MOVPE法生长AlGaAs过程中Al分配系数的动力学研究

摘要

从固态组分控制方面，对ＡｌＧａＡｓ 的常压金属有机物气相外延（ＡＰ－ＭＯＶＰＥ）生长技术进行了研究．首先，在假定体系中所涉及气体为理想气体的前提下，经理论推导，给出了ＡｌＧａＡｓＡＰ－ＭＯＶＰＥ生长过程中控制参数和Ａｌ在固、气相间的分配系数ｋＡｌ之间的关系式．之后，依据该关系式分析实验数据，并对ｋＡｌ的动力学行为规律进行了研究．结果表明，ｋＡｌ值大小与ＡｌＡｓ 和ＧａＡｓ 的生长效率（单位ⅢＡ 族原子输入量下材料的生长速率）之比Ｋ 的大小有关：ｋＡｌ随Ｋ 的增加而增大；当Ｋ＞ １ 时，ｋＡｌ＞ １，当Ｋ＜ １ 时，ｋＡｌ＜ １，实际情况以前者居多；只有当Ｋ＝ １ 时才ｋＡｌ＝ １．此外，生成ＧａＡｓ和ＡｌＡｓ 的表观反应活化能Ｅａ１和Ｅａ２的不同会导致Ｋ，进而ｋＡｌ随生长温度发生变化：当Ｅａ１＞ Ｅａ２时，ｋＡｌ随生长温度的升高而减小，当Ｅａ１＜ Ｅａ２时，ｋＡｌ随生长温度的升高而增大，论文得到的结果属后种；只有当Ｅａ１＝ Ｅａ２时，ｋＡｌ才不随生长温度发生变化．再者，ｋＡｌ还会随Ａｌ在气相ⅢＡ 族原子中的原子百分含量ｘⅤＡｌ的增加而减小．