Direct determination of surface stress during Bi-mediated Ge growth on Si

Biサーファクタントを用いたGe/Si成長過程のストレス

朝岡 秀人  ; 山崎 竜也; Filimonov, S.*; 社本 真一  

Asaoka, Hidehito; Yamazaki, Tatsuya; Filimonov, S.*; Shamoto, Shinichi

サーファクタントを媒介しSi基板上に格子定数が異なるGeが成長する場合、成長モードがナノドット成長から、層状成長に変わる。このような成長形態の変化は、サーファクタントが媒介した表面エネルギーと歪みエネルギーとのトレードオフにより決定される。成長過程のその場測定により、サーファクタントとして用いたBi1原子層のストレスを実測するとともに、Biを最表面に保ちながら層状成長を可能とするGe成長過程におけるストレスのリラクゼーション機構を明らかにした。

We report stress evolutions during Bi adsorption on Si(111) 77 and initial stages of Bi-mediated Ge growth on Si(111). Surface stress is determined by using a real-time measurement of the substrate curvature. We find a difference in the surface stress between clean Si(111) 77 surface and Si(111) surface covered with one monolayer of Bi, and an increase in the surface stress accompanied by RHEED intensity oscillation of the specular beam during ideal pseudomorphic Ge layer growth with Bi. For Ge coverage of up to 2 bilayers, the stress evolution shows a clear stress relaxation due to formation of trenches on the Ge surface and injection of misfit dislocations into the Ge/Si interface.