图形衬底Si基GaAs材料热应力分布

发布时间：2025-01-14 05:17

　　信息技术的飞速发展,已使当今世界全面进入信息化社会,未来社会将会成为一个信息经济社会。大到国家小到企业甚至个人,衡量其竞争实力的强弱,不仅仅看它的物质财富,更要看其拥有的信息资源及获取信息的速度。“信息高速公路”的建设离不开光通信的发展,而硅基光电集成就是重要的可行途径。Si衬底作为载体,导热性能优良,成本低,晶圆尺寸大,技术成熟;Ⅲ-Ⅴ族光电材料如GaAs具有很高的载流子迁移率,可以满足高速器件的需求。因此,如何更好地集成Si衬底和GaAs基光电器件,吸引了众多研究者的关注。然而,在Si衬底上外延生长GaAs材料仍然面临着晶格失配、热失配和极性失配的挑战,由此形成的缺陷会使GaAs材料的电学性能和光学性能大打折扣。本实验室通过GaAs/Si外延生长实验发现,使用图形衬底可以减小外延片的热应力,也可以有效阻挡GaAs外延层中的位错,进而获得高质量的GaAs薄膜。但是实验基础上的应力测试结果,可能已经部分弛豫,也可能是综合了晶格失配应变的结果。而且,实验室测试手段只能获取某些特定位置的应力值,对整个GaAs外延片的应力分布没有直观的认识。本文研究了平面衬底及纳米图形衬底GaAs/Si材料的...

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１?Ｓｉ村底表面单原子台阶上反相畴（ＡＰＢｓ）示意图??２．晶格失配

ＧａＡｓ晶胞就会变换到另一个方向，由此在两个不同的ＧａＡｓ晶胞沉积区??之间出现一个扩散边界层，这就是反相畴界，两边的反相ＧａＡｓ晶畴称为反相畴??（ａｎｔｉ－ｐｈａｓｅｂｏｕｎｄａｒｉｅｓ，?ＡＰＢｓ）１３１。图１－１所不为一个单原子台阶上形成Ｇａ－Ｇａ键??的反相畴的示意图。....

图１－２?ＧａＡｓ薄膜沉枳到Ｓｉ村底上的弹性应变和塑性弛豫的示意图??

配应变会也会逐渐积累。当ＧａＡｓ薄膜的沉积厚度超过某个临界厚度时，这个失??配应变超过了薄膜和衬底原子之间的成键弹性能，导致原子键断裂，就会形成失??配位错，应变也因此弛豫。图１－２所示即为ＧａＡｓ薄膜沉积到Ｓｉ衬底上时由晶格??失配引起的弹性应变和塑性弛豫的示意图。然而，失配位....

图２－１?（ａ）孔型图形衬底＿，?（ｂ）条型图形忖底??

图形衬底即在Ｓｉ衬底上沉积一层掩膜层（常用的掩膜材料有Ｓｉ０２、Ｓｉ３Ｎ４），??然后在掩膜层刻蚀出特定形状的图形窗口。在ＧａＡｓ／Ｓｉ材料体系中，常用的图形??衬底有条型和孔型两种，如图２－１所示。??（ａ?一一』（ｂ??ｊ?ｙｆ?ｙ?＾??＾、一．?、一－?ｊｄ?ｊｆ?ｊＳｒ....

图２－２高宽比捕获中的位错阻断机制??高宽比捕获（ａｓｐｅｃｔ?ｒａｔｉｏ?ｔｒａｐｐｉｎｇ，ＡＲＴ），如图２－２所示，利用掩膜侧壁阻??

」Ｓｉ（００１）??图２－２高宽比捕获中的位错阻断机制??高宽比捕获（ａｓｐｅｃｔ?ｒａｔｉｏ?ｔｒａｐｐｉｎｇ，ＡＲＴ），如图２－２所示，利用掩膜侧壁阻??挡位错线的延伸，从而达到降低位错密度的目的。因为外延材料在掩膜图形窗口??内生长，窗口的横向宽度和厚度接近。而ＧａＡｓ／Ｓ....

本文编号：4026466