Localized thinning for strain concentration in suspended germanium membranes and optical method for precise thickness measurement
Vaccaro, Pablo Oscar (Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats)
Alonso Carmona, Maria Isabel (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Garriga, Miquel (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Gutiérrez, Joffre (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Peró, Damià (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Wagner, Markus R.. (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Reparaz, Juan Sebastian (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Sotomayor Torres, Clivia M. (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Vidal, Xavier (Macquarie University. Department of Physics and Astronomy)
Carter, E. A. (University Sydney. School of Chemistry and Sydney Analytical)
Lay, P. A. (University Sydney. School of Chemistry and Sydney Analytical)
Yoshimoto, M. (Kyoto Institute of Technology)
Goñi, Alejandro (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)

Date:	2018
Abstract:	We deposited Ge layers on (001) Si substrates by molecular beam epitaxy and used them to fabricate suspended membranes with high uniaxial tensile strain. We demonstrate a CMOS-compatible fabrication strategy to increase strain concentration and to eliminate the Ge buffer layer near the Ge/Si hetero-interface deposited at low temperature. This is achieved by a two-steps patterning and selective etching process. First, a bridge and neck shape is patterned in the Ge membrane, then the neck is thinned from both top and bottom sides. Uniaxial tensile strain values higher than 3% were measured by Raman scattering in a Ge membrane of 76 nm thickness. For the challenging thickness measurement on micrometer-size membranes suspended far away from the substrate a characterization method based on pump-and-probe reflectivity measurements was applied, using an asynchronous optical sampling technique.
Grants:	European Commission 628197 Ministerio de Economía y Competitividad FIS2015-70862P Ministerio de Economía y Competitividad MAT2015-70850-P Ministerio de Economía y Competitividad SEV-2015-0496 Ministerio de Economía y Competitividad SEV-2013-0295 Ministerio de Economía y Competitividad CSD2010-00044 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca BP-B00211
Rights:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original.
Language:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Subject:	Asynchronous optical samplings ; Characterization methods ; Fabrication strategies ; Localized thinning ; Reflectivity measurements ; Strain concentration ; Suspended membranes ; Uniaxial tensile strain
Published in:	AIP advances, Vol. 8, issue 11 (November 2018) , art. 115131, ISSN 2158-3226

DOI: 10.1063/1.5050674

12 p, 3.0 MB

The record appears in these collections:
Research literature > UAB research groups literature > Research Centres and Groups (research output) > Experimental sciences > Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2)
Articles > Research articles
Articles > Published articles