高in组分ingaasinp异质生长微观结构和性能研究

《高in组分ingaasinp异质生长微观结构和性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：ＴＮ３０４．２单位代码：１０１８３研究生学号：２０１３４３２０５９密级：公开嚇古林大学硕女学位论文学术学化（）高Ｉｎ组分ＩｎＧａＡｓ／ｌｎＰ异质生长微观结构和性能硏究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＩｎＧａＡｓ／ｌｎＰｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓｗｉｔｈａｈｉｇｈＩｎｃｏｎｔｅｎｔ作者姓名；袁德增专业；材料学研究方向：材料表／界面结构研究指导教师：郭作兴教授培养单位：材料科学与工程学院２０１６年５月未经本论文作者的书面授权，

2、依法收存和保管本论义书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕±学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识本声的法律结由。到明果本人承担学论文作者签名位＾日

3、；期年月高In组分InGaAs/InP异质生长微观结构和性能研究ResearchonmicrostructuresandpropertiesofInGaAs/InPheterojunctionmaterialswithahighIncontent作者姓名：袁德增专业名称：材料学指导教师：郭作兴教授学位类别：工学硕士答辩日期：2016年5月27日摘要摘要Ⅲ-Ⅴ族化合物InxGa1-xAs，作为半导体材料，其截止波长随In组分含量的变化而变化，变化范围为0.87~3.5μm。InP是常见的生长InxGa1-xAs异质结构材料的衬底，当In组分含量增加时，InxGa1-xAs外延层与InP

4、衬底材料存在晶格失配，导致InxGa1-xAs外延层中出现大量的失配位错，外延层的结晶质量受到严重影响。因此从根源上了解失配位错对外延层结晶质和一些性能的影响，对今后制备具有优异性能的高In组分InxGa1-xAs半导体材料具有重要意义。本论文采用金属有机化学气相沉积法制备不同In组分含量的InxGa1-xAs/InP异质结构材料和不同外延层厚度的InxGa1-xAs/InP异质结构材料；采用分子束外延法制备带递变缓冲层和超晶格结构的In0.83Ga0.17As异质结构材料。利用高分辨透射电子显微镜、扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射、拉曼光谱和霍尔效应等测试手段，对高In组分In

5、xGa1-xAs薄膜材料的微观结构和性能进行了分析，解释了InxGa1-xAs外延层中位错的形成机理和位错类型，明确了In组分和不同制备条件对InxGa1-xAs外延层表面和界面结构的影响规律。结果表明：In组分含量越高，在InxGa1-xAs外延层与InP衬底之间的界面处产生的失配应力越大，表现出位错复杂、位错数量多，从而导致外延层中的位错数量增多，表面粗糙度增大。在In组分含量相同时，外延层厚度的变化同样会影响材料表面处的位错密度。上述两种情况下，外延层中的位错都主要来自于界面处失配应力产生的失配位错和衬底本身携带的少量缺陷；而在InP衬底与InxGa1-xAs外延层之间加入递变缓冲

6、层和超晶格结构生长时，失配位错向外延层中的延伸能够得到很好的抑制，使外延层中的位错数量减少。关键词：InxGa1-xAs/InP，金属有机化学气相淀积，外延生长，失配位错，位错密度IAbstractAbstractInxGa1-xAsisthetypicalrepresentativeofⅢ-ⅤSemiconductors.ThecutoffwavelengthchangeswiththechangeofIncontent,thecorrespondingspectrumresponserangefrom0.87μmto3.5μm.InPisthesubstrateofInxGa1-xA

7、sheterostructurematerials,withincreasingIncontents,theInxGa1-xAsepitaxiallayerwillgrowwithlargelatticemismatchonInPsubstrate.Thequalityoftheepitaxiallayerisseriouslyaffected.Therefore,itisagreatsignificancetostudyandpr