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Bibliographic Metadata

Title
Site-controlled nanostructure fabrication by selective area epitaxy through shadow masks / by Viktoriya Zolatanosha ; [1. Reviewer: Prof. Dr. Dirk Reuter, 2. Reviewer: Prof. Dr. Cedrik Meier]
AuthorZolatanosha, Viktoryia
ParticipantsReuter, Dirk ; Meier, Cedrik
PublishedPaderborn, 2020
Edition
Elektronische Ressource
Description1 Online-Ressource (xvii, 169 Seiten) : Diagramme
Institutional NoteUniversität Paderborn, Dissertation, 2020
Annotation
Tag der Verteidigung: 08.06.2020
Defended on2020-06-08
LanguageEnglish
Document TypesDissertation (PhD)
URNurn:nbn:de:hbz:466:2-37372 
DOI10.17619/UNIPB/1-979 
Files
Site-controlled nanostructure fabrication by selective area epitaxy through shadow masks [62.01 mb]
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Reference
Classification
Abstract (German)

Die Schattenmasken-gestützte Molekularstrahlepitaxie wurde auf GaAs (100) in Volmer Weber-Form angewandt, um die ortsselektive III-V Halbleiternanostrukturen herzustellen. Bei der ortsselektive Epitaxie-Prozedur wurde Gallium lokal durch die Öffnungen in der Schattenmaske abgeschieden. Indem die Größe der Öffnung mit der mittleren Entfernungscharakteristik für eine selbstorganisierte Nanotröpfchenformation vergleichbar gemacht wurde, war es möglich, ein einzelnes Nanotröpfchen mit hoher Genauigkeit zu positionieren. Im ersten Teil der Arbeit wurde ein Schattenmaskendesign entwickelt. Die Schattenmaske wurde prozesstechnisch auf Silizium-Basis realisiert. Die Kompatibilität mit dem Molekularstrahlepitaxie-Verfahren wurde nachgewiesen. Zusätzlich wurde eine unschädliche in-situ Reinigung der Maskenbehandlung festgestellt. Im zweiten Teil der Arbeit wurde die Tröpfchenepitaxie-Methode für Schattenmasken-gestützte Epitaxie angepasst. Jeder Tröpfchenepitaxie-Schritt wurde optimiert und mit Rasterelektronenmikroskopie und Rasterkraftmikroskopie analysiert. Die Hauptarbeit bezieht sich auf die Optimierung der Gallium-Abscheidungsparameter. Die Substrattemperatur, die Gallium Abscheidungsrate sowie die Gallium-Menge wurden ausgewählt, um ein einzelnes Nanotröpfchen pro Öffnung zu erhalten.

Abstract (English)

Selective area epitaxy employing a movable shadow mask was applied to form site-controlled III-V semiconductor nanostructures on GaAs (100) in Volmer - Weber fashion by molecular beam epitaxy. In the selective area epitaxy procedure, gallium is deposited locally through apertures in the shadow mask. By making the size of the aperture comparable to the mean distance characteristic for a self-assembled nanodroplet formation, it is possible to position of a single nanodroplet with high accuracy. This requires two major steps, a shadow mask fabrication and an optimization of the droplet epitaxy method for a shadow masked selective area epitaxy. For that, the shadow mask design is developed. This is realized on silicon/silicon nitride-basis in terms of silicon process technology. Its compatibility with molecular beam epitaxy procedure is proven. In addition, a gentle in-situ cleaning of the mask treatment is found. Consequently, the droplet epitaxy method is adapted for a shadow masked selective area epitaxy. Due to the droplet epitaxy itself is a multi-step growth procedure, every single step is improved and analyzed separately using both scanning electron and atomic force microscopy. The optimization of the gallium deposition parameters is performed. A substrate temperature, a gallium deposition rate, as well as a gallium amount, were selected to obtain a single nanodroplet per aperture occupancy.

License
CC-BY-License (4.0)Creative Commons Attribution 4.0 International License