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      北京市海淀區知春路27號量子芯座

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      高質量硅基砷化鎵材料的獲得

      高質量硅基砷化鎵材料的獲得

      來源:
      2015/07/23
      瀏覽量

        關鍵字:硅基砷化鎵、鍺表面、MOCVD、缺陷密度、粗糙度

        硅器件和III-V族器件是半導體器件的兩大陣營,為了實現兩種材料與器件體系的互補以及獲得更優異的綜合性能,硅基III-V族器件成為一個產業界和科研領域的重點。

        本論文通過Ge過渡層、低溫GaAs緩沖層以及GaAs表面處理實現了高質量、平整表面的Si基GaAs層。

        利用LEED研究了不同條件下Si基Ge表面的原子排列,驗證了斜切角的Ge/Si的表面為Ge(1119)-(1×2)重構表面。對于該臺階化的鍺表面,二聚體化學鍵方向平行于臺階的重構形式(DB)占多數,能量最低。以GaAs/Ge外延為基礎,獲得高質量的GaAs/Ge/Si體系,GaAs頂層的HRXRD的半寬較窄(40arcsec),頂層GaAs的缺陷密度可以達到2.3×105cm-2;通過表面處理,獲得了表面粗糙度小于0.6nm的二次外延硅基砷化鎵材料。本文同時比較了GaAs基、Ge基、Ge/Si基GaAs外延層的低溫光譜特性,Ge基和Ge/Si基GaAs材料由于張應變使得光致發光峰發生飄移以及輕重空穴帶的分裂。Ge基和Ge/Si基GaAs層的強度和GaAs同質外延層可比擬,半寬與后者相差幾個meV。

        本文獲得的高質量、平整表面的GaAs/Si為硅基III-V族化合物半導體器件的制備準備了條件。

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