銻化物MBE生長的基礎(chǔ)研究.pdf

1、本論文在理論上分析了銻化物半導體材料的基本性質(zhì)，采用線性插值法計算了材料體系中相對復雜的InGaAsAb、AlGaAsSb的晶格常數(shù)、禁帶寬度、折射率，為多元半導體銻化物量子阱和超晶格結(jié)的設(shè)計、制備和特性研究奠定理論基礎(chǔ)。 由于與GaAs襯底材料晶格匹配的材料體系和器件研究最成熟，采用GaAs襯底對銻化物材料的外延生長和結(jié)構(gòu)進行研究，一方面可以借鑒GaAs外延技術(shù)方面成功的經(jīng)驗，另外將會在未來的光電子集成方面發(fā)揮重要作用。因此，

2、本文重點研究GaAs襯底上，GaSb、InSb二元和多元銻化物材料和結(jié)構(gòu)的制備和特性。 首先，采用分子束外延(MBE)技術(shù)，研究了GaAs襯底上，二元銻化物材料GaSh的外延生長條件優(yōu)化和特性研究。著重研究了低溫緩沖層在提高GaSb外延材料特性方面的作用。通過外延材料的表面形貌、界面特性、晶格質(zhì)量以及發(fā)光特性等研究，優(yōu)化了GaSb的外延生長參數(shù)。 InSb是研究各種多元銻化物材料的另一重要的二元材料材料，而且該材料本身也

3、是重要的紅外探測器材料。而且GaAs和InSb之間存在14.6﹪的失配度，生長難度很大。我們重點研究了在GaAs襯底上，如何實現(xiàn)高性能InSb材料的途徑和生長技術(shù)。我們著重利用二步法和低溫緩沖層的引入，研究了得到高質(zhì)量InSb外延材料的生長方法和技術(shù)。 在以上工作基礎(chǔ)上，我們進一步完成了在OaAs襯底上，GaAsSb、AlGaAsSb以及InGaAsSb等材料的外延生長： 初步生長和研究了AlGaAsSb/InGaAsS