应变平衡超晶格改善GaAs/Si(001)表面研究

本文提出了一种有效改善GaAs/Si(001)材料表面形貌和晶体质量的应变平衡超晶格结构及其制备方案。在无偏角Si(001)衬底上,采用金属有机化学气相沉积技术生长了具有应变平衡超晶格结构的GaAs外延层,并在相同条件下仅生长了GaAs外延层作为比较。采用原子力显微镜、光致荧光光谱仪和双晶X射线衍射仪对两种样品进行表征与测试。测试结果表明:与未采用该方案生长的样品相比,采用应变平衡超晶格结构方案生长的样品的均方根表面粗糙度由1.92 nm(10μm×10μm)降至1.16 nm(10μm×10μm),光致荧光光谱峰值强度提高5倍以上,光致荧光光谱峰值半峰全宽从31.6 nm降为23.4 nm,XRD曲线峰值半峰全宽降低了30.4%,X射线衍射峰值强度提升了472.2%。该方案可显著改善GaAs/Si(001)材料的表面形貌及晶体质量,对制备硅基电子和光电子器件具有重要意义。