A Theoretical Study of GaAs Nucleation in GaAs/Si Heteroepitaxy Structure

GaAs/Si Heteroepitaxy 구조에서 GaAs의 초기 핵생성에 관한 이론적 고찰

  • 최덕균 (한양대학교 무기재료공학과)
  • Published : 1991.02.01

Abstract

Early stage of GaAs nucleation on Si substrate was theoretically studied by computer simulation. Compared to the constant ledge interaction energy in conventional nucleation theory, functional behavior of ledge-ledge interaction resulted in small size clusters depending on the cluster size and shape. Among various kinds of clusters, the multilayer pyramidal shape GaAs cluster requires smallest excess free energy due to the formation of Ga(111) facet planes. There this result suggests that the defects involved in GaAs/Si are originated from the early stage nucleation.

GaAs를 Si 웨이퍼에 성장시킬 때 초기단계의 핵생성에 대하여 computer simulation을 통해 이론적으로 고찰하였다. 기존의 핵생성이론과는 달리 초기의 미세한 핵의 경우 핵을 구성하는 ledge와 ledge간의 상호작용은 핵의 크기 및 모양에 의하여 결정되는 ledge간의 거리에 따라 변화함을 알 수 있었다. 따라서 여러 형태의 핵에 대하여 분석하여 본 결과 다층의 피라미드 형태로 GaAs 핵이 생성될 때 가장 낮은 excess에너지가 요구되었고 이와 같은 결과는 이러한 형태가 필연적으로 포함하게 되는 에너지가 낮은 Ga(111) facet 때문인 것으로 밝혀졌다. 그러므로 GaAs/Si에서 가장 문제가 되고 있는 전위결함도 초기의 핵생성에 크게 기인함을 알 수 있다.

Keywords