III-V族納米半導(dǎo)體材料因其獨(dú)特的性質(zhì),可用于制作高電子遷移率晶體管、激光器、紅外探測(cè)器等器件,廣泛應(yīng)用于科學(xué)科研、醫(yī)療以及環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。而對(duì)于III-V族納米半導(dǎo)體材料的生長(zhǎng),掌握在不同條件下III-V族原子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,是獲得不同特性材料生長(zhǎng)方法的關(guān)鍵。本文利用分子束外延設(shè)備采用液滴外延法,以反射式高能電子衍射儀對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),并利用掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行表征分析,探究了Ga原子在Al_0.4Ga_0.6As/GaAs薄膜表面的擴(kuò)散行為。實(shí)驗(yàn)探究采用控制變量法,通過(guò)改變退火時(shí)間、砷壓大小、襯底溫度以及沉積量四個(gè)參數(shù),分析總結(jié)了不同條件對(duì)Ga原子在Al_0.4Ga_0.6As/GaAs表面的擴(kuò)散行為的影響。主要內(nèi)容如下:（1）在一定溫度沉積等量的Ga液滴,零砷壓下Ga液滴經(jīng)歷不同的退火時(shí)間,隨著退火時(shí)間的延長(zhǎng),液滴的密度降低,表面逐漸出現(xiàn)納米孔洞,并隨著退火時(shí)間的延長(zhǎng)占比越來(lái)越大;分析表明液滴中Ga原子與表面As原子結(jié)合導(dǎo)致液滴垮塌導(dǎo)致納米孔洞的形成;退火時(shí)間存在臨界點(diǎn),未達(dá)... 

【文章來(lái)源】：貴州大學(xué)貴州省 211工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖3.1分子束外延結(jié)構(gòu)圖

圖 3.2 生長(zhǎng)系統(tǒng)縮略圖生長(zhǎng)系統(tǒng)在真空腔內(nèi)，包括各源爐和帶有襯底加熱器的可旋轉(zhuǎn)的襯底架，如 3.2 所示，本實(shí)驗(yàn)所用材料源為 In、Ga、Al、Si、As 源。源爐主要由熱解氮硼的坩堝，纏繞鎢加熱絲并由熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)和熱屏蔽系統(tǒng)組成。當(dāng)樣品置于底架上，可由襯底加熱器對(duì)樣品進(jìn)行加熱，以達(dá)到所需的生長(zhǎng)溫度。進(jìn)行外延長(zhǎng)時(shí)，通過(guò)對(duì)源爐進(jìn)行加熱，加熱到一定溫度使得源爐中固體源材料成為分子流噴射到樣品上，束流中部分分子（或原子）與襯底的表面彼此作用，形成外材料。分子束流的速率可通過(guò)源爐的溫度來(lái)控制，從而控制外延材料的厚度與分。源爐溫度信號(hào)和襯底加熱溫度信號(hào)等輸入微機(jī)進(jìn)行處理，自動(dòng)顯示并調(diào)節(jié)門(mén)和溫度，通過(guò)一定的生長(zhǎng)工藝得到理想的外延材料。.1.2 監(jiān)控系統(tǒng)分子束外延實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通常有四極質(zhì)譜儀，俄歇譜儀和高、低能電子衍射

圖 3.4 GaAs 生長(zhǎng) RHEED 振蕩圖1.3 真空系統(tǒng)真空系統(tǒng)主要用于維持系統(tǒng)所需的超高真空，本實(shí)驗(yàn)中真空系統(tǒng)主要為快速室和生長(zhǎng)室工作，如圖 3.5 所示為 MBE 真空系統(tǒng)中各工作泵縮略圖�？焖偈遗c生長(zhǎng)室由閥門(mén)隔離，整個(gè)系統(tǒng)只有快速進(jìn)樣室可與大氣接觸，為使得樣長(zhǎng)在超高真空背景下進(jìn)行，因此樣品需先放入快速進(jìn)樣室，通過(guò)真空泵工作速進(jìn)樣時(shí)真空度與生長(zhǎng)室真空度達(dá)到同一個(gè)數(shù)量級(jí)，才能打開(kāi)隔離閥門(mén)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3033401