in situ control of si(100) and ge(100) surface preparation for the

5
In situ control of Si(100) and Ge(100) surface preparation for the heteroepitaxy of III-V solar cell architectures Sebastian Brückner, Oliver Supplie, Enrique Barrigón, Anja Dobrich, Johannes Luczak et al. Citation: AIP Conf. Proc. 1477, 32 (2012); doi: 10.1063/1.4753827 View online: http://dx.doi.org/10.1063/1.4753827 View Table of Contents: http://proceedings.aip.org/dbt/dbt.jsp?KEY=APCPCS&Volume=1477&Issue=1 Published by the American Institute of Physics. Additional information on AIP Conf. Proc. Journal Homepage: http://proceedings.aip.org/ Journal Information: http://proceedings.aip.org/about/about_the_proceedings Top downloads: http://proceedings.aip.org/dbt/most_downloaded.jsp?KEY=APCPCS Information for Authors: http://proceedings.aip.org/authors/information_for_authors Downloaded 25 Feb 2013 to 138.4.46.22. Redistribution subject to AIP license or copyright; see http://proceedings.aip.org/about/rights_permissions

Upload: others

Post on 25-Feb-2022

2 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: In situ control of Si(100) and Ge(100) surface preparation for the

In situ control of Si(100) and Ge(100) surface preparation for theheteroepitaxy of III-V solar cell architecturesSebastian Brückner, Oliver Supplie, Enrique Barrigón, Anja Dobrich, Johannes Luczak et al. Citation: AIP Conf. Proc. 1477, 32 (2012); doi: 10.1063/1.4753827 View online: http://dx.doi.org/10.1063/1.4753827 View Table of Contents: http://proceedings.aip.org/dbt/dbt.jsp?KEY=APCPCS&Volume=1477&Issue=1 Published by the American Institute of Physics. Additional information on AIP Conf. Proc.Journal Homepage: http://proceedings.aip.org/ Journal Information: http://proceedings.aip.org/about/about_the_proceedings Top downloads: http://proceedings.aip.org/dbt/most_downloaded.jsp?KEY=APCPCS Information for Authors: http://proceedings.aip.org/authors/information_for_authors

Downloaded 25 Feb 2013 to 138.4.46.22. Redistribution subject to AIP license or copyright; see http://proceedings.aip.org/about/rights_permissions

Page 2: In situ control of Si(100) and Ge(100) surface preparation for the

������������� ����������������������������������������������������������� � �����!"����������

������������#�

���������� ������������������������������������������ ����!��" !���#��$����%����#&������'���� (�)*�� �����+����,�����!-�.���/�

0����&��!������.1! -��0����������/

���������� ��������������������������������������������������������������������� ��!����"�#��������#�����$%�������&����$��������'�('���)()��#����������������

*�#�����+��,���-.��/����� ��!����+�+����0������+����+��+��1!+�2�3�4��������5����)������+��+��/4������3�/�6������-�������$%����&�������&���+���!���&���7���8���+� ����/��9������������,�$����

���������

�$#�����% ��2�334�.5�2�334������������������6 ����������'''*7�������� 8������.��.��!�!).� ���-���� 6�-���� �������� ��!��������9)����� �:(�6���������� �� �)������ �� �)2(��4�����.�� � .��������!�!������������� 6������� � 6��������2�334�����;� ����.8��! 9�.�������.�)�!��-����- ����0���. ���-����.8��!- !).��.��8!�� ��� �0� �-����:(��-������-���.���� � ��� �0��-�����6����!� 9�.���- ����� �����������.�������� 6� -�!������ �!�- !).��.����-����.��2�334���6��� .���.�� �� ���� ��-��������: < � ������ 5�2�3348� ������. � �!������������ (� �������- �6��������� �. � ��� �0� �-����:��� �.�� � ������� 6� -=*��)�! � ������ ������ �� �) �.< �����*����6 �-�6����.������ �� �)�!��������-� ����� .�� �!�- !).��.����-����.5�2�334���6���:

&� '��#(�>�7+����2�334�5�2�334�- !).��.����-���� �'''*7 ��2�334?5�2�334�0��-�������6����� ��� �� �)������ �� �):����(�@�:�A:5!�@@:/3:���B@:C@:D-�B@:�3:�-�@�:3A:%)

�)�* +,�� )�

1!� ���! � ����� ������� � �!� �� *������ ���� ������� 6 '''*7����. � ��������.����� �������!6 � �!��� !���� �����9��� �������� �������������! �� ��2�334 � 5�2�334: � �-� �����������-�� � ��!���� � 8 .�6��� .������� � �!�'''*7 �����)��� �� � �������� ���6��� ��������� 6�!� �� �� '72�334 ��������� ���� ���������� �.�!�-���� �� ������� 6 ���6���� ��� �������� 6 ����������!���� �����9):E 8�.�)������������� � ��� ����� ����. 5�2�334 ������ �66���������� �� � /�F: ������� �!�� �����.�� �������� �!�-��� �� ��� '''*7?5�2�334 ������� �. �������6���6 �-��� !�� ����6���)�.���� .� 6��: ' �.�� � 6���!�� ��.��� �!� � �� 6-��������� � ����������!�5�2�334���������� ��.���������.�)��2�3348!����!����6������������ ��� �� !���� �����9)������8����������:

>�7+� �� ������ 6 ��2�334 �. 5�2�334������) ����� 8��! �!��-�� ��������� �������.�� !).� �� 6� 8 6 � 9�.� ��- ���:1�-��������� ��� GA3H% ��� ��66����� � �������� ��-���� 6�����2�334 �>�7+��-���� I�J:�6��� � ��� � 0� �-���� �!� ��2�334 ���6��� ��� ����. � -������) �) - !).��.�� ��� �.�� � <1'( �. �1> -������-�� I�J: �������. �1>���������� ��! 8�.�!��- !).��.����-����

�-��.�� 6 �-��� 6 . ���� ��)�� ����� I�J�! 8����� (�6 I/J ��� ��� �� �� . ���� ��)�� ����6 �-��� � 8 66��� ��2�334 ����������: 1!��� ���.���� -��!� �� ������. � �!� �������� 6�!� !).� �� �-����8��! �!� ��2�334 ���6���: ��!� �!��!�.����)��������� 8�� ���!����6������������ 6 5�2�334 � 0� �-����� ���� �!��� ���� ��� �-���� ��-��� �!� .����� ������ � ���6������)���6 �>�7+��������.��-����:

(�6����� ��� �� �) ������ �� �) 2(��4������������!��������$��� 6������������6����.����>�7+��� ������IAJ:(�������� 6�����. - !).��.� ���-����. ��2�334 ���6���� ������ ���.�ICJ:'IBJ�.I@J(�������� 6�!������������. 5�2�334 ���6��� 8��! /H �. CH 66��� �I3��J���������.������������):

' �!�� ������8� �! 8 �!� ���������) 6 � ����(�� � - !).��.� ���-���� � 6 � �! ��2�334�. 5�2�334: 1!� ��������!�. (� ������� 6!).� �� ���-����. ��2�334 I��@J ��� 8�. �� � ���.) �!� �������� 6 �!� �� ���6��� 8��! �!� 0��� ���� ��� .���.�� ��-�������� � ���� �.�����:K���� ��������!������������(��������- 6>�7+��������. ������5�2�3348!��! .�66���6� - L07 ���.��� �. 8!��! 8� ����� � �!�- !).��.� ���-����. ���6���:�9�.� �. ���� ��- ��� 6� - �!� 5�2�334 ���6���� 8�� � 6��-�.�) =+�� 8!��� <1'( �! 8�. �!� ������� 6 �- !).��.����-���� �6����� �������0�:

8th International Conference on Concentrating Photovoltaic SystemsAIP Conf. Proc. 1477, 32-35 (2012); doi: 10.1063/1.4753827

© 2012 American Institute of Physics 978-0-7354-1086-2/$30.00

32

Downloaded 25 Feb 2013 to 138.4.46.22. Redistribution subject to AIP license or copyright; see http://proceedings.aip.org/about/rights_permissions

Page 3: In situ control of Si(100) and Ge(100) surface preparation for the

-.�-*�/-)��0�

1!� ��������� 8�� ������. �� � �� --�������) ��������� >�7+� ����� � 2��9�� �'=�334 ���������) - .�6��. 6 � ���6����!��������$��� :� ���������8� ���� �!������ ���� 8�.�����- �� ��� 6�!���-������6����)(�� 2#�)1�� ���(�� �334: � .�.�����. ��-�������6�� �)���- �� ���� � - ���� L07 �!�-��������.� ��-���� *6���������� ����������6������)����)���-�I�3J���!��#���2�������#����33*�4� �1> 2����� ���!�� �A34� � =+� 2�����< ���A33�.+! �� ��334:

1!� ��2�334 ���������� 8��! � -�� ������� 6CH � 8��.� �!� I3��J .������ 8��� �������. �)������ �� �333H% 6 � �3 -� �� GA3-��� �����6��.0��� ���������.�������.�(�6I�J:K����.5�2�334����������8��!�-�� ������� 6CH� 8��.� �!� I3��J .������ �����6��. �� M������.)N2��������;�=14�.�����6����-����2%�)�1��46 �<1'(I��J:K��! ���)�..��� ��8���!�-�������*������� �!��-�� 9�.� ��- ��� 2<��: �4 8��� .����. �) ������ �� �333 , 6 � �3 -� �����6��.0� �� � �������� 6 �33-��� � � �����.2����� ������� �4 >�7+� ����� � � �� �.������ ��� ��-���� �:

*-�,0����)+�+��,��� )�

<����� � �! 8� �)����� � ���� (� ������� 6��������2�334��-����-������..�����!����6������������ �>�7+�;1!��������)�!�������)��8!��! � ���� �!� ��������� IGJ �9!����� ��������� �� �)2�������������)���4:1!� 9�.���)���� ��- ��. .���� ������ � ���� - �������!).� ������������ 6GA3-�������A3,�.�!��!������������(��������- 6 ���� ��������2�334.���� �� 2����� ����� ���� ���4 �! 8�� � �� �.-��-�-�� �.��7�.��! ��.�����:/�7�.� �-��� ���� �� /:� �7: �6��� � ��� � �-������-�������� � 0� �� ���� ��� �!� � ���� (��������-2<��:��-�..������� �������4� �����8 �!��� ���� ���������� � � .��������� ����������-�� �� �. �!� �� �. �� �������� � ��������� �� �:/ �7 �. /:� �7� �����������): 1!��������- ������ 8��� � �!� �!������������ (��������- 6 - !).��.� ���-����. ��������2�334: ICJ <1'(� #���� �. �1>-������-���� 6��-�. � � -����� - !).��.� ���-���� 6�!� �� ��-���� I�J: ��� � � ��� �-�� ���) ���6������ ������� . -��8��.�- ������.�)�2�9�4#����������.�1>�-�����! 8��- ���)���)��. ������)��������IGJ:

1!� -������-��� � <��: � .�- ������ �!�������) � .��������! ���8�� �!� ���� �.- !).��.� ���-����. ���6���� 6 ��������2�334.����7+���������� �)�����(��:����A3,�!� ���6��� ������� � �� !).� �� 6���� 8!��� �- !).��.����-���� ��-������.���33,:K����6 �-�. � ���� (�� .���� ����8��� � ���

2<��:� � 8������4 � ������ �!� ����6 �-��� 6�!�����!����.�����;�6��� �!��-��.� 9�.��� ����B3,�8�� �����) ������.�!��� �.-��-�-���������2�������4��� �����.8��!��������6���:��������.�����.���� 6�!���-��������2�33,�����4�!�(��������!���.2�!����)����4� ���� 8���!���2�!��� �������48!��!������8���8��! �!� � -����� - !).��.� ���-���� I�J ���33 , �� �! 8 � <��: � 2-�..�� ����4: 1!�����6 �-��� �� ���������� �) ��!����� 6 �!���-���: ���� �!� ������� �! 8 � <��: � 2� 8������4 ��-���. ������ ��� ��-�� �!�) ���������!����������������������-� .��� � 6 � �!�������.�� �����-�����.������������-��������:

���,*-� �% (� ������� 6 ������ ��2�334 -������. �������6 ��2� �����)���4�.����2� ���������4�.�6���2-�..��� ���� ���4 ������ � 0� �-����: 7����������� �.����� �!� �������� ������. ������� � 6 �� I��J:� �� -;(��������-������.� �� ���).����� ����0��6���������:��� 8��.�����.�66�����6������ �!�(��������:

18 -�� ����.�������-� �� ��!������(�

������� � <��: � 2� 8�� ����4; �!������ �.�!�6��� 6 �!� 6������� � ���� .�� � .����������-�������� 2�-��� ��� 8�4 I��J �. �!�������������!���� .�� � 6 �-��� 6 - !).��.� � .�2����� ��� 84 ICJ: ������� 8��! �!� �� �. (��

33

Downloaded 25 Feb 2013 to 138.4.46.22. Redistribution subject to AIP license or copyright; see http://proceedings.aip.org/about/rights_permissions

Page 4: In situ control of Si(100) and Ge(100) surface preparation for the

6������ ������. � ���� ��������2�334 �� ��B3,������� �!���� �����.) ������. �� �. �3B3 ,:<� - �!�� ��-�������� �!� �������- ��������)� ����� 6 � �!��� 6������ 8!��!-���!�� 8��! �!�.��������������!��� 6�!�- !).��.����6���:

<� - �!� ������� �! 8 � <��: � 8� ������� �- !).��.� ���-���� 6 ������ ��2�334 � �!�!).� ��*����. >�7+� �� ���� �-���� 6 ������� ��-��������� ��� 8 �333 ,: 1!� � ���� �������� � - �� �� ����) �������� �!� .)�-�������� 6 !).� �� �.� ���� �. .�� ���� ����� � .���.��� 6 �!� ���������� �� ����� .��� � ���� L07 ���������� � I�/J �! 8�.����6����.�� ���� 6� -- !).��.����-����.��2�334 �� @33, �. ��� ��� 8:� ��-���- .��6 � ��-�������� .���.�� !).� �� � ������ 6��2�334 ����. �1> �������� � � L07 I�AJ�����.���)8���8��!�!������������IGJ�! 8�<��: � 2� 8�� ����4: < � �������� ��������-��������� .�� ���� ��������) ����������.� ���� 6 !).� ��� ��� ������� !).� ��� �����������.����.6����) .��33,:

���,*-�1% (� ������� 6 ������5�2�334-������. ���-���� ��-�������� ��6 �� 2�� ��� ���4 �. �6��� 2�������4 0� ������ � -����. � L07*�������.� ���������� 5�2�334 2.��!*. ���. ���4 I@J: 7������� �����.����� �!� �������� ������. �������� � 6 5� I��J:5��� ��� 8� �.����� �! ��.��� �� ���� � �!� (��������- 6�!�0������.��-���8! ��#���������2����4 8��� -������. �� �C@�7 �6��� � ��-���� *6�������6��� L07:

'<������8�������(�������� 6M������.)N

�. 0� �����. ������ 5�2�334 -������. � �!�>�7+� ����� � �� ��3 , 2�6��� � ��� � 0��-����4��8������!�(��������- 6����������5�2�334�������. �L07 I@J 6 � � -����� :���� �!��- ��! �� 9�.���)���!�M������.)N���6����9!������6�����������������-::

�6��� 0� ������ �!� (�� ����� 6 �!�5�2�334 ���6��� 2<��: �� ���� ���4 � ����� 6 ��� �.-��-�-�� �.��7�.���� 8 ����:G�7��8������ ���-�9�-��� �.�!���������� ��

2%+4 ������� 65�2�334 2�� �.��DO� �� �� ���:��7�.����/:��7������������)4:

1!�>�7+��������.��-���� ��!�)������ ��!� ������ (�� 6������� 8��! �!� (�� ����� 6���� 5�2�334 �������. �) ������ � L07 I@J:0 8������!�� ���-�9�-�-�� �.�:��7��- ���� ���.�.�!�-��-�-�� �.��7���!�6��.����!��) � 8��.� !��!�� �������: <���!��� ��..��� ��6������������� �.�:/�7�./:3�7��!�(��������� ������.2��� 8��<��:�4:

'��������!����.�-�����.� 6(�������� 62�334 ���6���� .���. �!� �� -�� �.�� 6 �!����6��������.���������������6������ ������� �. -�� ���� � �. �!�-���� � 6������� I�CJ:1!�(�������.���)� ������) �6 �� �������� 6� - �!����6��� ��� ������� � ���� ������ 6� - -������)�����.������ ��� ������� . -��� ����� ���! �!�� I�BJ: 1!� ����� ������) �� ��� �66����. �)�!� �-�����) � ������� �!� ���6��� IBJ: '� ������ �!� ��� �!��� 6 �!� (�� ����� -�) ���!���.�)6 �-��� 6�- !).��.����-���� 8!�!).� ������������!�.������ .�I��J�� ������.6 ���������2�334ICJ:

���,*-�2%<1'(�������- 6>�7+�*�������.������5�2�334 �6��� � ��-���� *6��� ����6�� � L07: 1!��!��������������� ���� ����� ����� .� �!��)--���������:����)--������ ����.5�*0������!- .��I��J:

K�������.����������6�����������L07����.

���!����� � ���)$� �!� ���6��� �� ������� 6 �!�>�7+� �������. 5� ��-���: ��� �.�� � =+����)��� I�@J 0� ������ 6 �!� M������.)N5�2�334�������������333,���.�� ��- ��� 6���� ��-���� ����!�� 9)���.���� 6� -�!����6���: 1!� #��� ������ 6 �!� .� 9�.�$�.5�2�334 ���6��� 2<��: � ����4 �! 8� �� ���.�� � �������� �� � I3��J: 1!� !��6* �.�� �� �� �I3��J .������ �.����� .�-�� 6 �-��� �!����6��� �. � ����� ��������� 6 �!� . -�� 8��!.�-����������� � �!� �����.���8!��!� ����� .�� � ���6����� 6 � ��*�)�� . ���� ��)�� ����� �� ������� 8��! ������ 5�2�334 ���6���� �������.� L07 I�GJ: ���� .�-���$��� ����� � �!�����.- !).��.�5�2�334���6���� ��#��������� . �� � .��������! ���8�� �!������-���� �:

<������ �! 8��1(- .�<1'(-������-����6��� ������ �. � ��� �0� �-���� � �!���

34

Downloaded 25 Feb 2013 to 138.4.46.22. Redistribution subject to AIP license or copyright; see http://proceedings.aip.org/about/rights_permissions

Page 5: In situ control of Si(100) and Ge(100) surface preparation for the

6 � !).� �� ���-���� : 1!� �8 �!��������������� ���� �������� ���G@C�.�GBA�-P�-���!� � ����. 5�P0 ������! - .�� I��J: 0).� ����������� �!� ����.��� .����� � .� 6 �!���� �������. 5�2�334 �. 6 �-� 0P5�P5�P0.�-���: 1!��� ����)--����� �. �)--������������ �� - .�� �.��� .�� ��� 8��!� �.�����.������� �!����6�������������������):

��� �.�� � �� ������� 6� -=+�� #��� �.<1'( ����-�������6��� 6�)� ��-���� �.���-����. 8��! - !).��.�� �6��� ������ �.� ����0��-����:0����8�����-��!��� �!�!� - �� �� ���. ����� �!��� ���8�� �:@ �7�.�:��7�. �!��..��� �� 6�������������) .��7����!������������ 6�!�- !).��.�5�2�334���6���: K� �9����� 6���!�� ���.��� 6 � �!����������) 6 (�� � - !).��.� ���-���� �!�5�2�334���6����)�!��-��!).� ��.�� ���� �.��6� 8 6������������ ������������!��E� ���IGJ:

)0,�� )�

K�.�- ������.������������ �!��������� 6� �!��2�334�.5�2�334���6���8��!!).� ���-����: ��� �.�� � �!� � ���� (� ������� �!������� ��2�334 ���6��� �� !).� �� 6��� ��.� 9�.��� ��-��������� 6 ��A3,� ��� �- !).��.����-���� ��6 �-�.6 ���-������������ 8 �333,: 0� ������ ���.� � ��- ��� 6 9�.�� �. ���� 6� - ������ 5�2�334 ���6����:�1( - .� <1'( ������ �� �) � 6��-�. �- !).��.� ���-���� : ' ����(� ������� 60������. ������ 5�2�334 ���6���� �! 8�.�!������������.������ �6� -L07��6�����.��� 6����5�2�334: ' �����������8� ������. �!�- ���� ���. 6����������8���:@ �7�.�:� �7��8������!��..��� ��6�������������) .�:3�7� �!�- !).��.����-���� :

�&) 30-+�/-)���

1!��8 ��8������ ���.�) �!��>�<2+� ����3��<3��G%4: �: ������� 8�� ���� ���. �) �!������! >������� .� %����� � ' �����21�%�33@*3���C� 1�%�33G*���/�4 �. �) �!�% -��.�. .� >�.��. 2��3GG?�E��/BB4 �. �!�% ��� � ���� 6�!�L+>:

*-�-*-)-��

�: 0:�&��!����:�� ������:� ����!�%:0&!�+:,�����!-�.���.1:0�������:2�3���2���;���A��32�3��4:

�: 0:�&��!����:� ����!��:�� �����+:,�����!-�.���.1:0�������144�2�����2�<�:GB��A�G3A2�3�34:

�: �:(:#���������.#:":K!��-��/��$2�/��:A/A�B32�33�4:

/: �:,�����':E�-��!��:(��!��.�,:7 �$��.K:�� �$������/��+�6����A�B��/32�33@4:

A: ":1:Q���������-2�3���2���;��3�����2�����2�A��B2�GGB4:

C: (:�!� .��.":��.��K��.��144�2�/��$2�/��2��3P�����CC2�GG@4:

B: 1:R���.��#:>������L:( �� 8�.�:�:����������2�=�!2�<�2B/��/��2�GGA4:

@: L:( �� 8�#:>�������.�:�:������:2�>��2�/��2�������2���@����G2�3334:

G: �:�� �����0����&��!���+����,�����!-�.���.1! -��0�������144�2�����2�<�2G@����G3G2�3��4:

�3:1:0��������:7�������#:1 ����.<:K������=�!2�/��2�#�����2BA���GB2�33/4:

��:R:":%!�����/��$2�/��:�C@�AG/2�G@C4:��:+:#������!������>:5�������#:7����.>:

%��. �������=�!���C�/@��2�G@B4:��:(:":% ����:1�����+:5������":(:+ 8���1:

<��������.+:K���!�-������2�=�!2��A/���///2�GGC4:

�/:+:5�����7:#:% �����.�:>:5� ��������2�=�!2���B�@��/2�G@@4:

�A:1:, -�.��.R:,�-���������2�=�!2��A@���@A2�GG@4:

�C:0:�&��!���.1:0�������:2�144�2�����:�3B����A��2�3�34:

�B:E:K��� 8����(:% �������:+���!��)��.R:� ���$����/��$2�/��2C33�A�/�2�33C4

�@:�:�� ������:���������:��������+:,�����!-�.���:� ����!�%:#&�����':(�)*�� ����0:�&��!����.1:0�����������2�/����/��+��==<C��B@P�@32�3��4

�G:":�:5��66��!����:�:2�>��2�/��2�������2�1�C�/G�2�G@@4:

35

Downloaded 25 Feb 2013 to 138.4.46.22. Redistribution subject to AIP license or copyright; see http://proceedings.aip.org/about/rights_permissions