In 0.82 Ga 0.18 As/InP异质外延材料结构优化及性能研究
发布时间：2022-05-08 11:57
Inx Ga1-x As材料可以制作高灵敏度和探测率的探测器,其截止波长随In组分含量的变化呈线性变化,近年来,对长波长In0.82Ga0.18As/InP半导体材料的需求越来越多。如果在InP衬底上直接生长In0.82Ga0.18As/InP外延层,In0.82Ga0.18As/InP和InP材料之间的晶格失配高达2%,会导致In0.82Ga0.18As/InP外延层中存在大量的失配位错或缺陷,使外延材料的质量变差,因此解决因In0.82Ga0.18As/InP与InP之间的晶格失配而导致位错或缺陷的问题,改善In0.82Ga0.18As/InP外延层的结晶质量、提高材料的性能具有重要的意义。本文主要是通过在衬底和外延层之间加入一定厚度的缓冲层和增加外延层的生长厚度来优化结构,以达...
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 In GaAs的研究背景和意义
1.2 In GaAs材料的国内外研究进展
1.3 In_x Ga_(1-x) As和InP材料的概述
1.4 半导体材料的外延生长技术
1.4.1 金属有机化学气相沉积技术（MOCVD）
1.4.2 分子束外延（MBE）
1.4.3 液相外延技术（LPE）
1.5 薄膜材料生长的过程
1.6 生长In GaAs材料存在的问题
1.7 本论文的主要研究内容
第二章 样品的制备及表征
2.1 样品的制备
2.2 表征手段
2.2.1 透射电子显微镜（TEM）的分析
2.2.2 透射样品的制备过程
2.2.3 X射线衍射（XRD）的分析
2.2.4 原子力显微镜（AFM）的分析
2.2.5 扫描电子显微镜（SEM）的分析
2.2.6 拉曼光谱的分析
2.2.7 霍尔效应的分析
第三章 InP衬底上直接生长In_(0.82)Ga_(0.18)As外延层的微结构分析
3.1 引言
3.2 外延层的表面形貌和微观结构
3.3 InP和In_(0.82)Ga_(0.18)As的界面处位错生长规律
3.4 本章小结
第四章 In_(0.82)Ga_(0.18)As/InP异质外延材料的结构优化
4.1 引言
4.2 缓冲层厚度对外延层表面形态的影响
4.2.1 SEM对外延层表面形态的研究
4.2.2 AFM对外延层表面形态的研究
4.3 缓冲层厚度对外延层结晶质量的影响
4.3.1 XRD对外延层结晶质量的研究
4.3.2 拉曼光谱对外延层结晶质量的研究
4.4 外延层厚度对样品表面形态和结晶质量的影响
4.5 缓冲层厚度对样品微观结构的影响
4.6 外延层厚度对样品微观结构的影响
4.7 本章小结
第五章 In_(0.82)Ga_(0.18)As/InP异质外延材料的性能研究
5.1 引言
5.2 样品所受应力的研究
5.2.1 缓冲层厚度对外延层所受应力的影响
5.2.2 外延层厚度对样品所受应力的影响
5.3 样品电性能的表征
5.3.1 缓冲层厚度对外延层载流子浓度的影响
5.3.2 外延层厚度对外延层载流子浓度的影响
5.4 本章小结
第六章 结论
参考文献
科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Structure optimization of high indium content InGaAs/InP heterostructure for the growth of In0.82Ga0.18As buffer layer[J]. 魏秋林,郭作兴,赵磊,赵亮,袁德增,缪国庆,夏茂盛. Optoelectronics Letters. 2016(06)
[2]An InGaAs graded buffer layer in solar cells[J]. 屈晓声,包鸿音,哈尼,熊丽玲,甄红欣. Journal of Semiconductors. 2014(01)
[3]硅外延及其应用[J]. 徐远志,胡亮,吴忠元. 云南冶金. 2013(03)
[4]320×256 GaAs/AlGaAs长波红外量子阱焦平面探测器[J]. 金巨鹏,刘丹,王建新,吴云,曹菊英,曹妩媚,林春. 红外与激光工程. 2012(04)
[5]基于N-on-P结构的背照射延伸波长640×1线列InGaAs探测器[J]. 朱耀明,李永富,李雪,唐恒敬,邵秀梅,陈郁,邓洪海,魏鹏,张永刚,龚海梅. 红外与毫米波学报. 2012(01)
[6]SiC宽禁带功率器件在雷达发射机中的应用分析[J]. 余振坤,郑新. 微波学报. 2007(03)
[7]空间遥感用InGaAs短波红外探测器[J]. 唐恒敬,吕衍秋,张可锋,吴小利,韩冰,徐勤飞,刘洪洋,李雪,龚海梅. 激光与光电子学进展. 2007(05)
[8]闪锌矿结构CdS纳米晶的制备[J]. 许荣辉,汪勇先,贾广强,徐万帮,尹端沚. 高等学校化学学报. 2007(02)
[9]非致冷In0.53Ga0.47As/InP红外探测器研究[J]. 缪国庆,殷景志,金亿鑫,蒋红,张铁民,宋航. 人工晶体学报. 2005(06)
[10]原子力显微镜的基本原理及其方法学研究[J]. 朱杰,孙润广. 生命科学仪器. 2005(01)
博士论文
[1]In0.82Ga0.18As红外探测材料的MOCVD生长与器件研究[D]. 刘霞.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
硕士论文
[1]InxGa1-xAs/InP失配体系微结构研究[D]. 李文萍.吉林大学 2014
本文编号：3651620
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 In GaAs的研究背景和意义
1.2 In GaAs材料的国内外研究进展
1.3 In_x Ga_(1-x) As和InP材料的概述
1.4 半导体材料的外延生长技术
1.4.1 金属有机化学气相沉积技术（MOCVD）
1.4.2 分子束外延（MBE）
1.4.3 液相外延技术（LPE）
1.5 薄膜材料生长的过程
1.6 生长In GaAs材料存在的问题
1.7 本论文的主要研究内容
第二章 样品的制备及表征
2.1 样品的制备
2.2 表征手段
2.2.1 透射电子显微镜（TEM）的分析
2.2.2 透射样品的制备过程
2.2.3 X射线衍射（XRD）的分析
2.2.4 原子力显微镜（AFM）的分析
2.2.5 扫描电子显微镜（SEM）的分析
2.2.6 拉曼光谱的分析
2.2.7 霍尔效应的分析
第三章 InP衬底上直接生长In_(0.82)Ga_(0.18)As外延层的微结构分析
3.1 引言
3.2 外延层的表面形貌和微观结构
3.3 InP和In_(0.82)Ga_(0.18)As的界面处位错生长规律
3.4 本章小结
第四章 In_(0.82)Ga_(0.18)As/InP异质外延材料的结构优化
4.1 引言
4.2 缓冲层厚度对外延层表面形态的影响
4.2.1 SEM对外延层表面形态的研究
4.2.2 AFM对外延层表面形态的研究
4.3 缓冲层厚度对外延层结晶质量的影响
4.3.1 XRD对外延层结晶质量的研究
4.3.2 拉曼光谱对外延层结晶质量的研究
4.4 外延层厚度对样品表面形态和结晶质量的影响
4.5 缓冲层厚度对样品微观结构的影响
4.6 外延层厚度对样品微观结构的影响
4.7 本章小结
第五章 In_(0.82)Ga_(0.18)As/InP异质外延材料的性能研究
5.1 引言
5.2 样品所受应力的研究
5.2.1 缓冲层厚度对外延层所受应力的影响
5.2.2 外延层厚度对样品所受应力的影响
5.3 样品电性能的表征
5.3.1 缓冲层厚度对外延层载流子浓度的影响
5.3.2 外延层厚度对外延层载流子浓度的影响
5.4 本章小结
第六章 结论
参考文献
科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Structure optimization of high indium content InGaAs/InP heterostructure for the growth of In0.82Ga0.18As buffer layer[J]. 魏秋林,郭作兴,赵磊,赵亮,袁德增,缪国庆,夏茂盛. Optoelectronics Letters. 2016(06)
[2]An InGaAs graded buffer layer in solar cells[J]. 屈晓声,包鸿音,哈尼,熊丽玲,甄红欣. Journal of Semiconductors. 2014(01)
[3]硅外延及其应用[J]. 徐远志,胡亮,吴忠元. 云南冶金. 2013(03)
[4]320×256 GaAs/AlGaAs长波红外量子阱焦平面探测器[J]. 金巨鹏,刘丹,王建新,吴云,曹菊英,曹妩媚,林春. 红外与激光工程. 2012(04)
[5]基于N-on-P结构的背照射延伸波长640×1线列InGaAs探测器[J]. 朱耀明,李永富,李雪,唐恒敬,邵秀梅,陈郁,邓洪海,魏鹏,张永刚,龚海梅. 红外与毫米波学报. 2012(01)
[6]SiC宽禁带功率器件在雷达发射机中的应用分析[J]. 余振坤,郑新. 微波学报. 2007(03)
[7]空间遥感用InGaAs短波红外探测器[J]. 唐恒敬,吕衍秋,张可锋,吴小利,韩冰,徐勤飞,刘洪洋,李雪,龚海梅. 激光与光电子学进展. 2007(05)
[8]闪锌矿结构CdS纳米晶的制备[J]. 许荣辉,汪勇先,贾广强,徐万帮,尹端沚. 高等学校化学学报. 2007(02)
[9]非致冷In0.53Ga0.47As/InP红外探测器研究[J]. 缪国庆,殷景志,金亿鑫,蒋红,张铁民,宋航. 人工晶体学报. 2005(06)
[10]原子力显微镜的基本原理及其方法学研究[J]. 朱杰,孙润广. 生命科学仪器. 2005(01)
博士论文
[1]In0.82Ga0.18As红外探测材料的MOCVD生长与器件研究[D]. 刘霞.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
硕士论文
[1]InxGa1-xAs/InP失配体系微结构研究[D]. 李文萍.吉林大学 2014
本文编号：3651620
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