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157 results on '"Nikolay Cherkashin"'

51. Growth of high quality micrometer scale GaAs/Si crystals from (001) Si nano-areas in SiO2

Author: Géraldine Hallais, Alexandre Jaffré, Daniel Bouchier, Nikolay Cherkashin, Timothée Molière, A. Michel, José Alvarez, Charles Renard, Laetitia Vincent, Denis Mencaraglia, IEF, Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Laboratoire de génie électrique de Paris (LGEP), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Ecole Supérieure d'Electricité - SUPELEC (FRANCE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'électronique fondamentale (IEF), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], Materials science, business.industry, Condensed Matter Physics, Epitaxy, Chemical beam epitaxy, Inorganic Chemistry, Crystal, Crystallography, Lattice constant, Transmission electron microscopy, Materials Chemistry, Optoelectronics, Dislocation, business, Layer (electronics), Nanoscopic scale
Abstract: cited By 4; International audience; High quality micrometer scale GaAs crystals were grown by chemical beam epitaxy from nanoscale Si seeds on a 0.6 nm thick SiO2 layer formed on Si(0 0 1). The use of small diameter openings is expected to lead to a dislocation-free relaxation and to the reduction of the antiphase defects. Thus, the so-formed GaAs crystals are found to be completely relaxed and antiphase boundaries free. The lateral epitaxy without misfit dislocation can evolve on the SiO2 layer that prevents the Si substrate from imposing its lattice parameter on the GaAs crystal. The effect of the growth temperature on the GaAs crystal materials quality was particularly studied by transmission electron microscopy and µ-Raman.
Published: 2014

52. Local stress-induced effects on AlGaAs/AlOx oxidation front shape

Author: Guilhem Almuneau, Fares Chouchane, Guy Lacoste, Alexandre Arnoult, Chantal Fontaine, Nikolay Cherkashin, Équipe Photonique (LAAS-PHOTO), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010302 applied physics, Aluminium oxides, [PHYS]Physics [physics], Materials science, Physics and Astronomy (miscellaneous), Strain (chemistry), Absorption spectroscopy, Oxide, Analytical chemistry, 02 engineering and technology, Electron, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Electron holography, Gallium arsenide, chemistry.chemical_compound, chemistry, Residual stress, 0103 physical sciences, Composite material, 0210 nano-technology
Abstract: cited By 4; International audience; The lateral oxidation of thick AlGaAs layers (>500 nm) is studied. An uncommon shape of the oxide tip is evidenced and attributed to the embedded stress distribution, inherent to the oxidation reaction. Experimental and numerical studies of the internal strain in oxidized AlxGa1−xAs/GaAs structures were carried out by dark-field electron holography and finite element methods. A mapping of the strain distribution around the AlGaAs/oxide interface demonstrates the main role of internal stress on the shaping of the oxide front. These results demonstrate the high relevance of strain in oxide-confined III-V devices, in particular, with over-500-nm thick AlOx confinement layers.
Published: 2014

53. Extended defects in ion-implanted si during nanosecond laser annealing

Author: Fulvio Mazzamuto, M. Quillec, A. La Magna, Nikolay Cherkashin, Huiyuan Wang, Filadelfo Cristiano, Y. Qiu, Didier Blavette, Eléna Bedel-Pereira, Sébastien Duguay, G. Fisicaro, Karim Huet, Équipe Matériaux et Procédés pour la Nanoélectronique (LAAS-MPN), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Istituto per la Microelettronica e Microsistemi [Catania] (IMM), National Research Council of Italy | Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Groupe de physique des matériaux (GPM), Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), and Normandie Université (NU)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], Electron mobility, Materials science, Silicon, business.industry, Scattering, Annealing (metallurgy), chemistry.chemical_element, Dopant Activation, Laser, Ion, law.invention, Crystallography, chemistry, law, Optoelectronics, Nanosecond laser, business
Abstract: cited By 1; International audience; The formation of extended defects and their impact on dopant activation in nanosecond laser annealed silicon is investigated. It is found that laser anneal favours the formation of “unconventional” (001) loops (typically not expected to occur in ion implanted silicon). (001) loops are formed near the liquid-solid interface (in the non-molten side region). Following non-melt anneals, these loops act as scattering centres, leading to carrier mobility degradation. In contrast, in the case of melt anneals, the molten region itself is of excellent crystalline quality, free of any large defects and leads to very high activation rates. Full melting of the implanted region leads to an almost perfectly recrystallized layer. Finally, we demonstrate how the internal stress generated in silicon during ultra-fast laser annealing in the ns regime can modify the fundamental mechanisms of defect formation and lead to the formation of these “unconventional” loops.
Published: 2014

54. Quantification of the number of Si interstitials formed by hydrogen implantation in silicon using boron marker layers

Author: Nikolay Cherkashin, Fuccio Cristiano, Luciana Capello, François-Xavier Darras, Emmanuel Scheid, Oleg Kononchuk, Alain Claverie, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Équipe Matériaux et Procédés pour la Nanoélectronique (LAAS-MPN), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, SOITEC SA, SOITEC, Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: Ostwald ripening, Nuclear and High Energy Physics, Silicon, Materials science, Annealing (metallurgy), Hydrogen implantation, Analytical chemistry, chemistry.chemical_element, Fluence, Annealing, Strain, symbols.namesake, Boron, Instrumentation, [PHYS]Physics [physics], Strain generation, Diffusion experiments, Mass spectrometry, Precipitation (chemistry), Dislocation loop, Crystallographic defect, Dynamical equilibrium, Supersaturation, Crystallography, chemistry, Smart-cut, symbols, Dislocation, Implantation defects, Si self-interstitial, Transmission electron microscopy, Hydrogen
Abstract: cited By 2; International audience; H implantation results in the appearance of tensile out-of-plane strain in the implanted region which evolves during further annealing. VnH m complexes and/or larger platelets, both co-precipitates of vacancies and H atoms, are believed to be responsible for strain generation. However, during H+ implantation, Frenkel pairs i.e., both vacancies and interstitials are generated. Silicon self-interstitials have been rarely detected and thus their possible role in strain generation has been ignored so far. In this work, we demonstrate that Si interstitials are actually present in large measurable quantities in such implanted layers. For this, we have studied by Secondary Ions Mass Spectrometry the diffusion of boron delta layers during annealing at 350 °C, 550 °C and 850 °C after H implantation at 12 keV with a fluence of 1 × 1016 H+/cm2. The Si self-interstitial supersaturations were extracted by comparison with simulations. Frank dislocation loops, i.e., precipitates of Si atoms, were observed by Transmission Electron Microscopy growing by Ostwald ripening during 850 °C annealing. The supersaturation of Si self-interstitials in dynamical equilibrium with these loops was extracted showing consistency with the values found from the diffusion experiments. These results and more generally the role of interstitials in the strain build up are discussed. © 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.
Published: 2014

55. The effect of Ge content on the formation and evolution of 113 defects in SiGe alloys

Author: Filadelfo Cristiano, Amine Belafhaili, Alain Claverie, L. Laânab, Nikolay Cherkashin, LCS, Faculty of Sciences. Mohammed V University of Rabat, Équipe Matériaux et Procédés pour la Nanoélectronique (LAAS-MPN), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Université Mohammed V de Rabat [Agdal] (UM5), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Équipe Matériaux et Procédés pour la Nanoélectronique ( LAAS-MPN ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme ( CEMES-MEM ), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales ( CEMES ), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Subjects: End-of-range defects, Materials science, Annealing (metallurgy), chemistry.chemical_element, Germanium, Pre-amorphization, Quasi-linear functions, Defects evolution, Transport capacity, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Silicon alloys, [PHYS]Physics [physics], [ PHYS ] Physics [physics], Condensed matter physics, Imaging conditions, Formation and evolutions, Condensed Matter Physics, Amorphization, Crystallography, Ion implantation, chemistry, Transmission electron microscopy, Quasi linear, Defects, Si-Ge alloys
Abstract: cited By 1; International audience; The aim of this work is to study the influence of the Ge content on the 113 defects formed, after a (35 keV, 1 × 1015 Ge+/cm2) preamorphization step followed by annealing at 680 °C, in relaxed SiGe alloys. For that, plan-view Transmission Electron Microscopy (PTEM) under appropriate imaging conditions was used to study the 113 defects evolution as a function of the Ge content. Experimental results show that, increasing the Ge content results in a net reduction of both the density and the size of the 113 defects. Results analysis was performed in the framework of the "excess interstitials" model which describes perfectly the observed decrease of the 113 defects density in Si. Moreover, through a confrontation between the TEM observations and the predictions of this model, we show that the density of the interstitials contained in the defects (deduced from PTEM images) is a quasi linear function of the density of excess interstitials generated during the preamorphization step beneath the c/a interface, as calculated by the SRIM code. We conclude that collisional arguments can appropriately explain the observed evolution of the 113 defects density as a function of the Ge content. Meanwhile, the observed reduction of the 113 defects size with the Ge content, may be ascribed to a decrease of the transport capacity DiCi*, responsible for the defects growth. © 2014 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.
Published: 2014

56. Local strain measurements at dislocations, disclinations and domain boundaries

Author: Nikolay Cherkashin, Martin Hÿtch, Etienne Snoeck, Thibaud Denneulin, Axel Lubk, Christophe Gatel, Lise Durand, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Technische Universität Dresden = Dresden University of Technology (TU Dresden), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], Microscope, Materials science, Condensed matter physics, Scattering, 02 engineering and technology, Disclination, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Electron holography, law.invention, Geometric phase, law, 0103 physical sciences, Partial dislocations, Multiferroics, 0210 nano-technology, High-resolution transmission electron microscopy, Instrumentation
Abstract: cited By 0; International audience; We present the state of the art in strain mapping at the nanoscale using aberration - corrected high - resolution transmission electron microscopy, HRTEM and HAADF - STEM, and dark - field electron holography (DFEH) [1]. In particular, we will focus on the examination of localized strains around defects. A broader comparison of TEM strain mapping techniques can be found i n a recent review [2]. High - resolution images can be analysed by geometric phase analysis (GPA) [3] or applying peak - finding routines to determine the positions of individual atomic columns. GPA is best adapted to measuring the deformation of the crystall ine lattice, as the example concerning a five - fold twinned Pt nanoparticle will show (Figure 1). These star - shaped particles [4] have a disclination - like strain fields around their centres, as found for Au nanoparticles [5]. In multiferroic materials, peak - finding can be used to determine the relative displacements of atom columns within a unit cell [6]. The local polarization and strain can be mapped around dislocations and in the vicinity of domain walls (Figure 2). DFEH was developed to measure strain over wide fields of view to high precision and nanometre spatial resolution. We have nevertheless been applying the technique to the study of quantum dots to relatively high resolution [7]. As with any TEM technique the samples are necessarily thin which allows some of the strain to be relaxed: the well - known thin film effect. In addition, dynamical scattering effects the strain information [8]. These issues will be addressed using a combination of finite - element modelin g (FEM) and dynamical - scattering simulations. This overview will, in addition, show results from the recently installed I2TEM microscope (Hitachi), an instrument specifically designed for DFEH experiments and aberration - corrected HRTEM over wide fields of view and for in - situ experiments (Figure 3).
Published: 2014

57. Dynamical effects in strain measurements by dark-field electron holography

Author: Florent Houdellier, Nikolay Cherkashin, Robin Cours, Christophe Gatel, Axel Lubk, Elsa Javon, Shay Reboh, Martin Hÿtch, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Technische Universität Dresden = Dresden University of Technology (TU Dresden), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Subjects: Diffraction, Physics, [PHYS]Physics [physics], Field (physics), Scattering, Superlattice, Holography, Dark field microscopy, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Electron holography, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Computational physics, law.invention, Chemistry, Condensed Matter::Materials Science, Geometric phase, law, Quantum mechanics, Instrumentation
Abstract: Here, we study the effect of dynamic scattering on the projected geometric phase and strain maps reconstructed using dark-field electron holography (DFEH) for non-uniformly strained crystals. The investigated structure consists of a {SiGe/Si} superlattice grown on a (001)-Si substrate. The three dimensional strain held within the thin TEM lamella is modelled by the finite element method. The observed projected strain is simulated in two ways by multiplying the strain at each depth in the crystal by a weighting function determined from a recently developed analytical two-beam dynamical theory, and by simply taking the average value. We demonstrate that the experimental results need to be understood in terms of the dynamical theory and good agreement is found between the experimental and simulated results. Discrepancies do remain for certain cases and are likely to be from an imprecision in the actual two-beam diffraction conditions, notably the deviation parameter, and points to limitations in the 2-beam approximation. Finally, a route towards a 3D reconstruction of strain fields is proposed. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.
Published: 2014

58. Dynamic scattering theory for dark-field electron holography of 3D strain fields

Author: Shay Reboh, Elsa Javon, Axel Lubk, Christophe Gatel, Nikolay Cherkashin, Martin Hÿtch, Technische Universität Dresden = Dresden University of Technology (TU Dresden), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Antwerp (UA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Subjects: Physics, [PHYS]Physics [physics], 3d strain, business.industry, Crystal structure, Dark field microscopy, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Electron holography, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Computational physics, Chemistry, Strain engineering, Optics, Lattice (order), Scattering theory, business, Instrumentation, Excitation
Abstract: Dark-held electron holography maps strain in crystal lattices into reconstructed phases over large fields of view. Here we investigate the details of the lattice strain-reconstructed phase relationship by applying dynamic scattering theory both analytically and numerically. We develop efficient analytic linear projection rules for 3D strain fields, facilitating a straight-forward calculation of reconstructed phases from 3D strained materials. They are used in the following to quantify the influence of various experimental parameters like strain magnitude, specimen thickness, excitation error and surface relaxation. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.
Published: 2014

59. Photoluminescence emission (1.3–1.4 μm) from quantum dots heterostructures based on GaAs

Author: B. V. Volovik, A.A. Tonkikh, Yu. G. Musikhin, V. M. Ustinov, A. E. Zhukov, V. N. Petrov, N.K. Polyakov, G. E. Cirlin, V.A. Egorov, and Nikolay Cherkashin
Subjects: 010302 applied physics, Photoluminescence, Materials science, business.industry, Physics::Optics, General Physics and Astronomy, Heterojunction, 02 engineering and technology, Surfaces and Interfaces, General Chemistry, Condensed Matter::Mesoscopic Systems and Quantum Hall Effect, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, Surfaces, Coatings and Films, Condensed Matter::Materials Science, Semiconductor quantum dots, Quantum dot, 0103 physical sciences, Optoelectronics, Optimal growth, 0210 nano-technology, business, Quantum well, Molecular beam epitaxy
Abstract: Optical and structural properties of heterostructures with InAs quantum dots overgrown by InGaAs quantum well and multilayer structures with InAs/GaAs quantum dots are investigated. Different growth techniques are used for the formation of an In-content region. It is shown that under optimal growth conditions, the 1.3 μm emission could be achieved for both type of structures. For multilayer structures, 1.4 μm emitting is achieved. Different scenarios of quantum dots multilayer structures evaluation are discussed in a frame of elastic theory to explain differences in the properties of the grown multilayer structures.
Published: 2001

60. Influence of electromechanical coupling on optical properties of InGaN quantum-dot based light-emitting diodes

Author: Aldo Di Carlo, W. V. Lundin, Sergey O Usov, Martin Hÿtch, Nikolay Cherkashin, Alexei V. Sakharov, Andrei E Nikolaev, Matthias Auf der Maur, Daniele Barettin, Sergey Yu. Karpov, Andrei F. Tsatsulnikov, Alessandro Pecchia, CNR-ISMN, Consiglio Nazionale delle Ricerche [Roma] (CNR), Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), A.F. Ioffe Physical-Technical Institute, Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Interférométrie, In situ et Instrumentation pour la Microscopie Electronique (CEMES-I3EM), National Research Council of Italy | Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Materials science, quantum dots, Bioengineering, 02 engineering and technology, Electroluminescence, Epitaxy, Settore ING-INF/01 - Elettronica, 01 natural sciences, law.invention, Condensed Matter::Materials Science, law, 0103 physical sciences, LED, electromechanical fields, modeling, General Materials Science, Emission spectrum, Electrical and Electronic Engineering, Diode, [PHYS]Physics [physics], 010302 applied physics, business.industry, Mechanical Engineering, General Chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Wavelength, Mechanics of Materials, Quantum dot, Transmission electron microscopy, Optoelectronics, 0210 nano-technology, business, Light-emitting diode
Abstract: International audience; The impact of electromechanical coupling on optical properties of light-emitting diodes (LEDs) with InGaN/GaN quantum-dot (QD) active regions is studied by numerical simulations. The structure, i.e. the shape and the average In content of the QDs, has been directly derived from experimental data on out-of-plane strain distribution obtained from the geometric-phase analysis of a high-resolution transmission electron microscopy image of an LED structure grown by metalorganic vapor-phase epitaxy. Using continuum $\vec{k}\cdot \vec{p}$ calculations, we have studied first the lateral and full electromechanical coupling between the QDs in the active region and its impact on the emission spectrum of a single QD located in the center of the region. Our simulations demonstrate the spectrum to be weakly affected by the coupling despite the strong common strain field induced in the QD active region. Then we analyzed the effect of vertical coupling between vertically stacked QDs as a function of the interdot distance. We have found that QCSE gives rise to a blue-shift of the overall emission spectrum when the interdot distance becomes small enough. Finally, we compared the theoretical spectrum obtained from simulation of the entire active region with an experimental electroluminescence (EL) spectrum. While the theoretical peak emission wavelength of the selected central QD corresponded well to that of the EL spectrum, the width of the latter one was determined by the scatter in the structures of various QDs located in the active region. Good agreement between the simulations and experiment achieved as a whole validates our model based on realistic structure of the QD active region and demonstrates advantages of the applied approach.
Published: 2016

61. Transmission electron microscopy of GaN columnar nanostructures grown by molecular beam epitaxy

Author: Nikolay Cherkashin, V. V. Mamutin, V. A. Vekshin, Sergei Ivanov, V. N. Zhmerik, A.F. Ioffe Physical-Technical Institute, Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], 010302 applied physics, Materials science, Nanostructure, Solid-state physics, business.industry, Nanotechnology, 02 engineering and technology, Plasma, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Epitaxy, 01 natural sciences, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Quantum dot, Transmission electron microscopy, 0103 physical sciences, Sapphire, Optoelectronics, 0210 nano-technology, business, Molecular beam epitaxy
Abstract: International audience; The GaN columnar crystals of nanometric sizes have been grown by molecular beam epitaxy with high-frequency plasma initiation of nitrogen discharge. The types and distribution of defects in these nanostructures on the (0001) sapphire substrates are studied by transmission electron microscopy (TEM). It is revealed that inversion domains begin to form almost at the interface irrespective of the presence of an initial low-temperature buffer layer. The critical diameter of dislocation-free columns, their density, and mean sizes are determined. It is shown that the low-temperature buffer layer affects the density of dislocations, their spatial distribution, and the mean sizes of columns. The nanosizes of grown crystals suggest a further use of these crystals and the growth method for producing molecular-beam epitaxial quantum-size objects (quantum dots and wires) in a promising AlGaInN system.
Published: 2001

62. 1.3 µm luminescence and gain from defect-free InGaAs-GaAs quantum dots grown by metal-organic chemical vapour deposition

Author: Nikolay Cherkashin, Igor Krestnikov, Zh. I. Alferov, C. M. Sotomayor Torres, M. V. Maximov, V.M. Lantratov, T. Maka, I. V. Kochnev, N. N. Ledentsov, Yu M Musikhin, Dieter Bimberg, A.F. Ioffe Physical-Technical Institute, Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Materials science, Annealing (metallurgy), Stacking, Defect free, 02 engineering and technology, Chemical vapor deposition, 01 natural sciences, Metal, 0103 physical sciences, Materials Chemistry, Electrical and Electronic Engineering, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [PHYS]Physics [physics], 010302 applied physics, Ingaas gaas, business.industry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Quantum dot, visual_art, visual_art.visual_art_medium, Optoelectronics, 0210 nano-technology, Luminescence, business
Abstract: Annealing of InGaAs quantum dots (QDs) fabricated by metal-organic chemical vapour deposition and covered with a very thin GaAs cap layer completely eliminates large dislocated InGaAs clusters and remarkably improves the optical properties of the structures. A modal gain of ~4 cm-1 is achieved in the 1.35 µm range. The elimination of defects allows the stacking of QDs emitting at 1.3 µm without deterioration of their optical and structural properties and reduces the QD density in the upper sheets.
Published: 2000

63. Characterization of Process-Induced Defects

Author: Nikolay Cherkashin, Alain Claverie, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Alain Claverie, Mireille Mouis, Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], 010302 applied physics, Crystallography, Ion implantation, Materials science, Scientific method, 0103 physical sciences, Nanotechnology, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0210 nano-technology, 01 natural sciences, Characterization (materials science)
Abstract: International audience; Defects in crystalline silicon are often detrimental for devices notably affecting dopant diffusion during processing and finally causing leakage. While classical techniques such as weak‐beam dark field (WBDF) and Fresnel contrast imaging have been at the core of defect characterization for decades, new techniques making use of geometric phase analysis (GPA) of high resolution transmission electron microscopy (HRTEM) images or electron holography can provide complementary information, in particular the amplitude of Burgers vectors of dislocations. This chapter describes the techniques and methodologies that are to be used to study quantitatively populations of ion implantation induced defects. The defects are separated into two classes: those formed by the agglomeration of "excess atoms", that is Si self‐interstitials and/or impurities (traditionally named extrinsic) and those formed by the condensation of vacancies (traditionally named intrinsic). The chapter addresses both cases through selected examples often encountered when processing the electronic materials.
Published: 2013

64. Dark-Field Electron Holography for Strain Mapping

Author: Elsa Javon, Shay Reboh, Martin Hÿtch, Patrizio Benzo, Nikolay Cherkashin, Alain Claverie, Florent Houdellier, Etienne Snoeck, Christophe Gatel, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), University of Antwerp (UA), Interférométrie, In situ et Instrumentation pour la Microscopie Electronique (CEMES-I3EM), Alain Claverie, Mireille Mouis, Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Subjects: 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], Materials science, Silicon, business.industry, Holography, chemistry.chemical_element, Strained silicon, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Dark field microscopy, Electron holography, law.invention, Micrometre, chemistry, law, Quantum dot, 0103 physical sciences, MOSFET, Optoelectronics, 0210 nano-technology, business
Abstract: International audience; This chapter describes the dark‐field electron holography (DFEH) technique, which is used to measure strain to high precision, with nanometer spatial resolution and for micrometer fields of view. The technique has been applied successfully to a number of systems, from the MOSFET and FinFET devices and similar strained silicon devices, to strained layers, misfit dislocations therein and quantum dots. The technique can be powerfully combined with conventional holography to provide a complete study of strain and dopants in devices. The chapter addresses an important issue inherent to any TEM investigation of strain: the thin‐film effect. the study of hydrogen‐implanted silicon is also illustrated in the chapter.
Published: 2013

65. Strain in hydrogen-implanted si investigated using dark-field electron holography

Author: Nikolay Cherkashin, Axel Lubk, Alain Claverie, Shay Reboh, Martin Hÿtch, Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Subjects: 010302 applied physics, Diffraction, [PHYS]Physics [physics], Mesoscopic physics, Materials science, Field (physics), Condensed matter physics, Strain (chemistry), General Engineering, General Physics and Astronomy, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, Microstructure, 01 natural sciences, Dark field microscopy, Electron holography, Finite element method, Crystallography, 0103 physical sciences, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; The microstructure of ion-implanted crystals is profoundly dictated by mechanical strain developing in interplay with structural defects. Understanding the origin of strain during the early stages of development is challenging and requires accurate measurements and modeling. Here, we investigate the mechanical strain in H-implanted Si. X-ray diffraction analysis is performed to measure the mesoscopic out-of-plane strain and dark-field electron holography to map strain in two-dimensions (2D) with nanometer spatial resolution. Supported by finite element method modeling, we propose that the mean strain field is explained by overlapping and averaging discrete strain fields generated by sub-nanoscopic defects that are intimately related to the H depth concentration.
Published: 2013

66. Determination of stress, strain, and elemental distribution within In(Ga)As quantum dots embedded in GaAs using advanced transmission electron microscopy

Author: Nikolay Cherkashin, B. R. Semyagin, V. V. Chaldyshev, Martin Hÿtch, V. V. Preobrazhenskii, Alain Claverie, Shay Reboh, Mikhail A. Putyato, Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Interférométrie, In situ et Instrumentation pour la Microscopie Electronique (CEMES-I3EM), A.V. Rzhanov Institute of Semiconductor Physics, A.F. Ioffe Physical-Technical Institute, Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Subjects: 010302 applied physics, Materials science, Physics and Astronomy (miscellaneous), business.industry, Stress–strain curve, Nanotechnology, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, Overburden pressure, 01 natural sciences, Gallium arsenide, Core (optical fiber), chemistry.chemical_compound, chemistry, Quantum dot, Transmission electron microscopy, 0103 physical sciences, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Optoelectronics, Wetting, 0210 nano-technology, business, Wetting layer
Abstract: International audience; Non-truncated pyramidal In(Ga)As quantum dots (QDs) embedded in GaAs were obtained by a combination of low temperature/high rate GaAs covering of InAs QDs. We use advanced transmission electron microscopy to study the composition and mechanics of the objects. Results from the core region of a sliced QD, and from an entire object, are consistent and complementary allowing the development of accurate models describing the 3D shape, chemical distribution, elastic strains and stresses in the QD, wetting layer, and matrix. The measured structure develops an extremely compressive apex, reaching a vertical stress of −8 GPa and horizontal stress of −6.2 GPa.
Published: 2013

67. Effect of H-implantation in the local elastic properties of silicon crystals

Author: François Rieutord, Didier Landru, Chrystel Deguet, F. Mazen, Nikolay Cherkashin, Shay Reboh, L. Vignoud, M. Zussy, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Nanostructures et Rayonnement Synchrotron (NRS ), Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), SOITEC SA, Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010302 applied physics, Materials science, Physics and Astronomy (miscellaneous), Silicon, business.industry, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, Elasticity (physics), 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Amorphous solid, Shear modulus, [PHYS.MECA.MEMA]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Mechanics of materials [physics.class-ph], Condensed Matter::Materials Science, Crystallography, Ion implantation, Semiconductor, chemistry, 0103 physical sciences, Irradiation, Composite material, 0210 nano-technology, business, Elastic modulus
Abstract: International audience; In contrast to previous reports, where the modification of elastic constants of semiconductors irradiated with heavy ions was related to crystalline to amorphous transition, here we show that hydrogen implantation causes a dramatic modification of the shear modulus of Si at relatively low levels of crystalline damage. To study the system, we developed an alternative and rather general method to determine the shear modulus of the buried implanted layer. We use elasticity theory to link two simple measurements: (i) the wafer curvature to extract the in-plane stresses and (ii) x-ray diffraction to determine strains in the implanted layer.
Published: 2013

68. Nanoscale concentration and strain distribution in pseudomorphic films Si1−xGex/Si processed by pulsed laser induced epitaxy

Author: Laetitia Vincent, Nikolay Cherkashin, Daniel Bouchier, T. Kociniewski, D. Debarre, J. Boulmer, Alain Claverie, Martin Hÿtch, Ludovic Largeau, Thierry Sauvage, Frédéric Fossard, Laboratoire d'Etude du Comportement Mécanique des Matériaux (LC2M), Service des Recherches Métallurgiques Appliquées (SRMA), Département des Matériaux pour le Nucléaire (DMN), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Département des Matériaux pour le Nucléaire (DMN), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, ONERA - The French Aerospace Lab [Châtillon], ONERA-Université Paris Saclay (COmUE), Institut d'électronique fondamentale (IEF), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de photonique et de nanostructures (LPN), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Laboratoire Interdisciplinaire de Physique [Saint Martin d’Hères] (LIPhy), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Materials science, medicine.medical_treatment, General Physics and Astronomy, 02 engineering and technology, Substrate (electronics), Epitaxy, 01 natural sciences, Electron holography, law.invention, law, 0103 physical sciences, medicine, 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], Excimer laser, business.industry, Infinitesimal strain theory, Surfaces and Interfaces, General Chemistry, Nanosecond, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Laser, Surfaces, Coatings and Films, Amorphous solid, Crystallography, Optoelectronics, 0210 nano-technology, business
Abstract: International audience; We report on the structural analysis of Si1−xGex pseudomorphic layers synthesized by pulsed laser induced epitaxy (PLIE) using a nanosecond excimer laser. We focus here on the local determination of strain and related Ge concentration. First, a Ge amorphous layer is predeposited on a Si substrate. Successive laser pulses induce the incorporation of Ge atoms in the molten substrate layer and lead to the synthesis of a graded Si1−xGex alloy over a depth which depends on the laser fluence. The Si1−xGex layers are coherently strained and free of defects. The in-depth Ge concentration distribution is investigated by RBS and HAADF STEM. The strain fields are specifically explored using the new dark-field electron holography (Holodark) technique, offering mapping of the full strain tensor in two dimensions with a high precision. Independently determined strain and Ge concentration distributions over a distance of 150 nm from the surface are found to be well consistent. An unexpected but reproducible depletion of Ge is evidenced inside the SiGe layer. This feature is shown to be related to the shape of the temporal characteristics of laser pulses. In particular, the second contribution, which occurs 32 ns later, is involved in a two-stage solidification process.
Published: 2012

69. Composition and local strain mapping in Au-catalyzed axial Si/Ge nanowires

Author: R. Boukhicha, Laetitia Vincent, Nikolay Cherkashin, Daniel Bouchier, Charles Renard, Vy Yam, Gilles Patriarche, Shay Reboh, Frédéric Fossard, Laboratoire d'Etude du Comportement Mécanique des Matériaux (LC2M), Service des Recherches Métallurgiques Appliquées (SRMA), Département des Matériaux pour le Nucléaire (DMN), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Département des Matériaux pour le Nucléaire (DMN), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Laboratoire de physique des interfaces et des couches minces [Palaiseau] (LPICM), École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Laboratoire de photonique et de nanostructures (LPN), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Leprince-Ringuet (LLR), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Institut d'électronique fondamentale (IEF), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ONERA - The French Aerospace Lab [Châtillon], ONERA-Université Paris Saclay (COmUE), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Materials science, Silicon, Nanowire, chemistry.chemical_element, Bioengineering, Germanium, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Condensed Matter::Materials Science, Strain engineering, 0103 physical sciences, General Materials Science, Electrical and Electronic Engineering, 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], Lateral strain, Condensed matter physics, Mechanical Engineering, Heterojunction, General Chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Crystallographic defect, Semimetal, Crystallography, chemistry, Mechanics of Materials, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; For most applications, heterostructures in nanowires (NWs) with lattice mismatched materials are required and promise certain advantages thanks to lateral strain relaxation. The formation of Si/Ge axial heterojunctions is a challenging task to obtain straight, defect free and extended NWs. And the control of the interface will determine the future device properties. This paper reports the growth and analysis of NWs consisting of an axial Si/Ge heterostructure grown by a vapor–liquid–solid process. The composition gradient and the strain distribution at the heterointerface were measured by advanced quantitative electron microscopy methods with a resolution at the nanometer scale. The transition from pure Ge to pure Si shows an exponential slope with a transition width of 21 nm for a NW diameter of 31 nm. Although diffuse, the heterointerface makes possible strain engineering along the axis of the NW. The interface is dislocation-free and a tensile out-of-plane strain is noticeable in the Ge section of the NW, indicating a lattice accommodation. Experimental results were compared to finite element calculations.
Published: 2012

70. Composite InGaN/GaN/InAlN heterostructures emitting in the yellow-red spectral region

Author: W. V. Lundin, Andrey E. Nikolaev, A. V. Sakharov, A. F. Tsatsul’nikov, Nikolay Cherkashin, Denis Davydov, M. M. Rozhavskaya, M. A. Synitsin, S. O. Usov, M. N. Mizerov, Pavel N. Brunkov, E. E. Zavarin, Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), A.F. Ioffe Physical-Technical Institute, Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], Materials science, Wavelength range, business.industry, Composite number, Heterojunction, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Epitaxy, 01 natural sciences, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Electronic, Optical and Magnetic Materials, 0103 physical sciences, Optoelectronics, 0210 nano-technology, business, Layer (electronics), Diode
Abstract: International audience; The results of studies of the properties of composite InGaN/GaN/InAlN heterostructures are reported. It is shown that, in the InAlN layer, there is substantial phase separation that brings about the formation of three-dimensional islands consisting of AlN-InAlN-AlN regions. The dimensions of these islands depend on the thickness of the InAlN layer and the conditions of epitaxial growth. Interruptions in the growth of InAlN provide a means for influencing the structural properties of the InAlN islands. The use of composite InGaN/GaN/InAlN heterostructures, in which the InGaN layer with a high In content serves as the active region in light-emitting diode structures, makes it possible to achieve emission in the yellow-red wavelength range 560–620 nm.
Published: 2012

71. InGaN/GaN heterostructures grown by submonolayer deposition

Author: M. N. Mizerov, W. V. Lundin, Yu. G. Musikhin, A. V. Sakharov, E. E. Zavarin, A. F. Tsatsul’nikov, Nikolay Cherkashin, S. O. Usov, Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), A.F. Ioffe Physical-Technical Institute, Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Subjects: 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], Materials science, business.industry, Heterojunction, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Atmosphere, 0103 physical sciences, Monolayer, Optoelectronics, 0210 nano-technology, business, Deposition (chemistry)
Abstract: International audience; InGaN/(Al,Ga)N heterostructures containing ultrathin InGaN layers, grown by submonolayer deposition are studied. It is shown that significant phase separation with the formation of local In-enriched regions ∼3–4 nm in height and ∼5–8 nm in lateral size is observed in InGaN layers in the case of InGaN and GaN growth by cyclic deposition to effective thicknesses of less than one monolayer. The effect of growth interruption in a hydrogen-containing atmosphere during submonolayer growth on the structural and optical properties of InGaN/(Al,Ga)N heterostructures is studied. It is shown that these interruptions stimulate phase separation. It is also shown that the formation of In-enriched regions can be controlled by varying the effective InGaN and GaN thicknesses in the submonolayer deposition cycles.
Published: 2012

72. Monolithic white LEDs: Approaches, technology, design

Author: Andrey E. Nikolaev, V. M. Ustinov, Anton E. Chernyakov, A. L. Zakgeim, V.V. Lundin, Nikolay Cherkashin, M. N. Mizerov, Martin Hÿtch, E. E. Zavarin, A. V. Sakharov, A. F. Tsatsul’nikov, A.F. Ioffe Physical-Technical Institute, Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], Materials science, business.industry, Superlattice, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Surfaces, Coatings and Films, law.invention, law, 0103 physical sciences, Optoelectronics, Thin film, 0210 nano-technology, business, Layer (electronics), Light-emitting diode
Abstract: International audience; The results of investigations of monolithic white InGaAlN LEDs with an active region containing several thin InGaN layers, emitting in the range from blue to yellow-green, and separated by short-period InGaN/GaN superlattices, are presented. The influence of the growth conditions and layer sequence in the active region on the optical properties of monolithic white LEDs was studied with the aim of controlling their color parameters.
Published: 2012

73. Effect of stimulated phase separation on properties of blue, green and monolithic white LEDs

Author: S. O. Usov, A. L. Zakgeim, A. V. Sakharov, A. F. Tsatsul’nikov, Nikolay Cherkashin, M. N. Mizerov, V. S. Sizov, Martin Hÿtch, E. E. Zavarin, W. V. Lundin, Andrey E. Nikolaev, Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), A.F. Ioffe Physical-Technical Institute, Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], Materials science, business.industry, Superlattice, Heterojunction, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, 7. Clean energy, law.invention, law, Quantum dot, 0103 physical sciences, Optoelectronics, Quantum efficiency, Emission spectrum, Metalorganic vapour phase epitaxy, 0210 nano-technology, business, Quantum well, Light-emitting diode
Abstract: Different methods of stimulation of phase separation in an InGaN QWs by technological methods and by design of structure were investigated. Effect of admixing of hydrogen during growth interruptions (GIs) after deposition of the InGaN QWs on their structural and optical properties and properties of InGaN-based LEDs was investigated. Effect of growth pressure on the phase separation was investigated and formation of separate InGaN islands at increase in growth pressure was revealed. It was shown that the phase separation is stumulated in composite InAlN/GaN/InGaN heterostructures and formation of well isolated InGaN islands was observed. Effect of the phase separation on the properties of the blue and deep green LEDs was investigated and strong changes in the spectral position and current dependence of the quantum efficiency were revealed. It was shown that formation of the island due to the phase separation allows control position and width of the emission line and maximum in current dependence of the quantum efficiency. Monolithic white LEDs are containing in active region blue and green InGaN QWs grown with applying of the GIs and emitting in spectral range from 440 nm to 560 nm were studied. Monolithic white LEDs having optimal design of active region demonstrate CCT in the range of 9000-12000 K and maximal external quantum efficiency up to 14 lm/W. (© 2012 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)
Published: 2012

74. InGaN/GaN short-period superlattices: synthesis, properties, applications

Author: W. V. Lundin, Anton E. Chernyakov, Andrey E. Nikolaev, A. V. Sakharov, A. F. Tsatsul’nikov, A. L. Zakgeim, S. O. Usov, E. E. Zavarin, M. A. Synitsin, N. V. Kryzhanovskaya, Nikolay Cherkashin, Martin Hÿtch, V. S. Sizov, E.V. Yakovlev, Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], Materials science, Photoluminescence, business.industry, Superlattice, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, law.invention, 010309 optics, law, 0103 physical sciences, Optoelectronics, Quantum efficiency, Metalorganic vapour phase epitaxy, 0210 nano-technology, business, High-resolution transmission electron microscopy, Luminescence, Quantum well, Light-emitting diode
Abstract: International audience; InGaN/GaN short‐period superlattices were fabricated using method based on cycle conversion of surface InGaN layer to GaN by applying of growth interruptions in hydrogen atmosphere. SPSLs having total thickness from 12 nm to 120 nm were grown and investigated by combination of optical methods, XRD and high resolution transmission electron microscopy (HRTEM) with geometric phase analysis. Blue, deep green (540‐560 nm) and monolithic white LEDs (containing in active region green and blue InGaN QWs separated by the SPSL or GaN barrier) were grown and investigated. Deep green LEDs have maximal external quantum efficiency of 8‐16% in the range of 560‐540 nm correspondingly. Monolithic white LED structures with CCT in the range of 5000‐6000 K have maximal external quantum efficiency of more than 6%. (© 2011 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)
Published: 2011

75. Single quantum well deep-green LEDs with buried InGaN/GaN short-period superlattice

Author: E.V. Yakovlev, Martin Hÿtch, D.S. Bazarevskiy, W. V. Lundin, N. V. Kryzhanovskaya, M. M. Rozhavskaya, Andrey E. Nikolaev, Pavel N. Brunkov, S. O. Usov, A. V. Sakharov, A. F. Tsatsul’nikov, E. E. Zavarin, A. L. Zakgeim, Nikolay Cherkashin, M. A. Yagovkina, G. A. Valkovskiy, A.E. Cherniakov, V. S. Sizov, Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), A.F. Ioffe Physical-Technical Institute, Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], Indium nitride, business.industry, Superlattice, Quantum yield, Gallium nitride, 02 engineering and technology, Electroluminescence, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, law.invention, Inorganic Chemistry, chemistry.chemical_compound, chemistry, law, 0103 physical sciences, Materials Chemistry, Optoelectronics, Metalorganic vapour phase epitaxy, 0210 nano-technology, business, Quantum well, Light-emitting diode
Abstract: International audience; In spite of the great progress in III-N technology, LEDs with wavelength >530 nm still exhibit low efficiency compared to blue and short-wavelength-green LEDs. Here we report on significant improvement of deep-green LED properties by modifications of the structure design. The combination of InGaN/GaN superlattice followed by low-temperature GaN is the key element to increase the electroluminescence efficiency for deep-green LED. Various techniques were employed to clarify the correlation between structure properties, growth regimes and design. Modification of the defect structure of the GaN buffer by InGaN layers appears to be mostly responsible for the observed effect. LEDs processed and assembled in a standard flip-chip geometry with Ni–Ag p-contact demonstrate external quantum efficiencies of 8–20% in the 560–530 nm range.
Published: 2011

76. Amorphization, recrystallization and end of range defects in germanium

Author: Nikolay Cherkashin, Gérard Benassayag, Alain Claverie, P. Scheiblin, S. Koffel, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Subjects: Ostwald ripening, Materials science, Annealing (metallurgy), chemistry.chemical_element, Germanium, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, symbols.namesake, 0103 physical sciences, Materials Chemistry, 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], Condensed matter physics, Dopant, Doping, Metals and Alloys, Recrystallization (metallurgy), Surfaces and Interfaces, 021001 nanoscience & nanotechnology, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Amorphous solid, Crystallography, Ion implantation, chemistry, symbols, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; The controlled doping of germanium by ion implantation is a process which requires basic research before optimization. For this reason, we have experimentally studied by transmission electron microscopy both the kinetics of amorphization and of recrystallization of Ge during ion implantation (Ge, P and B) and further annealing. As in Si, the crystalline to amorphous phase transition occurs through the linear accumulation of damage with the dose until a certain threshold is reached above which the material turns amorphous. We show that the Critical Damage Energy Density (CDED) model can be used in germanium to predict the existence, position and extension of amorphous layers resulting from the implantation of ions for almost all mass/energy/dose combinations reported here and in the literature. During annealing, these amorphous layers recrystallize by solid-phase epitaxy following an Arrhenius-type law which we have determined. We observe that this regrowth results in the formation of extended defects of interstitial type. During annealing these defects evolve in size and density following an Ostwald ripening mechanism which becomes non-conservative (defects “evaporate”) as the temperature is increased to 600 °C. These results have important implications for the modeling of diffusion of implanted dopant in Ge. Transient diffusion may also exist in Ge, driven by an interstitial component usually not evidenced under equilibrium conditions.
Published: 2010

77. Formation of composite InGaN/GaN/InAlN quantum dots

Author: W. V. Lundin, Martin Hÿtch, N. V. Kryzhanovskaya, V. V. Goncharov, Nikolay Cherkashin, A. V. Saharov, S. O. Usov, A. F. Tsatsul’nikov, Pavel N. Brunkov, E. E. Zavarin, Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], Materials science, Nanostructure, business.industry, Composite number, 02 engineering and technology, Nitride, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Quantum dot, 0103 physical sciences, Optoelectronics, 0210 nano-technology, business, Layer (electronics), Deposition (law)
Abstract: International audience; Composite InGaN/GaN/InAlN quantum dots (QDs) have been formed and studied. The structural properties of thin InAlN layers overgrown with GaN have been analyzed, and it is shown that 3D islands with lateral sizes of ∼(20–30) nm are formed in structures of this kind. It is demonstrated that deposition of a thin InGaN layer onto the surface of InAlN islands overgrown with a thin GaN layer leads to transformation of the continuous InGaN layer to an array of isolated QDs with lateral sizes of 20–30 nm and heights of 2–3 nm. The position of these QDs in the growth direction correlates with that of InAlN islands.
Published: 2010

78. Effect of pressure in the growth reactor on the properties of the active region in the InGaN/GaN light-emitting diodes

Author: W. V. Lundin, M. A. Sinitsyn, E. E. Zavarin, Andrey E. Nikolaev, Denis Davydov, A. V. Sakharov, A. F. Tsatsul’nikov, Nikolay Cherkashin, S. O. Usov, Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), A.F. Ioffe Physical-Technical Institute, Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Subjects: 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], Materials science, business.industry, 02 engineering and technology, Semiconductor device, Nitride, Electroluminescence, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Epitaxy, 01 natural sciences, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Electronic, Optical and Magnetic Materials, law.invention, Emission efficiency, law, 0103 physical sciences, Optoelectronics, 0210 nano-technology, business, Luminescence, Light-emitting diode, Diode
Abstract: International audience; Effect of pressure in the reactor in the case of growth of active regions in the InGaN/GaN light-emitting diodes by the method of vapor-phase epitaxy from metalorganic compounds on their electroluminescent and structural properties has been studied. It is shown that, as pressure is increased, the InGaN layers become transformed from being continuous in the lateral direction to the layers of separate InGaN islands. This transformation affects both the emission efficiency and the dependence of efficiency on current.
Published: 2010

79. Cyclic Deposition / Etch processes for the formation of Si raised sources and drains in advanced MOSFETs

Author: Vincent Paillard, M. Hyütch, Shay Reboh, P. H. Morel, Thomas Ernst, Jean Michel Hartmann, J.P. Barnes, Nathalie Vulliet, M. Py, Nikolay Cherkashin, Bernard Previtali, Laboratoire de Biomécanique Appliquée (LBA UMR T24), Aix Marseille Université (AMU)-Université Gustave Eiffel, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Subjects: 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], Materials science, Torr, Environmental chemistry, 0103 physical sciences, Analytical chemistry, Gate stack, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0210 nano-technology, 01 natural sciences, Deposition (law)
Abstract: (Invited); International audience; We have studied the Cyclic / Deposition Etch (CDE) of Si with either SiH4 or SiH2Cl2 + HCl for the deposition steps and HCl for the etch steps. The HCl etch rate of poly-Si is indeed several times higher than the one of mono-crystalline Si. We have demonstrated that at 650{degree sign}C, 300 Torr, SiH4 / HCl CDE processes were selective versus SiO2 for high numbers of cycles. We have also showed that 20 Torr, SiH2Cl2 + HCl - based CDE processes enabled to selectively grow 85 - 140 nm thick Si Raised S/Ds on each side of multi-bridge channel FETs with Si3N4 internal spacers. Finally, we have demonstrated the efficiency of various CDE process in suppressing mushrooming on top of un-capped poly-Si gates of FD-SOI FETs after the formation of Si RSD ({116} facets at the boundary between the gate stack and the S/D regions and moat recess, however).
Published: 2010

80. The use of short-period InGaN/GaN superlattices in blue-region light-emitting diodes

Author: W. V. Lundin, Andrey E. Nikolaev, Martin Hÿtch, E. E. Zavarin, Nikolay Cherkashin, James L. Merz, Y. He, V. S. Sizov, A. V. Sakharov, A. F. Tsatsul’nikov, Alexander Mintairov, Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), A.F. Ioffe Physical-Technical Institute, School of Electronic Information [Wuhan], Wuhan University [China], Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], Nanostructure, Materials science, business.industry, Superlattice, 02 engineering and technology, Semiconductor device, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Electronic, Optical and Magnetic Materials, law.invention, law, Quantum dot, 0103 physical sciences, Optoelectronics, Quantum efficiency, 0210 nano-technology, business, Quantum well, Light-emitting diode, Diode
Abstract: International audience; Optical and light-emitting diode structures with an active InGaN region containing short-period InGaN/GaN superlattices are studied. It is shown that short-period superlattices are thin two-dimensional layers with a relatively low In content that contain inclusions with a high In content 1–3 nm thick. Inclusions manifest themselves from the point of view of optical properties as a nonuniform array of quantum dots involved in a residual quantum well. The use of short-period superlattices in light-emitting diode structures allows one to decrease the concentration of nonradiative centers, as well as to increase the injection of carriers in the active region due to an increase in the effective height of the AlGaN barrier, which in general leads to an increase in the quantum efficiency of light-emitting diodes.
Published: 2010

81. Active region based on graded-gap InGaN/GaN superlattices for high-power 440- to 470-nm light-emitting diodes

Author: Nikolay Cherkashin, D. Yu. Kazantsev, A. V. Sakharov, A. F. Tsatsul’nikov, B. Ya. Ber, W. V. Lundin, Florian Hüe, Andrey E. Nikolaev, M. N. Mizerov, Hee Seok Park, E. E. Zavarin, Martin Hÿtch, S. O. Usov, Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), A.F. Ioffe Physical-Technical Institute, Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], Nanostructure, Materials science, business.industry, Superlattice, 02 engineering and technology, Semiconductor device, Nitride, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Electronic, Optical and Magnetic Materials, law.invention, Condensed Matter::Materials Science, law, 0103 physical sciences, Optoelectronics, Quantum efficiency, 0210 nano-technology, business, Quantum well, Light-emitting diode, Diode
Abstract: International audience; The structural and optical properties of light-emitting diode structures with an active region based on ultrathin InGaN quantum wells limited by short-period InGaN/GaN superlattices from both sides have been investigated. The dependences of the external quantum efficiency on the active region design are analyzed. It is shown that the use of InGaN/GaN structures as limiting graded-gap short-period superlattices may significantly increase the quantum efficiency.
Published: 2010

82. Controlled drive-in and precipitation of hydrogen during plasma hydrogenation of silicon using a thin compressively strained SiGe layer

Author: A. Merabet, Nikolay Cherkashin, Zengfeng Di, Alain Claverie, F. Okba, Michael Nastasi, F. Rossi, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Los Alamos National Laboratory (LANL), European Commission - Joint Research Centre [Ispra] (JRC), Université Ferhat-Abbas Sétif 1 [Sétif] (UFAS1), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Subjects: Materials science, Physics and Astronomy (miscellaneous), Silicon, Hydrogen, Population, chemistry.chemical_element, Crystal growth, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, 0103 physical sciences, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, education, 010302 applied physics, education.field_of_study, business.industry, fungi, Heterojunction, 021001 nanoscience & nanotechnology, Semimetal, Crystallography, chemistry, Transmission electron microscopy, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Optoelectronics, 0210 nano-technology, business, Layer (electronics)
Abstract: International audience; We have quantitatively studied by transmission electron microscopy the growth kinetics of platelets formed during the continuous hydrogenation of a Si substrate/SiGe/Si heterostructure. We have evidenced and explained the massive transfer of hydrogen from a population of platelets initially generated in the upper Si layer by plasma hydrogenation towards a population of larger platelets located in the SiGe layer. We demonstrate that this type of process can be used not only to precisely localize the micro-cracks, then the fracture line at a given depth but also to “clean” the top layer from pre-existing defects.
Published: 2010

83. On the influence of elastic strain on the accommodation of carbon atoms into substitutional sites in strained Si:C layers grown on Si substrates

Author: Martin Hÿtch, Florian Hüe, Vincent Paillard, Nikolay Cherkashin, Florent Houdellier, M. Burdin, D. Rouchon, Alain Claverie, A. Gouyé, Olivier Kermarrec, Philippe Holliger, Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), STMicroelectronics [Crolles] (ST-CROLLES), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Materials science, Physics and Astronomy (miscellaneous), Silicon, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, Chemical vapor deposition, 01 natural sciences, symbols.namesake, 0103 physical sciences, transmission electron microscopy, 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], wide band gap semiconductors, silicon, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, X-ray diffraction, semiconductor growth, Crystallography, chemistry, Electron diffraction, tensile strength, Transmission electron microscopy, chemical vapour deposition, X-ray crystallography, symbols, electron diffraction, elasticity, Raman spectra, semiconductor thin films, elemental semiconductors, 0210 nano-technology, Raman spectroscopy, silicon compounds, Carbon, Layer (electronics)
Abstract: International audience; Measurements of strain and composition are reported in tensile strained 10- and 30-nm-thick Si:C layers grown by chemical vapor deposition on a Si (001) substrate. Total carbon concentration varies from 0.62% to 1.97%. Strain measurements were realized by high-resolution x-ray diffraction, convergent-beam electron diffraction, and geometric phase analysis of high-resolution transmission electron microscopy cross-sectional images. Raman spectroscopy was used for the deduction of the substitutional concentration. We demonstrate that in addition to the growth conditions, strain accumulating during deposition, thus depending on a layer thickness, has an influence on the final substitutional carbon composition within a strained Si:C layer
Published: 2009

84. Modeling and experiments on diffusion and activation of phosphorus in germanium

Author: Dimitris Tsoukalas, Ioanna Zergioti, P. Tsouroutas, Alain Claverie, Nikolay Cherkashin, Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], Dopant, Chemistry, Annealing (metallurgy), Analytical chemistry, General Physics and Astronomy, chemistry.chemical_element, Germanium, 02 engineering and technology, Dopant Activation, Atmospheric temperature range, 021001 nanoscience & nanotechnology, Laser, 01 natural sciences, law.invention, Van der Pauw method, law, 0103 physical sciences, 0210 nano-technology, Sheet resistance
Abstract: International audience; We report on phosphorus diffusion and activation related phenomena in germanium. We have used both conventional thermal processing and laser annealing by pulsed nanosecond Nd:YAG laser. Chemical profiles were obtained by secondary-ion-mass spectroscopy, sheet resistance was estimated by the van der Pauw method, and structural defects were monitored by transmission electron microscopy. Our study covers the temperature range from 440 to 750 °C, and we were able to efficiently simulate the dopant profiles within that temperature range, taking into account a quadratic dependence of the P diffusion coefficient on the free electron concentration. To achieve that we have taken into account dopant activation dependence on temperature as well as dopant pile-up near the surface and dopant loss owing to outdiffusion during the annealing. A combined laser thermal treatment above the melting threshold prior to conventional annealing allowed the elimination of the implantation damage, so we could perceive the influence of defects on both transient dopant diffusion and outdiffusion.
Published: 2009

85. Effect of strain relaxation on active-region formation in InGaN/(Al)GaN heterostructures for green LEDs

Author: W. V. Lundin, G. A. Mikhailovsky, A. V. Sakharov, A. F. Tsatsul’nikov, Andrey E. Nikolaev, A. V. Lobanova, Martin Hÿtch, Nikolay Cherkashin, M. A. Sinitsyn, S. O. Usov, Florian Hüe, V. S. Sizov, E. E. Zavarin, E. V. Yakovlev, Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), A.F. Ioffe Physical-Technical Institute, Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Nanostructure, Materials science, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, law.invention, law, 0103 physical sciences, Stress relaxation, Quantum well, 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], business.industry, Heterojunction, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Wavelength, chemistry, Relaxation (physics), Optoelectronics, 0210 nano-technology, business, Indium, Light-emitting diode
Abstract: International audience; Processes of active-region formation for green LEDs on the basis of multilayer strained InGaN/GaN nanoheterostructures have been studied. It is shown that the formation of structures of this kind is highly affected by elastic stress relaxation leading to a larger amount of indium incorporated into InGaN layers. For structures emitting in the blue spectral range, an increase in the number of quantum wells (QWs) from 1 to 10 does not lead to stress relaxation or to a shift of the emission wavelength, whereas for structures emitting in the green spectral range, raising the number of QWs from one to five causes a monotonic increase in the emission wavelength.
Published: 2009

86. Critical Analysis of Different Techniques for Measuring Strain in Si1-yCy Layers Grown by CVD on a Si Substrate

Author: D. Rouchon, M. Burdin, Florian Hüe, P. Holliger, Nikolay Cherkashin, Adrien Gouye, Alain Claverie, Florent Houdellier, Olivier Kermarrec, Martin Hÿtch, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), STMicroelectronics [Crolles] (ST-CROLLES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Subjects: Diffraction, [PHYS]Physics [physics], symbols.namesake, Materials science, Electron diffraction, Transmission electron microscopy, Resolution (electron density), Analytical chemistry, symbols, Substrate (electronics), Chemical vapor deposition, Raman spectroscopy, Layer (electronics)
Abstract: International audience; In this work, we performed quantitative measurements of strain in structures consisting of a 30 nm-thick Si1-yCy layer grown by chemical vapour deposition (CVD) on a Si (001) substrate. Total C concentrations vary from 0.67 to 2%. Geometric phase analysis (GPA) of high-resolution transmission electron microscopy (HR TEM) cross-section images and convergent-beam electron diffraction (CBED) with a nanometer resolution as well as Raman spectroscopy and high-resolution X-ray diffraction with a micro- and millimeter resolutions, respectively, were used to deduce the strain within these Si1-yCy layers. These results were compared with the predictions of elasticity theory. Particular interest is paid to the formation of the structural defects within Si1-yCy layers as a function of C concentration, growth temperature and incorporated strain.
Published: 2008

87. Imaging Si nanoparticles embedded in SiO2 layers by (S)TEM-EELS

Author: H. Coffin, Nikolay Cherkashin, S. Schamm, Marzia Carrada, Christian Colliex, Alain Claverie, G. Ben Assayag, Caroline Bonafos, Marcel Tencé, Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nano-Optique et Nanomatériaux pour l'optique (CEMES-NeO), Laboratoire de Physique des Solides (LPS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme ( CEMES-MEM ), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales ( CEMES ), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Nano-Optique et Nanomatériaux pour l'optique ( CEMES-NeO ), Laboratoire de Physique des Solides ( LPS ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)
Subjects: Materials science, Population, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, law.invention, Optics, law, 0103 physical sciences, Microscopy, Scanning transmission electron microscopy, High-resolution transmission electron microscopy, education, Instrumentation, Plasmon, 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], education.field_of_study, [ PHYS ] Physics [physics], business.industry, Electron energy loss spectroscopy, 021001 nanoscience & nanotechnology, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Transmission electron microscopy, Electron microscope, 0210 nano-technology, business
Abstract: International audience; Fabrication of systems in which Si nanoparticles are embedded in a thin silica layer is today mature for non-volatile memory and opto-electronics applications. The control of the different parameters (position, size and density) of the nanoparticles population is a key point to optimize the properties of such systems. A review of dedicated transmission electron microscopy (TEM) methods, which can be used to measure these parameters, is presented with an emphasis on those relying on electron energy-loss spectroscopy (EELS). Defocused bright-field imaging can be used in order to determine topographic information of a whole assembly of nanoparticles, but it is not efficient for looking at individual nanoparticles. High-resolution electron imaging or dark-field imaging can be of help in the case of crystalline particles but they always provide underestimated values of the nanocrystals population. EELS imaging in the low-energy-loss domain around the Si plasmon peak, which gives rise to strong signals, is the only way to visualize all Si nanoparticles within a silica film and to perform reliable size and density measurements. Two complementary types of experiments are investigated and discussed more extensively: direct imaging with a transmission electron microscope equipped with an imaging filter (EFTEM) and indirect imaging from spectrum-imaging data acquired with a scanning transmission electron microscope equipped with a spectrometer (STEM-PEELS). The direct image (EFTEM) and indirect set of spectra (STEM-PEELS) are processed in order to deliver images where the contribution of the silica matrix is minimized. The contrast of the resulting images can be enhanced with adapted numerical filters for further morphometric analysis. The two methods give equivalent results, with an easier access for EFTEM and the possibility of a more detailed study of the EELS signatures in the case of STEM-PEELS. Irradiation damage in such systems is also discussed.
Published: 2008

88. Impact of the transient formation of molecular hydrogen on the microcrack nucleation and evolution in H-implanted Si (001)

Author: Roland Fortunier, Sébastien Personnic, Nikolay Cherkashin, H. Klocker, Aurélie Tauzin, Konstantin Bourdelle, Alain Claverie, Fabrice Letertre, Silicon-on-Insulator Technologies (SOITEC), Parc Technologique des Fontaines, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut de Microélectronique, Electromagnétisme et Photonique (IMEP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Centre Science des Matériaux et des Structures (SMS-ENSMSE), École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Département Microstructures et Traitements Thermomécaniques (MTT-ENSMSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-SMS, Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], Materials science, Silicon, business.industry, Kinetics, Nucleation, General Physics and Astronomy, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Crystallographic defect, Dissociation (chemistry), Isothermal process, Crystallography, Ion implantation, Semiconductor, chemistry, Chemical physics, 0103 physical sciences, 0210 nano-technology, business
Abstract: International audience; We study the implant-induced hydrogenated defects responsible for the Smart Cut™ layer transfer of Si 001 films. Different experimental methods are used to quantify the time dependence of the defect evolution and interactions during isothermal annealings. An optical characterization technique was developed for the statistical analysis of the formation and growth of micrometer size microcracks in the buried implanted layer. We show that the formation of molecular hydrogen is dominated by a transient phenomenon related to the rapid dissociation of the hydrogenated point defects. The impact of the H 2 formation kinetics on the microcrack evolution is described and the physical mechanisms involved in their growth are identified. A comprehensive picture of the fracture phenomenon in H implanted Si leading to the full layer transfer is proposed and discussed.
Published: 2008

89. Splitting kinetics of Si$_{0.8}$Ge$_{0.2}$ layers implanted with H or sequentially with He and H

Author: Nicolas Daval, Cecile Aulnette, Fabrice Lallement, Carlos Mazure, Y. Bogumilowicz, Nikolay Cherkashin, Ian Cayrefourcq, Chrystel Deguet, Fabrice Letertre, Alain Claverie, Aurélie Tauzin, P. Nguyen, N. Daix, Konstantin Bourdelle, Silicon-on-Insulator Technologies (SOITEC), Parc Technologique des Fontaines, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], Chemistry, Doping, Kinetics, General Physics and Astronomy, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, Channelling, 01 natural sciences, Secondary ion mass spectrometry, Ion implantation, Transmission electron microscopy, 0103 physical sciences, Phenomenological model, Atomic physics, 0210 nano-technology, Spectroscopy
Abstract: International audience; We have performed systematic measurements of the splitting kinetics induced by H-only and He + H sequential ion implantation into relaxed Si$_{0.8}$Ge$_{0.2}$ layers and compared them with the data obtained in Si. For H-only implants, Si splits faster than Si$_{0.8}$Ge$_{0.2}$ Sequential ion implantation leads to faster splitting kinetics than H-only in both materials and is faster in Si$_{0.8}$Ge$_{0.2}$ than in Si. We have performed secondary ion mass spectrometry, Rutherford backscattering spectroscopy in channeling mode, and transmission electron microscopy analyses to elucidate the physical mechanisms involved in these splitting phenomena. The data are discussed in the framework of a simple phenomenological model in which vacancies play an important role.
Published: 2008

90. Crystalline Structure of HfZrO Thin Films and ZrO2 / HfO2 bi-Layers Grown by AVD for MOS Applications

Author: X. Garros, Caroline Bonafos, Sylvie Schamn, Nikolay Cherkashin, Charles Leroux, F. Ferrieu, Francois Pierre, Aurélien Fanton, Christine Morin, C. Gaumer, Mikael Casse, Sandrine Lhostis, STMicroelectronics [Crolles] ( ST-CROLLES ), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales ( CEMES ), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire d'Electronique et des Technologies de l'Information ( CEA-LETI ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Grenoble Alpes [Saint Martin d'Hères], STMicroelectronics [Crolles] (ST-CROLLES), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Subjects: 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], Zirconium, Materials science, [ PHYS ] Physics [physics], business.industry, Transistor, chemistry.chemical_element, Dielectric, Crystal structure, 01 natural sciences, law.invention, Crystallinity, CMOS, chemistry, law, 0103 physical sciences, Deposition (phase transition), Optoelectronics, Thin film, 010306 general physics, business
Abstract: International audience; The downscaling in CMOS transistors requires the introduction of new materials with a higher dielectric constant. The electrical properties of HfxZryOz films and ZrO2 / HfO2 bi-layers grown by Atomic Vapor Deposition were analyzed for their integration as gate oxides. While crystallinity of those layers was found to be dependent on their zirconium concentration, the electrical performance was shown to depend mainly on the growth temperature of the high-k films.
Published: 2008

91. Formation and evolution of F nanobubbles in amorphous and crystalline Si

Author: S. Boninelli, Fuccio Cristiano, F. Priolo, Enrico Napolitani, Giuliana Impellizzeri, Salvo Mirabella, Nikolay Cherkashin, MATIS CNR-INFM Dipartimento di Metodologie Fisiche e Chimiche (DMFCI) (MATIS), Università degli studi di Catania = University of Catania (Unict)- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Équipe Matériaux et Procédés pour la Nanoélectronique (LAAS-MPN), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Università degli studi di Catania [Catania]- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Subjects: 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], PREAMORPHIZED SI, Materials science, Physics and Astronomy (miscellaneous), Silicon, Annealing (metallurgy), Nanostructured materials, Dangling bond, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, TRANSIENT ENHANCED DIFFUSION, 021001 nanoscience & nanotechnology, Epitaxy, 01 natural sciences, BORON, Amorphous solid, Crystallography, Chemical engineering, chemistry, Amorphous matrix, 0103 physical sciences, 0210 nano-technology, SILICON, FLUORINE
Abstract: "The formation and evolution of F-induced nanobubbles in Si was investigated. Si samples were preamorphized, implanted with F, and partially regrown by solid phase epitaxy (SPE). It is shown that nanobubbles are formed already in the amorphous side of partially regrown samples and are then incorporated in crystalline Si during SPE. The bubbles are interpreted as the result of the diffusion and coalescence of F atoms and dangling bonds already in the amorphous matrix. During high temperature annealing after SPE, F outdiffuses; correspondingly, the bubbles partially dissolve and transform from spherical- to cylinder-shaped bubbles. (C) 2008 American Institute of Physics."
Published: 2008
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92. Comparison of platelet formation in hydrogen and helium-implanted silicon

Author: X. Hebras, Fabrice Letertre, Nikolay Cherkashin, Konstantin Bourdelle, Alain Claverie, P. Nguyen, Silicon-on-Insulator Technologies (SOITEC), Parc Technologique des Fontaines, Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], Nuclear and High Energy Physics, education.field_of_study, Materials science, Hydrogen, Silicon, Population, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Isothermal process, chemistry, Transmission electron microscopy, 0103 physical sciences, Perpendicular, Wafer, Composite material, 0210 nano-technology, education, Instrumentation, Helium
Abstract: International audience; A comparative transmission electron microscopy study of the extended defects formed in (0 0 1) Si after hydrogen or helium implantation was performed. Quantitative data on the size and density of the defects with different crystallographic variants have been obtained. Common defects observed after implants with a dose of 1 × 1016 cm−2 and isothermal anneals at 350 °C in the presence of a stiffener were platelet-like structures lying on {1 0 0} habit planes parallel and perpendicular to the wafer surface. The differences in the defect morphology and in the variant platelet population are correspondingly related to the different chemical reactivity of H and He and the different compressive biaxial stresses generated by the H and He implants.
Published: 2007

93. Determination of strain within Si1-yCy layers grown by CVD on a Si substrate

Author: Florian Hüe, Olivier Kermarrec, Florent Houdellier, Vincent Paillard, D. Rouchon, Etienne Snoeck, Martin Hÿtch, Alain Claverie, M. Burdin, Nikolay Cherkashin, P. Holliger, A. Gouyé, Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), STMicroelectronics [Crolles] (ST-CROLLES), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Subjects: Diffraction, [PHYS]Physics [physics], Materials science, Strain (chemistry), Analytical chemistry, 02 engineering and technology, Substrate (electronics), Chemical vapor deposition, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, symbols.namesake, Electron diffraction, 0103 physical sciences, symbols, 010306 general physics, 0210 nano-technology, Raman spectroscopy, High-resolution transmission electron microscopy, Layer (electronics)
Abstract: In this work, we performed quantitative measurements of strain in structures consisting of a 30 nm-thick Si1-yCy layer grown by chemical vapour deposition (CVD) on a Si (001) substrate at 550 or 600°C. The total C concentration varies from 0.67 to 1.97% that was measured by SIMS. Geometric phase analysis (GPA) of high resolution transmission electron microscopy (HR TEM) cross-section images and convergent beam electron diffraction (CBED) were used to deduce the strain within these Si1-yCy layers. Finite-element simulations were carried out to estimate the impact of strain relaxation in thin areas of a specimen. These results were compared with the data obtained by high resolution X-ray diffraction and Raman spectroscopy and with the predictions of elasticity theory. Particular interest is paid to the formation of the structural defects within Si1-yCy layers as a function of a C concentration, growth temperature and incorporated strain. Both cross-sectional and plan-view TEM specimen configurations were used to obtain quantitative information on the defect size distribution, their density and structure.
Published: 2007

94. Influence of the initial supersaturation of solute atoms on the size of nanoparticles grown by an Ostwald ripening mechanism

Author: Peter Werner, Nikolay Cherkashin, V. V. Preobrazhenskii, Mikhail A. Putyato, Alain Claverie, N.A. Bert, Caroline Bonafos, B. R. Semyagin, V. V. Chaldyshev, Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme ( CEMES-MEM ), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales ( CEMES ), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Ioffe Physical-Technical Institute, Russian Academy of Sciences [Moscow] ( RAS ), Institute of Semiconductor Physics, Novosibirsk, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences ( SB RAS ), Max-Planck Institut für Mikrostrukturphysik, Max-Planck-Institut, Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), A.F. Ioffe Physical-Technical Institute, Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (SB RAS), Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik (MPI-HALLE), Max-Planck-Gesellschaft, Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010302 applied physics, Ostwald ripening, Supersaturation, Materials science, Annealing (metallurgy), Precipitation (chemistry), Nucleation, General Physics and Astronomy, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Crystallography, symbols.namesake, Chemical physics, Phase (matter), 0103 physical sciences, Volume fraction, symbols, Particle size, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], 0210 nano-technology, [ PHYS.COND ] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]
Abstract: International audience; We have designed a GaAs based structure in which the influence of the initial supersaturation of solute atoms, here As, on the nucleation and conservative growth of a precipitate phase during annealing can be studied. Size distributions and densities were extracted from transmission electron microscopy images under well defined and appropriate conditions, and the volume fraction that the precipitate phase occupies was deduced from these measurements for a variety of experimental conditions. We show that in the 0.06%–0.5% supersaturation range, the mean size of the precipitates obtained after annealing does not depend on the initial supersaturation of As atoms. On the other hand, the density of precipitates is proportional to this supersaturation. However, we observe that the increase of the precipitate volume fraction leads to a considerable broadening of the precipitate size distributions. The size invariance revealed here suggests that, for a volume fraction of less than 1%, the populations are in quasiequilibrium with the supersaturated matrix and that the growth is driven by the interchange of As atoms and vacancies between the precipitates and the matrix and not directly from one precipitate to the next. It can be inferred that the diffusion fields surrounding the precipitates do not overlap much during the growth although some deviation from the expected shape of the size distribution may reveal the limitations of the nonlocal mean-field approximation suggested here.
Published: 2007

95. Wet oxidation of nitride layer implanted with low-energy Si ions for improved oxide-nitride-oxide memory stacks

Author: V. Ioannou-Sougleridis, Caroline Bonafos, Panagiotis Dimitrakis, Marco Fanciulli, V. Em. Vamvakas, M. Perego, S. Schamm, G. Ben Assayag, Pascal Normand, Nikolay Cherkashin, National Center for Scientific Research 'Demokritos' (NCSR), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Istituto per la Microelettronica e Microsistemi [Catania] (IMM), Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), National Research Council of Italy | Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), National Center for Scientific Research 'Demokritos' ( NCSR ), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales ( CEMES ), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme ( CEMES-MEM ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institute for Microelectronics and Microsystems/ Istituto per la Microelettronica e Microsistemi ( IMM ), and Consiglio Nazionale delle Ricerche ( CNR )
Subjects: Materials science, Physics and Astronomy (miscellaneous), Silicon, Gate dielectric, Analytical chemistry, Oxide, [ PHYS.COND.CM-MS ] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, Nitride, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, 0103 physical sciences, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Silicon oxide, 010302 applied physics, business.industry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Secondary ion mass spectrometry, Ion implantation, Silicon nitride, chemistry, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Optoelectronics, [ SPI.NANO ] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, SI3N4, 0210 nano-technology, business
Abstract: An alternative method for the formation of the top oxide in oxide-nitride-oxide dielectric stacks is proposed. This method combines low-energy (1 keV) silicon ion implantation into a thin nitride-oxide stack and subsequent low-temperature wet oxidation (850 degrees C for 15 min). Transmission electron microscopy shows that for an implanted dose of 1.5x10(16) Si cm(-2), an 8-nm-thick silicon oxide layer develops on the surface of the nitride-oxide stack. Time of flight secondary ion mass spectrometry reveals: (1) transformation of the implanted silicon nitride to an oxygen-rich-silicon nitride layer and (2) pilling up of nitrogen atoms at the bottom silicon/oxide-substrate interface. The resulting oxide-nitride-oxide stack exhibits strong charge storage effects and excellent charge retention properties leading to a 1.5 V, 10 yr extrapolated memory window at 125 degrees C. These results suggest that the proposed fabrication route may lead to gate dielectric stacks of substantial potential impact for mainstream nitride-based memory devices. (c) 2007 American Institute of Physics.
Published: 2007

96. Review of some critical aspects of Ge and GeOI substrates

Author: Thomas Signamarcheix, Laurent Clavelier, Cyrille Le Royer, T. Billon, S. Lagrasta, Carl Quaeyhaegens, D. Bensahel, B. Depuydt, N. Kernevez, Jean-Francois Damlencourt, Yves Morand, Claude Tabone, Olivier Kermarrec, Y. Campidelli, Arnaud Rigny, S. Descombes, Jean-Michel Hartmann, Simon Deleonibus, Nikolay Cherkashin, Antoon Theuwis, Benjamin Vincent, Chrystel Deguet, T. Akastu, P. Rivallin, L. Sanchez, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), STMicroelectronics [Crolles] (ST-CROLLES), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Jean Alexandre Dieudonné (JAD), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Biologie du Développement de Marseille (IBDM), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Science et Ingénierie des Matériaux et Procédés (SIMaP), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG), Laboratoire de thermodynamique et physico-chimie métallurgiques (LTPCM), and Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], Materials science, Silicon, Band gap, Transistor, chemistry.chemical_element, Germanium, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, Epitaxy, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Engineering physics, Gallium arsenide, law.invention, chemistry.chemical_compound, Lattice constant, chemistry, law, 0103 physical sciences, MOSFET, 0210 nano-technology
Abstract: The challenges posed by the scaling of Silicon (Si) devices make mandatory the study of new materials to overcome the physical limitations of the Si. Germanium (Ge) was actually used in the first transistors but was then abandoned in favour of Si due to difficulties in processing Ge Oxide. However, the introduction of high-K gate dielectrics makes the use of Ge possible in an advanced technology. Its benefits for MOSFET applications are important: better transport properties than with Silicon hence higher saturation currents; lower band gap hence lower supply voltages and lower power dissipation and a lattice parameter compatible with Gallium Arsenide (GaAs) epitaxy. These are the main reasons why, during the last 4 years, the interest in Ge and Ge-On-Insulator (GeOI) substrates fabrication and properties has grown. This paper is a review of the different types of Ge and GeOI substrates, their critical aspects and their new potential applications.
Published: 2006

97. Evidences of an intermediate rodlike defect during the transformation of {113} defects into dislocation loops

Author: Alain Claverie, Nikolay Cherkashin, S. Boninelli, Fuccio Cristiano, Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Équipe Matériaux et Procédés pour la Nanoélectronique (LAAS-MPN), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Subjects: 010302 applied physics, Materials science, Physics and Astronomy (miscellaneous), Condensed matter physics, Silicon, Annealing (metallurgy), chemistry.chemical_element, Germanium, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Crystallography, chemistry, Transmission electron microscopy, 0103 physical sciences, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], 0210 nano-technology, Burgers vector
Abstract: International audience; A detailed study of the transformation of the {113} defects into dislocation loops has been carried out in Ge preamorphized silicon (30keV, 1×1015Ge+/cm2) and annealed at 800°C for time ranging from 15to2700s. The presence of a stable defect, along the ⟨110⟩ directions, formed during the transformation from {113}’s into Frank dislocation loops (FDLs), has been revealed and studied. Performing a detailed transmission electron microscopy analysis in nonconventional zone axes, a 1∕3 [111]-type Burgers vector has been found. These defects are shown to be more stable than {113}’s but less than FDLs.
Published: 2006

98. Laser annealing for n+/p junction formation in germanium

Author: P. Tsouroutas, Alain Claverie, Ioanna Zergioti, Dimitris Tsoukalas, Nikolay Cherkashin, Alexander A. Serafetinides, A. Florakis, B. Marty, National Technical University of Athens [Athens] (NTUA), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Materials science, Silicon, Analytical chemistry, chemistry.chemical_element, Germanium, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, law.invention, law, 0103 physical sciences, General Materials Science, Wafer, 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], Dopant, business.industry, Mechanical Engineering, Recrystallization (metallurgy), 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Laser, Semiconductor, chemistry, Mechanics of Materials, 0210 nano-technology, p–n junction, business
Abstract: International audience; In the present work we focus our study on laser annealing of implanted with high phosphorus dose p-type germanium wafers using an Nd-YAG laser at 355 nm. Dopant profiles as monitored by SIMS measurements demonstrate dopant profile movement less than 15 nm at junction depth. Germanium (Ge) structural defects were observed by TEM measurements and the roughness of the surface was measured by AFM. The above analysis shows the efficiency of laser annealing in recrystallizing the Ge substrates at lower energy fluences compared to Si and without substantial dopant loss and diffusion.
Published: 2006

99. Synthesis of mono and bi-layer of Si nanocrystals embedded in a dielectric matrix by e-beam evaporation of SiO/SiO2 thin films

Author: Marco Fanciulli, Caroline Bonafos, Michele Perego, Nikolay Cherkashin, Laboratorio Nazionale MDM CNR-INFM, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales ( CEMES ), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme ( CEMES-MEM ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Subjects: 010302 applied physics, [PHYS]Physics [physics], Materials science, [ PHYS ] Physics [physics], Annealing (metallurgy), MEMORY, Analytical chemistry, Bioengineering, 02 engineering and technology, Thermal treatment, 021001 nanoscience & nanotechnology, OXIDE LAYERS, 01 natural sciences, SIO2-FILMS, Amorphous solid, Biomaterials, Secondary ion mass spectrometry, X-ray photoelectron spectroscopy, Mechanics of Materials, Transmission electron microscopy, 0103 physical sciences, Electron beam processing, Thin film, SILICON NANOCRYSTALS, 0210 nano-technology
Abstract: Si nanocrystals (ncs) were synthesized by e-beam evaporation of SiO/SiO2 multilayer structures and subsequent annealing at high temperatures. We focused our attention on the possibility to manipulate the ncs dimension by changing the SiO layer thickness. Time of flight secondary ion mass spectrometry and X-ray photoelectron spectroscopy analyses of the annealed samples indicated that the thermal treatment induces a phase separation in the SiO layer. The formation of Si nanocrystals was confirmed by high-resolution transmission electron microscopy, although in the thinnest layers (below 2 nm) the Si clusters are probably amorphous. Preliminary results indicate that a similar approach is suitable also for synthesizing Ge nanocrystals. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.
Published: 2006

100. Time dependence study of hydrogen-induced defects in silicon during thermal anneals

Author: Konstantin Bourdelle, N. Kernevez, Sébastien Personnic, Aurélie Tauzin, F. Laugier, Fabrice Letertre, Alain Claverie, Nikolay Cherkashin, Roland Fortunier, Silicon-on-Insulator Technologies (SOITEC), Parc Technologique des Fontaines, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Centre Microélectronique de Provence - Site Georges Charpak (CMP-GC) (CMP-ENSMSE), École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Materials science, Silicon, Hydrogen, Annealing (metallurgy), Kinetics, Analytical chemistry, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, migration, 01 natural sciences, Isothermal process, 0103 physical sciences, implantation, Fourier transform infrared spectroscopy, 010302 applied physics, splitting kinetics, technology, industry, and agriculture, PACS: 6172Cc, 6172Qq, 6180-x, 021001 nanoscience & nanotechnology, Crystallographic defect, Ion implantation, chemistry, hydrogen, platelets, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], 0210 nano-technology
Abstract: International audience; Hydrogen implantation in silicon and subsequent thermal anneal result in the formation of a wide range of point and extended defects. In particular, characteristic two-dimensional extended defects, i.e. platelets, are formed. The growth of these defects during thermal anneal, related to H migration, induces the development of micro-cracks in Si. In this paper, a time dependence study of H defects during isothermal anneals is performed using SIMS, FTIR and TEM techniques. We calculate the kinetics of H 2 formation based on SIMS depth profiling and FTIR measurements. We show that the splitting is determined by H migration and rearrangement of hydrogenated defects.
Published: 2006

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