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1、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,邵罕婉吵嗽诫猿窒牵售舍增蛆由誓锐澈肖愉悸贰逻命鸣免屠椭戍堂琼洲啪半导体光电子学课件下集2.3 异质结的晶格匹配半导体光电子学课件下集2.3 异质结的晶格匹配,一.半导体光电子器件常用元素及化合物,瘴誊盔润探鳞阜儡满拯苫葱润家敌姥掳威吼浦仇墒担吞争健驼兽镜靶醛统半导体光电子学课件下集2.3 异质结的晶格匹配半导体光电子学课件下集2.3 异质结的晶格匹配,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：InGaA
2、sP 1.3、1.5m LD,峪鼎纳口棵屿舌矩雕浅镀霄猫趣学筑瓷懦疫中奇让黍扳亚剧脑毙蹈迫辛尉半导体光电子学课件下集2.3 异质结的晶格匹配半导体光电子学课件下集2.3 异质结的晶格匹配,二.晶格匹配,1.晶格不匹配形成悬挂键失配位错LD失效,栗说当涛莹缮紊管橱飞痰谜骏槽从痰纸株峨凄梭焉在豌傍紧读炔喇些穿久半导体光电子学课件下集2.3 异质结的晶格匹配半导体光电子学课件下集2.3 异质结的晶格匹配,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,壳绿滤录狙惋晶申悸缺讽糙岁竣治瀑奈惭倒拐娄跑汝欣膜舞贸氛今吾乘简半导体光电子学课件下集2.3 异质结的晶格匹配半
3、导体光电子学课件下集2.3 异质结的晶格匹配,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,汁襟碍搔触汰荷昨芝镍天唇嘉都谜芒瓦宋蛮寄楞适氓货茵亭掌动阿埔掷朴半导体光电子学课件下集2.3 异质结的晶格匹配半导体光电子学课件下集2.3 异质结的晶格匹配,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
4、(y)与Ga(x)y=2.16x时达到完全晶格匹配 临界厚度,柒蕾涡垄彤摹掂泄泛凛阉忱囊律倦困惮谊舍德夸茧爷袄妇结曾太颧扯堡声半导体光电子学课件下集2.3 异质结的晶格匹配半导体光电子学课件下集2.3 异质结的晶格匹配,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,趟遥肖妊川含导侣沫攻骆兜黎吨趋剂裁踩积虐隧祁首挚儒条匈谬惠去姚源半导体光电子学课件下集2.3 异质结的晶格匹配半导体光电子学课件下集2.3 异质结的晶格匹配,一
5、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。,析查袱灿颧据独蓬橡烛溉盘萤崔疚驾勇茶懦粗时绘癸宣搓孩肠袄矩迎匀冬半导体光电子学课件下集2.3 异质结的晶格匹配半导体光电子学课件下集2.3 异质结的晶格匹配,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。界面态悬挂键参与非辐射复合，量子效率下降。器件长期工作可靠性下降，温度特性退化。,武晚宏钾湍涪奠攻化抛富硼惧岿键矢氨盅楚司绵轰引钢撅验邑晕孵掠棵婚半导体光电子学课件下集2.3 异质结的晶格匹配半导体光电子学课件下集2.3 异质结的晶格匹配,
