Nanolithography by local anodisation using ... - Tranvouez Edern

applied bias voltage. these results had been related to space charge effect that ... We study the possibility of this two methods for Quantum Dots (QDs) localisation. ... size and the thermal compatibility of AFM oxide pattern for this task for both ...
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Nanolithography by local anodisation using Atomic Force  Microscopy on indium phosphide for optoelectronic  applications We study local anodisation using Atomic Force Microscopy (AFM) on Indium Phosphite (InP). To  archive this goal, we develop two methods : a standard AFM oxidation using contact mode with a  constant   bias   and   a   non   usual   method   combining   intermittent   contact   mode   and   a   modulated  voltage. The first method results show a logarithmic growth kinetic and a linear oxide variation with  applied bias voltage. these results had been related to space charge effect that limits the oxidation  process (homogeneity and resolution). To reduce these limits and neutralize the space charge effect  we develop the second method. We obtain an improvement in both resolution (minus 20 nm) and  homogeneity. this new method offers the possibility to control the oxide pattern shape (by using  ­1 oxidation duration and applied bias) and high lithography velocity (upper than 10 µm.s ). These two  methods had been successfully adapted on GaAs. To understand and develop the application of local anodisation, we realise electrical characterisation  by   using   different   AFM   mode   measurements.   We   used   Tunnelling­AFM   (Tuna)   and   Phase  measurement   to   probe   the   oxide   quality   and   Scanning   Capacitance   Microscopy   (SCM)   and  Electrostatic Force Microscopy (EFM) measurement to obtain information about charge dissipation  during and after the oxidation. These measurements had been used to understood the oxidation  process and to show the improvement of the intermittent contact oxidation. We study the possibility of this two methods for Quantum Dots (QDs) localisation. We show the  size  and  the  thermal compatibility of AFM  oxide pattern for this  task for both InP and GaAS  surface. In spite of clear influence of oxide pattern on GaAs, no localisation had been found during  the QDs growth on both surfaces (InP et GaAs). this results give information about the localisation  process and had been used to obtain localisation by e­beam lithography on InP.  Key words: Atomic Force Microscopy (AFM), Indium Phosphide (InP), Gallium Arsenide (GaAs),  Quantum  dots  (QDs),   Local  anodisation,  Electrostatic  Force  Microscopy, Scanning Capacitance  Microscopy (SCM), Tunnelling ­AFM (Tuna)