晶格常数、应变和临界厚度
外延是激光芯片、LED芯片以及其他化合物芯片的关键，没有好的外延，后续的努力都很被动。而如何长出高质量的外延，生产常用的MOCVD设备，这是一种化合物在衬底表面成膜的工艺设备，其中牵涉有机化学、络合反应等等，其中选用和外延晶格匹配的衬底很是关键。就需要讨论晶格常数，常见的外延都是和衬底的晶格常数相当才能长出缺陷少的外延。
晶格常数是半导体单元的基本尺寸。
薄膜和它所在衬底材料之间的晶格常数不匹配，会引起材料中的应变。就像一个弹簧，当它被压缩或拉伸时，产生应变并会施加力，以便返回其希望的尺寸，材料沉积在不同晶格常数材料上也会受到应变。应变层不能无限生长，当生长得太厚时，原子键将被破坏(正如弹会弹回到其正常尺寸)，此时会形成位错或者失去原子键。应变层可以生长而又不导致位错的最大厚度，称为临界厚度，它依赖于材料中的晶格失配程度。当生长这些用于激光器的薄层时，应变应力和临界厚度是非常重要的，因为低缺陷密度对于良好的激光性能是非常必要的基础。
对于发光器件，它们必须由近乎完美的晶体组成。缺陷，如缺失原子或多余原子，会形成复合中心，使载流子复合产生热而不是光。这些位错(缺失或多余的原子)对激光器而言是致命的。它们充当了非辐射复合位中心，与辐射复合竞争，从而消耗载流子。
从一些已经应变的薄层开始，当生长50或100层原子之后，跨过动力学势垒进入位错模式，在开始出现位错时的厚度叫临界厚度。
例如5.67埃的InGaAs层生长在晶格常数为5.65埃的GaAs衬底上，会产生0.35%的应变压，同时临界厚度为80nm。
应变是累计的，在GaAs上可以交替生长GaAs和InGaAs层，允许的InGaAs层总厚度800埃，也有应用应变补偿的可以成对的生长压应变层和张应变层。达到净效果为零的应变，就可以生长很厚了。
下面是一个外延的实例
外延的稳定性也很关键，因为MOCVD设备有很多气阀，特别是一些掺杂用的管路，很容易流量不稳，或者气阀堵塞等异常，甚至不同时期长的外延层质量都不同，国内长的好的外延厂现在也有很多了。
原文标题 : 晶格常数、应变和临界厚度
分享
图片新闻
最新活动更多
-
限时免费立即试用>> 燧石技术，赋光智慧，超越感知
-
7.30-8.1马上报名>>> 【展会】全数会 2025先进激光及工业光电展
-
精彩回顾立即查看>> 筑梦启光 砺行致远 | 新天激光数字化产研基地奠基仪式
-
精彩回顾立即查看>> 抗冻不流汗——锐科激光『智能自冷却激光器』重磅发布
-
精彩回顾立即查看>> 宾采尔激光焊接领域一站式应用方案在线研讨会
-
精彩回顾立即查看>> 2024中国国际工业博览会维科网·激光VIP企业展台直播
推荐专题
-
10 佰福激光完成千万级融资
发表评论
请输入评论内容...
请输入评论/评论长度6~500个字
暂无评论
暂无评论