低温增长的InGaAs量子井使用迁移增强的Epitaxy
Linsheng Liu1, Ruolin Chen1, Chongtao Kong2
1Guangxi Key Laboratory of Brain-Inspired Computing and Intelligent Chips/Key Laboratory of Integrated Circuits and Microsystems (Education Department of Guangxi Zhuang Autonomous Region), School of Electronic and Information Engineering/School of Integrated Circuits, Guangxi Normal University, Guilin 541004, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|February 24, 2024
概括
迁移增强的Epitaxy (MEE) 能够使InAs/GaAs超级网格在低温下生长,用于光电子. 这种方法产生了高质量的量子孔,具有利的接口和出色的电子流动性,这对于先进的设备性能至关重要.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 半导体物理 半导体物理
- 光电学是指光电子产品.
背景情况:
- 在酸 (InP) 上的酸 (InGaAs) 量子井 (QWs) 的表轴增长对于光电子设备至关重要.
- 高温 (400-500°C) 的常规分子束表 (MBE) 会导致诸如扰乱散射和接口粗等缺陷,降低设备性能.
- 对于高速设备来说,需要较低的生长温度,但可以增加缺陷并缩短载体寿命.
研究的目的:
- 作为对InGaAs QWs的替代品,研究InAs/GaAs短周期超的低温表轴生长.
- 利用迁移增强的环氧化 (MEE) 在降低的温度 (200-250°C) 中实现高质量的结构.
- 评估MEE种植的超级格子的结构,光学和电气性能.
主要方法:
- 使用迁移增强的Epitaxy (MEE) 来增长InAs/GaAs的短期超级格子和InAlAs障碍.
- 使用低基板温度,特别是低至200-250°C.
- 使用拉曼光谱,X射线衍射 (XRD) 和室温光发光 (PL) 进行培养结构的表征.
- 测量室温电子移动性和光激发载体寿命.
主要成果:
- 在230°C的温度下,MEE成功地生长了具有InAlAs屏障的InAs/GaAs多量子井,表现出单晶质量和没有不匹配位移的利接口.
- 拉曼光谱证实了 (InAs) 4 ((GaAs) 3 / InAlAs QW 的优异周期性,表明合金散射减少.
- 室温的PL测量显示出强烈的排放与狭窄的峰值,这意味着高质量的MEE种植的QWs.
- 通过低温MEE培养的样本在室温下获得了2100 cm2/V·s的高电子流动性和约3.3 ps的载体寿命.
结论:
- MEE是一种高质量的III-V半导体结构的低温表轴生长的有效技术.
- 开发的InAs/GaAs超级网格为InGaAs QW提供了一个有序的替代方案,克服了传统MBE的局限性.
- 取得的材料质量和电子性能为提高高速晶体管,太赫兹成像和光通信设备的性能铺平了道路.
