采用界面失配阵列技术在GaAs衬底上生长GaSb

摘要

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°C,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1.5×105 cm2/Vs,达到了GaSb衬底上器件性能水平.