半导体超晶格x射线双晶衍射的研究

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1、分类号：UDC：密缴编号半导体超晶格的X射线双晶衍射研究STUDYONSEMICoNDUCToRBYX—RAYDOUBLECRYSTALDIFFRACTIoN学位授予单位及代码：长春理工大学(10186)学科专业名称及代码微电子学与固体电子学(077303)研究方向：丝金塑兰昱签型：垫量銎鲑申请学位级别：亟±指导教师：奎搀塾援答辩委员会主研究生：遥红壁论文评阅人：论文起止时州：2005。1I一2006，】l摘要X射线双晶衍射模拟技术及运动学理论模拟双晶衍射摇摆曲线是研究研究半导体多层膜和超晶格的结构及完美性的有效手段。本文从x射线运动学的普遍理论——白拉格方程出发，推导出适用于多层膜及

2、超晶格结构的x射线衍射摇摆曲线理论模拟的迭代解。对几种不同的多层膜、超晶格结构的结构参数和结构完美性进行了详细的研究分析。1．计算了AIGaAs／GaAs材料的超晶格以及量子阱结构参数，并研究了低级卫星峰的规律性消光规律。采用具有整数分子层的过渡层理论模型，研究了超晶格中零级峰的峰位漂移，过渡层对超晶格卫星峰强度的影响。2．对InGaAs／GaAs外延多层膜结构的弛豫机制以及结构参数进行研究。对15周期的InolGao9As／GaAs超晶格的实验分析表明，应变弛豫机制起主要作用。模拟计算出该样品的周期为200A，In的组分为0．08，GaAs层与InGaAs层的厚度分别为110A和90

3、A。3．设计生长了不同结构的GaSb／GaAs样品，优化了生长条件和参数。在GaSb／GaAs应变层超晶格的X射线衍射曲线中观察到了7级卫星峰，考虑了生长过程中生长温度，组分变化对外延层的影响，并对过渡层厚度和生长速率的变化对X射线双晶衍射曲线的影响作了详细的分析，获得了对实验曲线的最佳拟合。对GaSb／GaAs应变层超晶格不完美性地影响因素进行了初步分析和讨论。关键词：x-射线双晶衍射运动学摇摆曲线应变弛豫ABSTRACT11ledouble．crystalX．raydiffractionsimulationtechnologyandkinematicstheorysimuation

4、ofDXRDrockingCHIVearetheeffectivewaysofstudyingsemiconductorsuperlattice’Sstructureandperfection．InthisPaDer^X．rayrockingcurvetheoreticalsimulationiterativesolutionswereobtainedforthemulti．1ayerandsuperlatticestructures．Wehaveconducteddetailedanalyses0nthestructureparametersandperfectionofsevera

5、lmuti—layerfilmsandsuperattices．1．TheAlGaAs／AlGaAssuperlatticeandquantumwellstructureparametershavebeencalculated．andtheextinctionruleoflowersatellitepeakshasbeenstudied．AdoptingtheIntegerMolecularLayerTransitionLayertheoreticalmodel，wehavestudiedthepeaklocationexcursionofsuperlaRice’Szeroorderp

6、eak．andtransitionlayereffectonthesuperlattice’Ssatellitepeaksintensity．2．WehavecarriedoutdetailedstudyontherelaxationmechanismsandstructureparametersofInGaAs／GaAsepitaxialmulti—layerstructures．Basedontheexperimentalanalysisof15periodInoiGaooAs／GaAssuperlattice．wearrivedattheconclusionthatthestra

7、inrelaxal【ionmechanismistheprinciplemechanism．Throughsimulationcalculation，wehaveSuccessfullyobtainedthesuperlatticeparametersforthesample，theyarerespectively：period200A，Incontent0．08，thicknesstcaAs110A，andtAloaAs90A．3．Wehav