基于MOCVD三步生长的GaAs/Si外延技术

• 作者: 王嘉宾 王海珠 刘伟超 王曲惠 范杰 邹永刚 马晓辉
• 来源期刊: 发光学报
• 学科: 工学
• 关键词: 金属有机化学气相沉积 砷化镓 硅 异质外延
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 封面文章|Cover Story
• 页码范围: 153-160
• 页数: 8页
• 分类号: TN304.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.37188/CJL.20210378

摘要

在硅(Si)上外延生长高质量的砷化镓(GaAs)薄膜是实现硅基光源单片集成的关键因素.但是,Si材料与GaAs材料之间较大的晶格失配、热失配等问题对获得高质量的GaAs薄膜造成了严重影响.本文利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术开展Si基GaAs生长研究.通过采用三步生长法,运用低温成核层、高温GaAs层与循环热退火等结合的方式,进一步降低Si基GaAs材料的表面粗糙度和穿透位错密度.并利用X射线衍射(XRD)ω-2θ扫描追踪采用不同方法生长的样品中残余应力的变化.最终,在GaAs低温成核层生长时间62 min(生长厚度约25 nm)时,采用三步生长、循环热退火等结合的方式获得GaAs(004)XRD摇摆曲线峰值半高宽(FWHM)为401″、缺陷密度为6.8×107 cm-2、5μm×5μm区域表面粗糙度为6.71 nm的GaAs外延材料,在材料中表现出张应力.