III-V族納米半導體材料因其獨特的性質(zhì),可用于制作高電子遷移率晶體管、激光器、紅外探測器等器件,廣泛應(yīng)用于科學科研、醫(yī)療以及環(huán)境保護等領(lǐng)域。而對于III-V族納米半導體材料的生長,掌握在不同條件下III-V族原子的運動規(guī)律,是獲得不同特性材料生長方法的關(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實驗過程進行實時監(jiān)測,并利用掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡對實驗結(jié)果進行表征分析,探究了Ga原子在Al_0.4Ga_0.6As/GaAs薄膜表面的擴散行為。實驗探究采用控制變量法,通過改變退火時間、砷壓大小、襯底溫度以及沉積量四個參數(shù),分析總結(jié)了不同條件對Ga原子在Al_0.4Ga_0.6As/GaAs表面的擴散行為的影響。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)歷不同的退火時間,隨著退火時間的延長,液滴的密度降低,表面逐漸出現(xiàn)納米孔洞,并隨著退火時間的延長占比越來越大;分析表明液滴中Ga原子與表面As原子結(jié)合導致液滴垮塌導致納米孔洞的形成;退火時間存在臨界點,未達... 

【文章來源】：貴州大學貴州省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖3.1分子束外延結(jié)構(gòu)圖

圖 3.2 生長系統(tǒng)縮略圖生長系統(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，本實驗所用材料源為 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溫系統(tǒng)和熱屏蔽系統(tǒng)組成。當樣品置于底架上，可由襯底加熱器對樣品進行加熱，以達到所需的生長溫度。進行外延長時，通過對源爐進行加熱，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源爐的溫度來控制，從而控制外延材料的厚度與分。源爐溫度信號和襯底加熱溫度信號等輸入微機進行處理，自動顯示并調(diào)節(jié)門和溫度，通過一定的生長工藝得到理想的外延材料。.1.2 監(jiān)控系統(tǒng)分子束外延實時監(jiān)測系統(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 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，本實驗中真空系統(tǒng)主要為快速室和生長室工作，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生長室由閥門隔離，整個系統(tǒng)只有快速進樣室可與大氣接觸，為使得樣長在超高真空背景下進行，因此樣品需先放入快速進樣室，通過真空泵工作速進樣時真空度與生長室真空度達到同一個數(shù)量級，才能打開隔離閥門。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3033401