原子氢辅助MBE生长的不同晶面GaAs表面形貌.PDF

维普资讯 SEM IC0NDUCT0R 0PT0ELECTR0NICS Vo1．25No．2 Apr．2004 原子氢辅助MBE生长的不同晶面GaAs表面形貌 魏全香 ，牛智川 (1．山西大学 物理系。山西 太原 030006；2．中国科学院半导体研究所 ，北京 100083J 摘 要 ： 研 究了原子氢辅助分子束外延 (MBE)中，原子氢对不同晶面 GaAs外延层表面形 貌特征的诱导作用。原子力显微镜 (AFM)测试表明，在 GaAs的 (311)A和 (331)A 面，原子氢导 致了台阶状形貌的形成。提出了一种简单模型，解释 了台阶面形貌形成的物理机制。为最终有序 低维纳米表面结构提供了一种实验参考。 关键词 ： 分子柬外延；原子力显微镜 ；台阶积累 中图分类号：TN3O4．054 文献标识码 ：A 文章编号：1001—5868(2004)02—0162—03 GaAsSurfacesStep-likeM orphologyFormedbyAtomicHydrogenAssistedM BE WEIQuanxiang ．NIU Zhi—chuan (1．Dept．ofPhysi~，ShanxiUniversity，Taiyuan030006，CHN； 2．InstituteofSemiconductors，ChineseAcademyofSciences，Beijing100083，CHN) Abstract： Theeffectsofatomichydrogen on surfacemorphologyofGaAsepitaxiallayers grown by molecularbeam epitaxy (MBE)are investigated．AFM pictures show thatatomic hydrogenleadsto theformationofstep morphology on GaAssurface． Theresultsprovidea usefulexperimentalreferenceforthesitecontrolledgrowthofnanometer-oscalestructures． Keywords： MBE；AFM ；stepbunching l 引言 面上固有的微台阶表面结构 ，通过引入原子氢，促使 MBE外延生长进行 台阶积累 (Stepbunching)效 原子氢辅助下的分子束外延 (MBE)生长技术 应 ，使表面台阶的高度和宽度达到足够的尺寸，呈现 近年来很受关注，是一种新型的半导体低维纳米结 有选择性的表面结构，从而形成低维量子结构的基 构的直接生长技术。原子氢可 以有效地提高 MBE 础 3【]。如果在这样的结构上进行下一步的量子点、 外延界面质量。其机制在于原子氢通过与 Ga、In 量子线的制作[4]，材料质量以及工艺难度也将会大 原子的相互作用，可以改变它们在表面的迁移特性， 大降低。以前，通过 电子柬曝光_5 等办法进行衬 可以在较低的衬底温度下进行外延。原子氢通过激 底加工，虽然可以获得纳米尺度上的低维结构，但是 活样 品表面残余的氧和碳原子_1]，可以起到清洁表 由于制作工艺本身的限制，会形成很多位错或者缺 面的作用。特别是在高指数面上，原子氢 的加入可 陷，当进一步进行外延的时候，很难