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高质量硅基砷化镓材料的获得

高质量硅基砷化镓材料的获得

来源:
2015/07/23
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  关键字:硅基砷化镓、锗表面、MOCVD、缺陷密度、粗糙度

  硅器件和III-V族器件是半导体器件的两大阵营,为了实现两种材料与器件体系的互补以及获得更优异的综合性能,硅基III-V族器件成为一个产业界和科研领域的重点。

  本论文通过Ge过渡层、低温GaAs缓冲层以及GaAs表面处理实现了高质量、平整表面的Si基GaAs层。

  利用LEED研究了不同条件下Si基Ge表面的原子排列,验证了斜切角的Ge/Si的表面为Ge(1119)-(1×2)重构表面。对于该台阶化的锗表面,二聚体化学键方向平行于台阶的重构形式(DB)占多数,能量最低。以GaAs/Ge外延为基础,获得高质量的GaAs/Ge/Si体系,GaAs顶层的HRXRD的半宽较窄(40arcsec),顶层GaAs的缺陷密度可以达到2.3×105cm-2;通过表面处理,获得了表面粗糙度小于0.6nm的二次外延硅基砷化镓材料。本文同时比较了GaAs基、Ge基、Ge/Si基GaAs外延层的低温光谱特性,Ge基和Ge/Si基GaAs材料由于张应变使得光致发光峰发生飘移以及轻重空穴带的分裂。Ge基和Ge/Si基GaAs层的强度和GaAs同质外延层可比拟,半宽与后者相差几个meV。

  本文获得的高质量、平整表面的GaAs/Si为硅基III-V族化合物半导体器件的制备准备了条件。