2100 (1990).

26. S. Kawaia and H. Kawakatsu, Atomically resolved amplitude modulation dynamic force microscopy with a high-frequency and high-quality factor cantilever, Appl. Phys. Lett., 89, 013108 (2006).

27. Hao Tang, X. Bouju, C. Joachim, C. Girard, and J. Devillers, Theoretical study of the atomic-force-microscopy imaging process on the NaCl(OOl) surface, J. Chem. Phys. 108 (1), 359 (1998).

28. M. R. Jarvis, Rubén Pérez, and M. C. Payne, Can Atomic Force Microscopy Achieve Atomic Resolution in Contact Mode?, Phys. Rev. B, 86(7), 1287 (2001).

29. F. J. Giessibl, and G. Binnig, True atomic resolution on KBr with a low-temperature atomic force microscope in ultrahigh vacuum, Ultramicroscopy 4244, 281 (1992).

30. F. Ohnesorge, and G. Binning, True atomic resolution by atomic force microscopy through repulsive and attractive forces, Science, 260, 1451 (1993).

31. T. Schimmel, T. Koch, J. Kuppers, and M. Lux-Steiner, True atomic resolution under ambient conditions obtained by atomic force microscopy in the contact mode, Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process, 68, 399 (1999).

32. F. J. Giessibl, Theory for an electrostatic imaging mechanism allowing atomic resolution of ionic crystals by atomic force microscopy, Phys. Rev. B 45, 13 815 (1992).

33. S. P. Jarvis, H. Tolcumoto, and J. B. Pethica, Measurement and interpretation of forces in the atomic force microscope, Probe Microsc., 1, 65 (1997).

34. S. P. Jarvis, H. Yamada, H. Tokumoto, and J. B. Pethica, Direct mechanical measurement of interatomic potentials, Nature (London) 384, 247 (1996).

35. R. Erlandsson, L. Olsson, and P. Martensson, Inequivalent atoms and imaging mechanisms in ac-mode atomic-force microscopy of Si(l 1 l)(7x7), Phys. Rev. B 54, R8309 (1996).

36. C. Lavoie, T. Pinnington, E. Nodwell, T. Tiedje, R. S. Goldman, K. L. Kava-nagh, and J. L. Hutter, Relationship between surface morphology and strain relaxation during growth of InGaAs strained layers, Appl. Phys. Lett., 67, 3744 (1995).

37. X. Wallart, C. Priester, D. Deresmes, and F. Mollot, Interplay between segregation, roughness, and local strains in the growth of GaO.75InO.25P alloy, Appl. Phys. Lett., 77, 253 (2000).

38. B. Dwir, F. Reinhardt, and E. Kapon, Cross-sectional atomic-force microscopy of semiconductor nanostructures, J. Appl. Phys., 78(8), 4939 (1995).

39. H. Neddermeyer, Scanning tunneling microscopy of semiconductor surfaces, Rep. Prog. Phys., 59, 701(1996).

40. R. Pérez and P. Gumbsch, Directional Anisotropy in the Cleavage Fracture of Silicon, Phys. Rev. Lett., 84, 5347 (2000).

41. G. A. Wolff and J. D. Broder, Microcleavage, bonding character and surface structure in materials with tetrahedral coordination, Acta. Cryst., 12, 313 (1959).

42. W. Mónch, On the oxidation of III-V compound semiconductors, Surf. Sci., 168, 577 (1986).

43. G. Hollinger, R. Skheyta-Kabbani, M. Gendry, Oxides on GaAs and InAs surfaces: An x-ray-photoelectron-spectroscopy study of reference compounds and thin oxide layers, Phys. Rev. B, 49, 11 159 (1994).

44. Y.M. Niquet, C, Priester, C. Gourgon, H. Mariette, Inhomogeneous strain relaxation in etched quantum dots and wires: From strain distributions to piezoelectric fields and band-edge profiles, Phys. Rev. B, 57, 14 850 (1998).

45. R.R. LaPierre, Т. Okada, В.J. Robinson, G.C. Weatherly, Spinodal-lilce decomposition of InGaAsP/(100) InP grown by gas source molecular beam epitaxy, J. Crystal Growth 155,1 (1995).

46. S. P. Timoshenko and J. N. Goodier, Theory of Elasticity (McGraw-Hill, New York, 1970), Sec. 148.

47. K. L. Johnson, Contact Mechanics (Cambridge University Press, Cambridge, 1985), Sec. 2.5.

48. D. M. Bruls, Ph.D. thesis, Direct profiling of III/V semiconductor nanostructures at the atomic level by cross-sectional Scanning Tunneling Microscopy, Eindhoven: Technische Universiteit Eindhoven, 2003.

49. J. Fleig, K. Krischer, Y. V. Pleskov, H. H. Strehblow: Advances in electrochemical science and engineering vol. 8, ed. by Richard C. Alkire. Wiley - VCH Verlag GmbH & Co: 2002. p. 374.

50. P. De Wolf, J. Snauwaert, T. Clarysse, W. Vandervorst, and L. Hellemans, Characterization of a point-contact on silicon using force microscopy-supported resistance measurements, Appl. Phys. Lett., 66, 1530 (1995).

51. G. Koley, J. Liu, and К. C. Mandal, Investigation of CdZnTe crystal defects using scanning probe microscopy, Appl. Phys. Lett., 90, 102121 (2007).

52. R. Holm, Electric Contacts Handbook, 3rd edition, Springer-Verlag, Berlin, p. 17(1958).54. http://www.nanosensors.com/ diamondcoatedsensors.html

53. T. Hantschel, P. Niedermann, T. Trenkler, and W. Vandervorst, Highly conductive diamond probes for scanning spreading resistance microscopy, Appl. Phys. Lett, 76, 1603 (2000).56. http://www.ntmdt-tips.com/catalog/diamond cond/products/DCP20 15.html

54. P. De Wolf, T. Clarysse, W. Vandervorst, L. Hellemans, Ph. Niedermann, and W. Hanni, Cross-sectional nano-spreading resistance profiling, J. Vac. Sci. Technol. B, 16, 355 (1998).

55. JI. Д. Ландау и E.M. Лившиц. Теория упругости. Москва, "Наука", 1987.

56. P. De Wolf, T. Clarysse and W. Vandervorst, Quantification of nanospreading resistance profiling data, J. Vac. Sci. Technol. B. 16(1), 320 (1997).

57. P. De Wolf, Ph.D. thesis , University of Leuven, Belgium, 142 (1998).

58. Б. JI. Шарма, P. К. Пурохит, Полупроводниковые гетеропереходы: Пер. с анг.// Под ред. Ю.В.Гуляева. М.: Советское Радио, 1979. 227с.

59. Y. Martin, David W. Abraham, and H. Kumar Wickramasinghe, High-resolution capacitance measurement and potentiometry by force microscopy, Appl. Phys. Lett., 52, 1103 (1988).

60. Hao Yin, Tianxin Li, Wenjuan Wang, Weida Hu, Le Lin, and Wei Lu, Scanning capacitance microscopy investigation on InGaAs/InP avalanche photodiode structures: Light-induced polarity reversal, Appl. Phys. Lett., 95, 093506 (2009).

61. M. N. Chang, C. Y. Chen, W. J. Huang, and Т. C. Cheng, Approach to nonpho-toperturbed differential capacitance measurements: A front-wing cantilever, Appl. Phys. Lett., 87, 023102 (2005).

62. Buh G H, Kopanski J J, Marchiando J F, Birdwell A G, and Kuk Y, Factors influencing the capacitance-voltage characteristics measured by the scanning capacitance microscope, J. Appl. Phys., 94(4) 2680 (2003).

63. G. H. Buh and J. J. Kopanski, Atomic force microscope laser illumination effects on a sample and its application for transient spectroscopy, Appl. Phys. Lett., 83, 2486 (2003).

64. J. Smoliner and W. Brezna, An intercepted feedback mode for light sensitive spectroscopic measurements in atomic force microscopy, Rev. Sci. Instrum., 78, 106104 (2007).

65. M. N. Chang and C. Y. Chen, M. J. Yang, С. H. Chien, Photovoltaic effect on the conductive atomic force microscopic characterization of thin dielectric films, Appl. Phys. Lett., 89, 133109 (2006).

66. V. Yu. Bondarev, V. I. Kozlovsky, and Ya. K. Skasyrsky, Laser cathode-ray tube with a monolithic laser screen, Quantum electronics, 37(9), 853 (2007).

67. V. I. Kozlovskii, B. M. Lavrushin, Y. K. Skasyrsky and M. D. Tiberi, Vertical-external-cavity surface-emitting 625-nm laser upon optical pumping of an In-GaP/AlGalnP nanostructure with a Bragg mirror, Quantum Electron., 39(8), 731 (2009).

68. J. E. Sader, J. W. M. Chon and P. Mulvaney, Calibration of rectangular atomic force microscope cantilevers, Rev. Sci. Instrum., 70(10), 3967 (1999).

69. M. S. Hunter and P. Fowle, Natural and Thermally Formed Oxide Films on Aluminum, J. Electrochem. Soc., 103(9), 482 (1956).

70. Yi Yanga, D. Z. Shen, J. Y. Zhanga, X. W. Fana, Z. H. Zhena, X. W. Zhaoa, D. X. Zhaoa and Y. N. Liub, The formation process of self-assembled CdSe quantum dots below critical thickness, J. Cryst. Growth, 220(3), 286 (2000).

71. B. P. Zhang, D. D. Manh, K. Wakatsuki, and Y. Segawa, Features of nanometer scale islands on CdSe/ZnSe surfaces, Appl. Phys. Lett., 77, 3950 (2000).

72. I. Suemune, K. Yoshida, H. Kumano, T. Tawara, A. Ueta and S. Tanaka, II-VI quantum dots grown by MOVPE, J. Cryst. Growth, 248, 301 (2003).

73. Adachi Sadao, Properties of group IV, III-V and II-VI semiconductors (John Willey & Sons, LTD, Chichester, 2005).

74. C. Besikci and M. Razeghi, Electron transport properties of Gao.51Ino.49P for device applications, IEEE Transactions on electron devices, 41(6), 1066 (1994).

75. S. F. Yoon, K. W. Mah and H. Q. Zheng, Transport and photoluminescence of silicon-doped GalnP grown by a valved phosphorus cracker cell in solid source molecular beam epitaxy, J. Appl. Phys., 85 (10) 7374 (1999).

76. A. Bulashevich, V. F. Mymrin, S. Yu. Karpov, D. M. Demidov and A. L. Ter-Martirosyan, Effect of free-carrier absorption on performance of 808 nm Al-GaAs-based high-power laser diodes, Semicond. Sci. Technol., 22, 502 (2007).

77. P. Samori, F. Cicoria, STM and AFM studies on (bio)molecular systems: unravelling the nanoworld, (Topics in current chemistry vol. 285 318 p., Springer 2008). p. 168.

78. M. Werner, О. Dorsch, Н. U. Baerwind, E. Obermeier, L. Haase, W. Seifert, A. Ringhandt, C. Johnston, S. Romani, H. Bishop, and P. R. Challcer, Charge transport in heavily B-doped poly crystalline diamond films, Appl. Phys. Lett., 64, 595 (1994).

79. Э. X. Родерик, Контакты металл полупроводник; Пер. с англ./ Под ред. Г. В. Степанова. - М.: Радио и связь, 1982. - 208 е., ил.

80. Н. К. Henisch, Semiconductor contacts: an approach to ideas and models (Clarendon Press, Oxford, 1984) 377 p.

81. J. Osterman, A. Hallen, and S. Anand, Carrier profiling of Al-doped 4H-SiC by scanning spreading resistance microscopy, Appl. Phys. Lett., 81, 3004 (2002).

82. N. D. Jäger, Ph. Ebert, K. Urban, R. Krause-Rehberg, and E. R. Weber, Scanning tunneling microscopy and spectroscopy of semi-insulating GaAs, Phys. Rev. B, 65, 195318 (2002).

83. С. Зи, Физика полупроводниковых приборов в 2-х книгах; Пер. с англ./ Под ред. Р. А. Сурис. М.: Мир, 1984. - 843 е., ил.

84. М. S. Yeganeh, J. Qi, and A. G. Yodh, M. C. Tamargo, Interface quantum well states observed by three-wave mixing in ZnSe/GaAs heterostructures, Phys. Rev. Lett, 68, 3761 (1992).

85. V. Kazukauskas, M. Grün, St. Petillon, A. Storzum, and C. Klingshirn, Experimental observation of two-dimensional electron gas in the CdS quantum wells of CdS/ZnSe heterostructures, Appl. Phys. Lett, 74, 395 (1999).6)