粗糙GaAs(001)表面對In0.15Ga0.85As薄膜生長的影響

楊曉珊,郭　祥,羅子江,王　一,楊　晨,許筱曉,張之桓,丁　召

(1.貴州大學 大數據與信息工程學院，貴州 貴陽 550025；2.貴州財經大學 信息學院，貴州 貴陽 550004)

III/V族半導體材料因具有優異的光電特性，在太陽能電池、紅外探測器和新型激光器[1-3]等領域受到廣泛的研究。為了不斷提高半導體材料光電子器件的性能，深入地掌握薄膜的生長機理和更好地控制其生長工藝，成為當前研究的難點和重點。InGaAs作為一種重要的化合物半導體材料，因其具有高遷移率，高吸收系數等特點，已成為制備和研究高頻、高速微電子器件等的首選材料[4]。GaAs作為一種典型的閃鋅礦型化合物半導體，常被用作InGaAs薄膜生長的襯底，其表面形貌在InGaAs薄膜生長的過程中扮演著重要作用[5]。目前，國內外對InGaAs/GaAs薄膜的研究主要集中于自組裝量子點的生長[6-8]，而GaAs襯底表面形貌對InGaAs薄膜生長的影響研究較少。

V.P.LaBella[9]等人曾采用分子束外延(Molecular Beam Epitaxy,MBE)生長和反射高能電子衍射儀(Reflection High Energy Electron Diffraction,RHEED)實時監測，對GaAs(001)表面結構進行了深入研究，得到了在不同的襯底溫度和As等效速流壓強條件下，GaAs(001)表面會呈現出c(4×4)、2×4、c(2×8)、2×1等表面重構，其中c(4×4)和β2(2×4)重構是GaAs(001) 表面外延生長過程中，出現頻率最高的兩種重構[10]。GaAs表面重構會使其表面呈現出不同的表面形貌，但很多研究都將GaAs襯底表面視為原子級平坦[11-13]，忽視了粗糙GaAs襯底表面對后續外延生長的影響。

為了研究粗糙GaAs(001)表面對In0.15Ga0.85As薄膜外延生長的影響，本文利用MBE技術制備了不同形貌GaAs(001)表面，通過掃描隧道顯微鏡(Scanning Tunnel Microscope, STM)對粗糙GaAs(001)襯底表面形貌進……