采用界面失配阵列技术在GaAs衬底上生长GaSb

作者：尤**^*; 祝煊宇; 李雪; 李士军; 刘**^*

来源：红外与毫米波学报, 2021, 40(06): 725-731.

• 分子束外延
• 界面失配阵列
• 等效原子通量比
• 过渡层

采用界面失配阵列(Interfacial Misfit arrays,IMF)技术深入研究了在GaAs衬底上外延生长GaSb,研究了生长温度、Sb:Ga等效原子通量比、AlSb过渡层厚度和GaSb外延层厚度对材料结构质量的影响。其中,生长温度、AlSb过渡层厚度是影响GaSb材料结构质量的重要因素,通过高分辨率X射线衍射(HRXRD)研究,HRXRD测量材料的衍射峰半高全宽(FWHM)值对这两个参数的变化非常敏感,而Sb:Ga等效原子通量比(Effective atomic flux ratio),在富Sb条件下,材料结构质量受其变化影响有限,GaSb衍射峰FWHM值随其变化轻微,但是GaSb材料层结构质量随其厚度增加而提高。优化的条件为GaSb材料生长温度约为515℃,AlSb过渡层厚度为5 nm。制备10 nm厚的GaSb外延层,经HRXRD测试,其衍射峰FWHM值仅为约15 arcsec,与商用GaSb衬底的衍射峰FWHM值相当。生长于其上的量子霍尔器件,在1.8 K及无电场偏压测量条件下,电子迁移率高达1.5×105cm2/Vs,达到了GaSb衬底上器件性能水平。

• 单位
  电子工程学院; 海南师范大学; 梧州学院; 吉林农业大学