Эволюция физико-химических свойств поверхности GaSb(100) в растворах сульфида аммония

Методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и атомно-силовой микроскопии исследовались различные условия пассивации поверхности GaSb(100) растворами сульфида аммония ((NH$_4$)$_{2}$S) в зависимости от концентрации раствора, растворителя и времени обработки. Было показано, что обработка поверхности GaSb(100) всеми исследуемыми растворами (NH$_4$)$_{2}$S приводит к удалению слоя естественного окисла с поверхности полупроводника и формированию пассивирующего слоя, состоящего из различных сульфидов и оксидов галлия и сурьмы. Наименее шероховатая поверхность (RMS = 0.85 нм) была получена после обработки полупроводника 4%-м водным раствором сульфида аммония в течение 30 мин. При этом соотношение атомных концентраций Ga/Sb на поверхности составляло $\sim$2. Также было установлено, что водные растворы сульфида аммония не реагируют с элементарной сурьмой, входящей в состав слоя естественного окисла и являющейся причиной токов утечки и пиннинга уровня Ферми на поверхности GaSb(100). Однако 4%-й раствор (NH$_4$)$_{2}$S в изопропиловом спирте удаляет элементарную сурьму практически полностью, при этом поверхность полупроводника остается стехиометричной при длительности обработки до 13 мин.