Improved thin film quality and photoluminescence of N-doped epitaxial germanium-on-silicon using MOCVD
Notice bibliographique
Résumé
This paper addresses one of the key issues in the scientific community of Si photonics: thin-film quality and the light emission properties of band-engineered n+ Germanium-on-Silicon (Ge-on-Si). Compared to the traditional delta doping approach, which was utilized in the first electrically-pumped Ge-on-Si lasers, we offer an n+ Ge-on-Si thin film with better material quality and higher carrier injection efficiency grown by metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD). The impacts of thermal cycle annealing and Si substrate offcut on the thin film quality were investigated, including surface roughness, strain, threading dislocation density, Si-Ge interdiffusion, and dopant diffusion. It was revealed that: 1) MOCVD overcomes the outdiffision issue of n-type dopants by having the dopant peaks at the bottom of the Ge films; 2) the characterization of the light emission properties of these MOCVD n+ Ge-on-Si samples (1.0 × 1019 cm−3 doped) compared to delta-doped ultra-high vacuum chemical vapor deposition (UHVCVD) Ge, showing comparable photoluminescence (PL) spectral intensity at 1/4 of the doping level; 3) Detailed PL spectral analyses showed that population inversion from the direct gap transition has been achieved, and the injected electron density in the direct Γ valley is comparable to that of the delta-doped sample even though the n-type doping level is 75% less; and 4) Experimental evidences that Si-Ge interdiffusion has a much larger impact on PL intensity than threading dislocation density in the range of 108-109/cm3. These results indicate that MOCVD n+ Ge is very promising to reduce the threshold of Ge gain media on Si notably.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».