鋁鎵砷（Al Ga As）作為一種重要光電基礎(chǔ)材料,被廣泛的應(yīng)用于高速電子器件與紅外探測(cè)器。Al Ga As材料的質(zhì)量,特別是材料表面的質(zhì)量直接影響著所制作器件的光電性能。本文利用分子束外延（MBE）設(shè)備對(duì)生長(zhǎng)高質(zhì)量的Al Ga As/Ga As異質(zhì)外延薄膜進(jìn)行了詳細(xì)的研究。實(shí)驗(yàn)首先探索了Ga As襯底的生長(zhǎng)工藝、Al Ga As/Ga As異質(zhì)外延的生長(zhǎng)以及不同鋁組分、生長(zhǎng)速率條件對(duì)Al Ga As表面形貌的影響,利用反射式高能電子衍射儀（RHEED）以及掃描隧道顯微鏡（STM）對(duì)其表面進(jìn)行分析。研究發(fā)現(xiàn),針對(duì)不同鋁組分的Al Ga As薄膜,隨著Al組份增大,結(jié)構(gòu)由明顯的2×4重構(gòu)轉(zhuǎn)變到較弱的2×4重構(gòu);薄膜表面形貌由多層島結(jié)構(gòu)過(guò)渡到相對(duì)平坦表面（Al組分為25%）,當(dāng)Al組份超過(guò)25%時(shí),臺(tái)階逐漸減少,開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)橛休^大的坑覆蓋率的表面。針對(duì)不同速率下的Al0.25Ga0.75As/Ga As外延薄膜,隨著生長(zhǎng)速率增大,表面呈現(xiàn)越來(lái)越粗糙的趨勢(shì)。統(tǒng)計(jì)坑的覆蓋率,通過(guò)擬合曲線發(fā)現(xiàn),理論上當(dāng)生長(zhǎng)速率達(dá)到0.13單層每秒（ML/s）可以達(dá)到完美的原子級(jí)平坦的表面。這與實(shí)驗(yàn)過(guò)程中0.16M... 

【文章來(lái)源】：貴州大學(xué)貴州省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 Al Ga As材料的制備方法與應(yīng)用簡(jiǎn)介
    1.3 論文研究意義與內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與表征手段
    2.1 分子束外延系統(tǒng)
        2.1.1 MBE生長(zhǎng)原理
        2.1.2 源爐與襯底加熱裝置
    2.2 反射式高能電子衍射儀
        2.2.1 RHEED工作原理
        2.2.2 RHEED衍射圖樣
        2.2.3 RHEED強(qiáng)度振蕩
    2.3 低溫掃描隧道顯微鏡系統(tǒng)
        2.3.1 LT-STM原理
        2.3.2 雙線圈法制備鎢探針
    2.4 X射線衍射
        2.4.1 X射線衍射原理
        2.4.2 雙晶衍射技術(shù)簡(jiǎn)介
    2.5 霍爾效應(yīng)
        2.5.1 霍爾效應(yīng)原理
        2.5.2 范德堡法測(cè)霍爾效應(yīng)
        2.5.3 材料物性綜合測(cè)試系統(tǒng)
第三章 Al Ga As薄膜表面的表征
    3.1 不同組分的Al Ga As薄膜的表面形貌研究
        3.1.1 Ga As緩沖層的生長(zhǎng)
        3.1.2 不同組分AlGaAs薄膜生長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        3.1.3 Al Ga As薄膜生長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論與總結(jié)
    3.2 沉積速率對(duì)Al Ga As薄膜表面形貌的影響
        3.2.1 Al_(0.25)Gal_(0.75)As薄膜生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        3.2.2 Al_(0.25)Gal_(0.75)As薄膜生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論與總結(jié)
    3.3 Inl_(0.15)Ga_(0.85)As薄膜與Al_(0.15)Ga_(0.85)As薄膜表面形貌差異
        3.3.1 In_(0.15)Ga_(0.85)As薄膜的STM掃描
        3.3.2 薄膜原子表面擴(kuò)散的應(yīng)力影響
第四章 Al Ga As/Ga As的結(jié)構(gòu)與電學(xué)性質(zhì)表征
    4.1 Al Ga As/Ga As厚薄XRD表征
        4.1.1 不同Al Ga As膜的生長(zhǎng)
        4.1.2 結(jié)果討論與總結(jié)
    4.2 Al_(0.25)Gal_(0.75) As/Ga As量子阱輸運(yùn)特性
        4.2.1 Al_(0.25)Gal_(0.75) As/Ga As量子阱結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)
        4.2.2 Al_(0.25)Gal_(0.75) As/Ga As量子阱霍爾效應(yīng)
        4.2.3 誤差分析
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間參加發(fā)表的論文和參加科研情況


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]An application of half-terrace model to surface ripening of non-bulk GaAs layers[J]. 劉珂,郭祥,周清,張畢禪,羅子江,丁召.  Chinese Physics B. 2014(04)
[2]Step instability of the In0.2Ga0.8As （001） surface during annealing[J]. 張畢禪,周勛,羅子江,郭祥,丁召.  Chinese Physics B. 2012(04)
[3]在RHEED實(shí)時(shí)監(jiān)控下GaAs晶體生長(zhǎng)研究[J]. 羅子江,周勛,楊再榮,賀業(yè)全,何浩,鄧朝勇,丁召.  功能材料. 2010(04)
[4]襯底溫度和生長(zhǎng)速率對(duì)In0.2Ga0.8As分子束外延薄膜生長(zhǎng)影響[J]. 白晨皓,楊瑞霞,張強(qiáng),賈月輝.  唐山師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2009(05)
[5]載流子遷移率測(cè)量方法總結(jié)[J]. 劉青爽,劉曉萍.  山西電子技術(shù). 2009(04)
[6]2μm像元間距GaAs/AlGaAs量子阱紅外焦平面探測(cè)器[J]. 史衍麗,曹婉茹,周艷,楊明珠,何丹.  紅外與激光工程. 2008(06)
[7]調(diào)制摻雜GaAs/AlGaAs2DEG材料持久光電導(dǎo)及子帶電子特性研究[J]. 舒強(qiáng),舒永春,張冠杰,劉如彬,姚江宏,皮彪,邢曉東,林耀望,許京軍,王占國(guó).  物理學(xué)報(bào). 2006(03)
[8]AlxGa1-xAs/GaAs調(diào)制摻雜結(jié)構(gòu)的MBE優(yōu)化工藝生長(zhǎng)[J]. 謝自力,邱凱,尹志軍,方曉華,陳建爐,蔣朝輝.  微納電子技術(shù). 2002(08)
[9]透射式GaAs光電陰極AlGaAs/GaAs外延層X(jué)射線衍射搖擺曲線半峰寬研究[J]. 李曉峰,張景文,高鴻楷,侯洵.  光子學(xué)報(bào). 2002(01)
[10]半導(dǎo)體量子電子和光電子器件[J]. 傅英,徐文蘭,陸衛(wèi).  物理學(xué)進(jìn)展. 2001(03)



本文編號(hào)：3441871