Oxide-free InSb (100) surfaces by molecular hydrogen cleaning

Abstract

We report that annealing of an oxidized InSb (100) single-crystal sample at 250°C under molecular hydrogen flow [molecular hydrogen cleaning (MHC)] results in complete desorption of the surface oxides. Following this process, the surface morphology is found to be very smooth at the nanometric scale without any droplet structure and a nearly 1:1 In:Sb stoichiometry. MHC was applied to remove the native oxide of an epi-ready InSb(100) substrate used for molecular beam epitaxy growth of InSb films. These results suggest that MHC of InSb can be used as a very effective cleaning process for epitaxial film growth.

Hydrogen and thermal deoxidations of InSb and GaSb substrates for molecular beam epitaxial growth

“…At 250°C and dynamic hydrogen pressure of 5 ϫ 10 −6 Torr the native oxides were removed completely from the surface within 30-60 min, depending on the oxide layer thickness. 5,6 Annealing the MH cleaned samples at 400°C for 2 h, under UHV conditions after the MHC process, did not result in any significant change in the XPS or AES spectra. At dynamic H 2 pressures higher than 3 ϫ 10 −6 Torr or at temperatures higher than 250°C the oxides were removed faster; however, the In/ Sb peak ratio increased and the substrate surface started to roughen showing small round bumps, most probably In droplets.…”

Surface cleaning and pure nitridation of GaSb by in-situ plasma processing

“…13 Among them, H 2 plasma treatment has attracted much attention because of its high potential to remove GaSb native oxides at a relatively low temperature. [14][15][16] However, the interfacial trap density (D it ) extracted from dielectric/GaSb with H 2 plasma pre-treatment is ∼10 12 cm -2 eV -1 , which is still higher than that of SiO 2 /Si. 17 Recently, the surface nitridation technique has been studied as one of the promising methods for obtaining excellent Ga-based III-V surfaces.…”

Очистка от оксидов поверхности пластин полупроводника InSb для создания латеральных спиновых клапанов

“…Технологии эпитаксиального роста пленок Si и GaAs хорошо разработаны, так как эти полупроводники широко используются в промышленном производстве электронных приборов, тогда как для полупроводника InSb методы эпитаксиального роста пленок находятся в стадии исследований [6]. Особый интерес к InSb обусловлен тем, что он обладает наименьшей шириной запрещенной зоны среди полупроводников группы A III B V и перспективен в качестве материала для детекторов средневолнового ИК-диапазона [7]. Также этот полупроводник обладает рекордной в своей группе подвижностью электронов (µ = 1.2 • 10 6 см 2 /В • с при 77 K) [8] и огромной по сравнению с другими полупроводниками длиной спиновой диффузии (L S = 25 мкм при 77 K [4]), что делает его привлекательным для использования в полупроводниковой спиновой электронике.…”