ⅴⅲ族三元含磷化合物半导体材料生长与性能研究论文

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1、本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。学位论文作者签名：辱寻2∞寥年奎月1z日经指导教师同意，本学位论文属于保密，在乡年解密后适用本授权书。指导教师签名：瞅学位论文作者签名：苍再l解密时间：Zoff年}月。2己日各密级的最长保密年限及书写格式规定如下：蕊；’—i赢i

2、■丙磊■‘‘秘密一tlO年(最长10年，可少于10年)；机密★20年(最长20年，可少于20年)研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、己公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：喜畏2叩罗年}月2乙日摘要本文以“V／Ⅲ族三元含磷化合物半导体材料生长与性能研究”为研究方向，文献调研和探讨了含磷化合物半导体激光器的研究进展与应用；阐述了分子

3、束外延技术的生长动力学与热力学原理，简要介绍了几种材料表征技术；深入研究了InGaP／GaAs及InGaAs／InP异质外延的晶格匹配生长及表面形貌变化，利用Raman光谱，分析了材料有序度的变化规律，从而实现了材料的优化生长，得到了质量较好的V／Ⅲ族三元化合物材料。主要成果和创新点如下：1．成功的采用SSMBE技术系统进行材料生长并研究了含磷V／III族三元化合物半导体外延材料，为下一步开展无铝激光器材料的生长奠定了基础。2．通过生长工艺参数和材料性能的综合实验研究，分析和讨论了生长温度、In／Ga比、V／Ⅲ比等参数

4、对材料组分和表面形貌等相互影响的关系，获得了晶格失配度在10‘4量级的InGaP／GaAs和InGaAs／InP异质外延材料。InGaP／GaAs优化的生长条件为：生长温度为480℃附近，In／Ga束流比大约在1．7：1，V／III束流比为9：1左右。InGaAs／InP优化生长区是：In／Ga束流比大约在2：1，V／lII束流比为8．-,9：1左右。3．通过对两种InGaP／GaAs和InGaAs／InP异质外延材料的拉曼光谱研究，发现了两种材料都具有双模模式。通过分析得到In／Ga束流比增大时，两种材料的L01模频

5、移都变小；V／III束流比增大时，两种材料的有序度变化相反，这与选取的数值范围有关；生长温度升高时，两种材料的两纵模之间的间距都减小，验证了LOl模峰位只与材料的组分有关。关键词：SSMBEInGaP／GaAsInGaAs／InP拉曼光谱AbstractThegrowthandcharacteristicofV／Illcompoundsemiconductorcontainingphosphoruswerestudiedinthispaper．AnextensivereviewWaSgivenonthedevelopm

6、entandapplicationofthephosphorus-basedsemiconductorlasers．ThegrowthdynamicsandthermodynamicsofMBEareintroducedandthecharacteristicsofthephosphorus-basedsemiconductorepitaxiallayersareinvestigated．ThegrowthparametersofInGaP／GaAsandInGaAs／InPheterostmcturesareopti

7、mized．Thestructuralproperties嬲wellasthechangeofsurfacemorphologyaleinvestigatedindetails．TheorderingofthecrystalstructureismeasuredusingRamanspectroscopy．Themaindevelopmentandresultaresummarizedasfollowing：1．Preferablytocontrolthephosphorussourc2．Theepitaxiallay

8、ercompoundsemiconductormaterialscontainingphosphorusaregrownandstudied．ThisresearchhasbuiltastrongbaseforfurtherdevelopmentoftheA1一freesemiconductorlasers．2．1nGaP／GaA