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文档简介
2.3 异质结的晶格匹配,理想异质结要求两种材料的晶格常数应尽量匹配 要尽量可能多的相同原子 Ga Al As / Ga As,一.半导体光电子器件常用元素及化合物,二元化合物: InP GaAs 衬底材料 三元化合物:InGaAs探测 GaAlAs 0.8m LD 四元化合物:InGaAsP 1.3、1.5m LD,二.晶格匹配,1.晶格不匹配形成悬挂键失配位错LD失效,2.悬挂键密度 Ns,界面态密度 悬挂键密度 (100) (110) 解理面 (111) 最小,3.界面态对量子效率影响,注入界面态有效复合寿命,内量子效率,电子俘获截面,电子热运动 v,界面态密度,晶格失配率,两个界面上界面态引起的非辐射复合速度,非辐射复合寿命,界面载流子复合速度,三.晶格常数的计算,1. GaAlAs / GaAs 是晶格匹配的 因为: GaAs: a=5.653 AlAs: a=5.611 2. InGaAsP / InP(长波长 1.3m) 晶格常数 Vagard(弗伽)定律 As(y)与Ga(x) y=2.16x时达到完全晶格匹配 临界厚度,四.温度对晶格常数的影响,a(T)=a(0)(1+T) a(0): 晶格常数 :热膨胀系数 生长温度:500700 P0.1个大气压 使用温度:1560,当超过临界厚度hc:,T变化由于热膨胀系数 a(T) 失配位错,变化组分,一般的GaAs长4个异质结(78层),不同材料不同,在一定温度下a: a;因而由晶格匹配(T1) 不匹配。 生长温度下必须保证晶格匹配的实现,同时用弹性应变的形式弥补由温度变化产生的失配位错。,五.晶格不匹配对器件性能的影响,界面上的悬挂键充当陷阱中心、复合中心吸收载流子,注入效率下降,量子效率下降。 界面态
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