MOCVD生长A1_xGa_(1-x)P/GaAs异质外延层的结晶完整性初探

摘要

MOCVD生长的III V族异质外延材料的晶体结构完整性主要由生长时采用的源材料、衬底、温度、压力、流量以及反应器设计等因素所决定。为了获得具有优良光电性能的异质外延材料 ,需要对这些影响因素进行优化。AlxGa1-xP由于具有宽的禁带宽度、较低的本征载流子浓度和折射率 ,因此可以用于制作优良的光电器件。然而由于AlxGa1-xP与GaAs在晶格常数、热膨胀系数等物理化学性质上存在着差异 ,致使利用MOCVD在GaAs衬底生长的AlxGa1-xP外延层常常呈现较差的表面形貌以及内部存在大量缺陷。本文利用扫描电子显微镜、双晶X射线衍射、背散射分析技术对常压MOCVD生长的AlxGa1-xP/GaAs异质外延层的结晶完整性进行了初步研究。通过观察A1xGa1-xP外延层的表面形貌及双晶X射线衍射半峰宽 ,对外延生长温度和V/Ⅲ比进行了优化 ,利用背散射分析对外延层结晶完整性进行了初步表征。本文研究结果表明 ,虽然AlxGa1-xP与GaAs存在较大的晶格失配 ,但是仍然可以利用MOCVD在GaAs衬底上优化生长出具有良好结晶完整性的AlxGa1-xP外延材料。