Ga原子在AlGaAs薄膜表面扩散行为的研究

发布时间：2021-02-14 08:19

　　III-V族纳米半导体材料因其独特的性质,可用于制作高电子迁移率晶体管、激光器、红外探测器等器件,广泛应用于科学科研、医疗以及环境保护等领域。而对于III-V族纳米半导体材料的生长,掌握在不同条件下III-V族原子的运动规律,是获得不同特性材料生长方法的关键。本文利用分子束外延设备采用液滴外延法,以反射式高能电子衍射仪对实验过程进行实时监测,并利用扫描隧道显微镜、原子力显微镜对实验结果进行表征分析,探究了Ga原子在Al_0.4Ga_0.6As/GaAs薄膜表面的扩散行为。实验探究采用控制变量法,通过改变退火时间、砷压大小、衬底温度以及沉积量四个参数,分析总结了不同条件对Ga原子在Al_0.4Ga_0.6As/GaAs表面的扩散行为的影响。主要内容如下:（1）在一定温度沉积等量的Ga液滴,零砷压下Ga液滴经历不同的退火时间,随着退火时间的延长,液滴的密度降低,表面逐渐出现纳米孔洞,并随着退火时间的延长占比越来越大;分析表明液滴中Ga原子与表面As原子结合导致液滴垮塌导致纳米孔洞的形成;退火时间存在临界点,未达... 

【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3.1分子束外延结构图

图 3.2 生长系统缩略图生长系统在真空腔内，包括各源炉和带有衬底加热器的可旋转的衬底架，如 3.2 所示，本实验所用材料源为 In、Ga、Al、Si、As 源。源炉主要由热解氮硼的坩埚，缠绕钨加热丝并由热电偶测温系统和热屏蔽系统组成。当样品置于底架上，可由衬底加热器对样品进行加热，以达到所需的生长温度。进行外延长时，通过对源炉进行加热，加热到一定温度使得源炉中固体源材料成为分子流喷射到样品上，束流中部分分子（或原子）与衬底的表面彼此作用，形成外材料。分子束流的速率可通过源炉的温度来控制，从而控制外延材料的厚度与分。源炉温度信号和衬底加热温度信号等输入微机进行处理，自动显示并调节门和温度，通过一定的生长工艺得到理想的外延材料。.1.2 监控系统分子束外延实时监测系统通常有四极质谱仪，俄歇谱仪和高、低能电子衍射

图 3.4 GaAs 生长 RHEED 振荡图1.3 真空系统真空系统主要用于维持系统所需的超高真空，本实验中真空系统主要为快速室和生长室工作，如图 3.5 所示为 MBE 真空系统中各工作泵缩略图。快速室与生长室由阀门隔离，整个系统只有快速进样室可与大气接触，为使得样长在超高真空背景下进行，因此样品需先放入快速进样室，通过真空泵工作速进样时真空度与生长室真空度达到同一个数量级，才能打开隔离阀门。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3033401