利用Al/AlAs中间层调控GaAs在Si(111)上外延生长的研究

O781%TM23; 为了实现Ⅲ-V器件在硅基平台上单片集成,近年来Ⅲ-V半导体在硅衬底上的异质外延得到了广泛研究.由于Ⅲ-V半导体与Si之间大的晶格失配以及晶格结构不同,在Si上生长的Ⅲ-V半导体中存在较多的失配位错及反相畴,对器件性能造成严重影响.而Si(111)表面的双原子台阶可以避免Ⅲ-V异质外延过程中形成反相畴.本文利用分子束外延技术通过Al/AlAs作为中间层首次在Si(111)衬底上外延生长了GaAs(111)薄膜.通过一系列对比实验验证了Al/AlAs中间层的插入对GaAs薄膜质量的调控作用,并在此基础上通过低温-高温两步法优化了GaAs的生长条件.结果表明Al/AlAs插层可...

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Published in人工晶体学报 Vol. 51; no. 11; pp. 1815 - 1822
Main Authors 常梦琳, 樊星, 张微微, 姚金山, 潘睿, 李晨, 芦红
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 南京大学固体微结构物理国家重点实验室,南京 210093 01.11.2022
南京大学现代工程与应用科学学院,南京 210023%南京大学固体微结构物理国家重点实验室,南京 210093
江苏省功能材料设计原理与应用技术重点实验室,南京 210023
南京大学现代工程与应用科学学院,南京 210023
Subjects
分子束外延
硅基砷化镓
异质外延
硅基集成
V族半导体
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ISSN1000-985X
DOI10.3969/j.issn.1000-985X.2022.11.001

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Summary:O781%TM23; 为了实现Ⅲ-V器件在硅基平台上单片集成,近年来Ⅲ-V半导体在硅衬底上的异质外延得到了广泛研究.由于Ⅲ-V半导体与Si之间大的晶格失配以及晶格结构不同,在Si上生长的Ⅲ-V半导体中存在较多的失配位错及反相畴,对器件性能造成严重影响.而Si(111)表面的双原子台阶可以避免Ⅲ-V异质外延过程中形成反相畴.本文利用分子束外延技术通过Al/AlAs作为中间层首次在Si(111)衬底上外延生长了GaAs(111)薄膜.通过一系列对比实验验证了Al/AlAs中间层的插入对GaAs薄膜质量的调控作用,并在此基础上通过低温-高温两步法优化了GaAs的生长条件.结果表明Al/AlAs插层可以为GaAs外延生长提供模板,并在一定程度上释放GaAs与Si之间的失配应力,从而使GaAs薄膜的晶体质量得到提高.以上工作为Ⅲ-V半导体在硅上的生长提供了新思路.
ISSN:1000-985X
DOI:10.3969/j.issn.1000-985X.2022.11.001