離子注入誘導(dǎo)無序及無雜質(zhì)空位擴(kuò)散方法改變InGaAsP-InP多量子阱材料帶隙的研究.pdf

1、實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體光子集成(PIC)和光電子集成(OEIC)的關(guān)鍵問題是工藝上如何采用簡(jiǎn)單可靠的方法,在同一襯底上制成具有不同禁帶寬度的光電子器件.量子阱混合技術(shù)以其能簡(jiǎn)單有效地改變量子阱材料的帶隙成為人們研究的熱點(diǎn).量子阱混合技術(shù)主要包括以下幾種方法:雜質(zhì)誘導(dǎo)擴(kuò)散(IID),離子注入誘導(dǎo)無序(IICD),光吸收誘導(dǎo)無序(PAID)和無雜質(zhì)空位擴(kuò)散誘導(dǎo)無序(IFVD). 該論文用量子阱混合技術(shù)中的離子注入誘導(dǎo)無序和無雜質(zhì)空位擴(kuò)散方法,研究了In

2、GaAsP/InP多量子阱結(jié)構(gòu)材料的帶隙藍(lán)移.在無雜質(zhì)空位擴(kuò)散方法中,用PECVD沉積SiOP結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)薄膜作為誘導(dǎo)量子阱混合的蓋層,在850℃,7s的條件下快速熱退火.光熒光譜(PL)測(cè)試表明:該膜能引起很強(qiáng)的量子阱混合效果,沉積此膜后退火的樣品比原始樣品的發(fā)射波長(zhǎng)藍(lán)移了341nm,帶隙能量增寬了224 meV.并用紅外光譜和XPS譜確定了膜的結(jié)構(gòu),分析其增強(qiáng)量子阱混合的原因.用離子注入誘導(dǎo)的方法在樣品中注入與量子阱組成元素相關(guān)的P

3、離子,經(jīng)750℃,60s的快速熱退火后,用光熒光譜測(cè)量,得出的結(jié)論是:磷離子注入誘導(dǎo)方法引起量子阱混合的效果明顯,同時(shí)存在帶隙藍(lán)移隨注入能量的增加而變大的規(guī)律.對(duì)于180keV的注入能量,10<'13>量級(jí)的注入劑量,帶隙藍(lán)移隨注入劑量的增加而減少.另外,我們用SiO<,2>膜作為掩膜層,通過不同厚度的SiO<,2>膜對(duì)樣品進(jìn)行P+注入,在同樣條件下快速熱退火.發(fā)現(xiàn)藍(lán)移量隨SiO<,2>膜厚度的增加而減少,而且變化較為明顯,可用于實(shí)現(xiàn)橫