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不同厚度对分子束外延生长GaSb薄膜的影响_论文

熊 丽 等 : 同 厚 度对 分 子 束 外 延 生 长 Ga b薄 膜 的 影 响  不 S 不 同厚 度 对 分 子 束 外 延 生长 Ga b薄 膜 的 影 响  S 熊  丽  李 关成  邱 永 鑫  张保 顺。 李  林 。 刘 国军。赵 连城  , , , , , , ( . 尔滨 工业 大学 ( 海) 料学 院 , 1哈 威 材 山东 威 海 2 4 0 ; 6 2 9  2 哈尔滨 工业 大学 材 料学 院 , 龙 江 哈尔滨 1 0 0 ;. 春理工 大学 材 料 学 院 , . 黑 50 13长 吉林 长春 1 0 2 ) 3 0 2  摘 要 : 采 用分 子束 外 延 ( E) G As衬底 上 生    MB 在 a 4 7 ×1 _ P , b源炉 温 T b 6 5 , 流为 1 7 × . 5 O 。aS 。 s一 1 ℃ 束 .1   1  P , Ⅲ族束 流 比约 为 3 6:1 另 外 , 备 了样  O a V/ . ; 制 长 GS a b薄膜 , 了减 小 因 晶格 失 配 度 较 大所 引起 的 为   位错 密度 , 用低 温 Ga b作 为缓 冲层 。通 过 X 射 线  采 S 双 晶衍 射 仪 和 原 子 力显 微 镜 分析 得 出 , 当低 温 Ga b S  缓 冲层 的厚 度 为 2 n 时 , a b外 延层 中 的位错 密度  0m GS 最小, 晶体 质量最好 。此 外 , 冲层 和 外延 层 的厚 度 共  缓 同对 G S a b薄膜 晶体 质量 和表 面形 貌 产 生影 响 。   关键 词 : 分子束 外延 ; S ; 冲层 ;   Ga b 缓 厚度  中图分类号 : TN3 4 0 5 0 . 5  文献 标识 码 :   A 文 章编号 :0 19 3 ( 0 8 1 —6 50   10 -7 1 2 0 )01 3 —3 品B 。和 C , Ga b 外 延 层 厚 度 分 别 为 10 和   其 S 0 10 n 其 它生 长参 数 同样 品 A。  5 0 m, 。 采用 日本 理 光 电 机 公 司生 产 的 D/ xRA 型 X ma -   射线 双晶衍 射仪 ( C D) 析材 料 的 晶体质 量 , D xR 分 X射  线源 为 Cu , 长 一0 1 4 5 m。采用美 国 D gtl Ka 波 . 50 n ii   a Isrme t Ic D  n ) 司 生 产 的 Na oc p Ia n tu n s n ( IIc 公   n so eI     型 S M 原 子力 显微 镜分 析材 料 的表面 形貌 。 P   1 引  言  GS a b是 一种 Ⅲ一 V族 化 合 物 半 导 体材 料 , 晶 格  其 常数与 多种三 元 、 四元 Ⅲ一 V族 化 合 物 半 导 体 相 匹 配 ,   3 结 果 和 分 析  3 1 缓 冲层厚 度对 Ga b晶体 质 量的影 响  . S 图1 分别 为样 品 A。 A。 X射线衍 射 曲线 , 1 ~ 的 表   中列 出了它 们 的 X D 曲线半 峰宽 和位错 密度 , R 随着缓  可 以制备超 低损耗 光纤 通讯 的光 源 。另 外 , 利用 Gah S  基 超 晶格 可 以制 造 波长 在 8 O 1 . / 范 围的 长 波  . ~ 4 0t . m 长 红外 探 测 器[ 卜引, 以及 多 波 段 的 红 外 探 测 器[ 。 因  4 ] 冲层厚 度 的增加 , 峰 宽 和位 错 密度 都 是先 减 小后 增  半 大 , 中样 品 A3的位错 密度 最 小 , 其 并且 衍 射 强度也 是  最强 的 。当 Ga b缓 冲层厚 度超 过 2 n S 0 m后 , 位错密 度  的变化 并不 明 显 , 至 使 晶 体质 量变 得 更差 了。 由此  甚 可知 , 温 Ga b缓 冲层 的厚度 对 Ga b外延层 的 晶体  低 S S 此, S Ga b基 材料体 系在 光纤 通信 技术 和长 波 长红 外技  术 等领域具有 非 常广 阔 的应 用 前 景 , 起 了人 们 越 来  引 越大 的兴 趣 [ , 5 而二 元 Gab材 料 是 制 备高 质 量 的三  ] S 元 和 四元 锑 化 物 的 基 础 和 重 要 材 料 , 以研 究 G S   所 ab 材料 的生长 和特性 是十分 必要 的 。   为 了解 决衬 底 和 G S a b外延 层 之 间较 大 的 晶格失  配度 ( 7 ) 带来 的 问题 , 经 尝 试 采 用 了各 种 缓  约   所 已 冲层 [ 。本文 以低温 Ga b作 为缓 冲层 , 6  ] S 采用分 子束  质 量产 生影 响 , 最佳 厚度 是 2 n   其 0 m。 表 1 低 温 缓 冲 层 厚 度对 外 延 层 XR 曲线 半 峰宽 和    D 位错 密 度的 影响  Ta l   E fc  f t ik e s o   be 1 fe t o   hc n s  f LT  u fr ly r o   b fe  a e  n XRD  FW H M   n   i l a i   e iy o   pi a d d soc ton d nst   fe —   外延 ( E) 术 在 Ga MB 技 As衬 底 上 生 长 Gab薄 膜 , S 并  分析 了缓冲层 和外延 层 的厚 度 对 G S a b薄 膜 晶体 质 量  和表面形 貌 的影响 。   t x a  a e   a ill y r 样 品  缓 冲层 厚 度  ( m) n   A1   1  O 半峰 宽  (e) s e  31 3  位错 密度  (m一 ) c 0  1 8× 1 。 . O  2 实  验    采用 英 国

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