以有機金屬汽相磊晶成長磷化銦鎵與砷化鎵異質接面

Abstract

由於磷銦鎵具有直接能階及較砷化鋁鎵低的深能階陷阱中心(DX Center) 問題, 并且 與砷化鎵異質接面結構具有相當大的導帶差異(△Ec)和價帶差異(△Ev), 因此磷化銦 鎵與砷化鎵系統材料可應用於P 型通道和n 型通道的選擇性摻雜場效電晶體, 異質接 面雙載子電晶體及可見光半導體雷射上。 我們利用本研究群所自行裝置的低壓有機金屬汽相磊晶系統成長磷化銦鎵與砷化材料 。利用電子顯微鏡來觀察晶片上的成長厚度與表面情況, 以追求厚度的均勻性與表面 的平滑, 發現成長速度約可隨意控制在每分鐘數十埃( )或至數百埃的厚度。利用X 射線儀來測量磷化銦鎵的晶格常數, 使磷化銦鎵與砷化鎵的晶格常數差異值可控制在 萬分之六以下, 可以形成極佳的接面。利用光照儀(PL)測量磊晶層的光特性, 藉以控 制磷化銦鎵的能階與銦鎵的比例, 并且可以得知磊晶層的雜質情況。利用霍爾(Hall) 效應測量砷化鎵、磷化鎵和兩者的異質接面的電特性。砷化鎵的電子移動率在室溫約 7700(cm /V.S),在低溫(77K) 下約80000,而磷化銦鎵的電子移動率在室溫約3000, 在 低溫下約7000, 而磷化銦鎵與砷化鎵異質接面的電子移動率隨著間隔寬度(Spacer th -ickness) 的變化, 室溫下約2000至6000, 而在低溫下, 可達20000 至38000cm /V. S 。可見我們所磊晶的磷化銦鎵與砷化鎵異質接面具有很好的特性。