အပြစ်အနာအဆာကင်းသော Epitaxial ကြီးထွားမှုနှင့် လွဲမှားသောနေရာချထားမှုများ

အပြစ်အနာအဆာကင်းသော epitaxial ကြီးထွားမှု ပုံဆောင်ခဲ ရာဇမတ်ကွက်တစ်ခုသည် အခြားတစ်ခုနှင့် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု ထပ်တူနီးပါးတူညီသော ရာဇမတ်ကွက်များ ရှိနေသောအခါ ဖြစ်ပေါ်သည်။. အင်တာဖေ့စ်ဧရိယာရှိ ကွက်ကွက်နှစ်ခု၏ ကွက်လပ်ဆိုဒ်များကို ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် တူညီသောအခါတွင် သေးငယ်သော ရာဇမတ်ကွက်များ (0.1%) ထက်နည်းသော ရာဇမတ်ကွက်များနှင့် ဖြစ်နိုင်ချေ ကြီးထွားလာပါသည်။ အက်တမ်တစ်ခုစီသည် နယ်နိမိတ်အလွှာရှိ ၎င်း၏မူလအနေအထားမှ အနည်းငယ်ရွေ့လျားသွားသည့် အင်တာဖေ့စ်ရှိ elastic strain ဖြင့်ပင် ဤအနီးစပ်ဆုံးကိုက်ညီမှုကို ရရှိသည်။ ပါးလွှာသောအလွှာများအတွက် သေးငယ်သော strain သည် ခံနိုင်ရည်ရှိပြီး ကွမ်တမ်ရေတွင်းလေဆာများအတွက်ပင် နှစ်လိုဖွယ်ဖြစ်သော်လည်း၊ သလင်းကျောက်တွင် သိမ်းဆည်းထားသော စွမ်းအင်ကို ကွက်လပ်တစ်ခုတွင် အက်တမ်အတန်းတစ်ခုပါ၀င်နေသည့် မှားယွင်းနေသောနေရာများဖွဲ့စည်းခြင်းကြောင့် ယေဘုယျအားဖြင့် လျော့နည်းသွားပါသည်။

အထက်ဖော်ပြပါပုံသည် ပုံသဏ္ဍာန်တစ်ခုကို သရုပ်ဖော်ထားသည်။ကုဗ (၁၀၀) လေယာဉ်ပေါ်ရှိ epitaxial ကြီးထွားမှုအတွင်း အံဝင်ခွင်ကျဖြစ်သော လွဲချော်မှုတစ်ခုsemiconductor နှစ်ခုတွင် အနည်းငယ်ကွဲပြားသော ရာဇမတ်ကွက်ကိန်းသေများရှိသည်။ a သည် အလွှာ၏ ရာဇမတ်ကွက် နှင့် a' = a − Δa သည် ကြီးထွားလာသော အလွှာ၏ ဖြစ်ပါက၊ ပျောက်ဆုံးနေသော အက်တမ်များ၏ အတန်းတစ်ခုစီကြား အကွာအဝေးသည် ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့်-

L ≈ a²/Δa

ကွက်လပ်နှစ်ခု၏ မျက်နှာပြင်တွင်၊ လွဲနေသောအက်တမ်အတန်းများသည် ထောင့်မှန်လမ်းကြောင်းနှစ်ခုတွင် ရှိနေသည်။ [100] ကဲ့သို့သော principal crystal axes တစ်လျှောက် အတန်းများကြား အကွာအဝေးကို အထက်ပါပုံသေနည်းဖြင့် ခန့်မှန်းချေပေးသည်။

အင်တာဖေ့စ်တွင် ဤချို့ယွင်းချက်အမျိုးအစားကို dislocation ဟုခေါ်သည်။ ၎င်းကို ရာဇမတ်ကွက်မညီခြင်း (သို့မဟုတ် မကိုက်ညီမှု) မှ ဖြစ်ပေါ်လာသောကြောင့် ၎င်းအား misfit dislocation သို့မဟုတ် ရိုးရိုး dislocation ဟုခေါ်သည်။

misfit dislocations အနီးတစ်ဝိုက်တွင်၊ ရာဇမတ်ကွက်များသည် dangling bonds အများအပြားဖြင့် မစုံလင်သောကြောင့်၊ ၎င်းသည် အီလက်ထရွန်နှင့် hole များ၏ ဓာတ်မတည့်မှုမဟုတ်သော recombination ကိုဖြစ်ပေါ်စေနိုင်သည်။ ထို့ကြောင့်၊ အရည်အသွေးမြင့် optoelectronic ကိရိယာကို ဖန်တီးရန်အတွက်၊ မသင့်လျော်သော နေရာရွှေ့ပြောင်းခြင်းမရှိဘဲ အလွှာများ လိုအပ်ပါသည်။

မသင့်လျော်သော နေရာရွေ့ပြောင်းမှုများ၏ မျိုးဆက်သည် ရာဇမတ်ကွက်မညီမှုနှင့် ကြီးထွားလာသော epitaxial အလွှာ၏ အထူပေါ်တွင် မူတည်သည်။ ရာဇမတ်ကွက် Δa/a သည် -5 × 10 ^-3 မှ 5 × 10^-3 အကွာအဝေးတွင် လွဲချော်နေပါက InGaAsP-InP နှစ်ဆတွင် အံဝင်ခွင်ကျကွဲလွဲမှုများ ဖြစ်ပေါ်မည်မဟုတ်ပါ။ heterostructure အလွှာများ (0.4 µm အထူ) (100) InP တွင် ကြီးထွားသည်။

(100) InP တွင် 650°C တွင် ပေါက်ရောက်သော InGaAs အထူ၏ မတူညီသောအထူအတွက် ရာဇမတ်ကွက်များ၏ လုပ်ဆောင်ချက်တစ်ခုအနေဖြင့် ရွေ့ပြောင်းမှုဖြစ်ပေါ်ခြင်းကို အောက်ပါပုံတွင် ပြထားသည်။

ဤပုံသည် သရုပ်ဖော်သည်။(100) InP တွင် LPE မှ စိုက်ပျိုးထားသော InGaAs အထူ၏ မတူညီသော အထူများအတွက် ကွက်ကွက်များ မညီမညွတ် လုပ်ဆောင်မှုတစ်ခုအနေဖြင့် လွဲချော်မှုများ ဖြစ်ပေါ်ခြင်း. အစိုင်အခဲမျဉ်းများဖြင့် ကန့်သတ်ထားသော ဒေသတွင် မှားယွင်းသော နေရာရွှေ့ခြင်းကို မတွေ့ရှိရပါ။

အထက်ပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း၊ အစိုင်အခဲမျဉ်းသည် အရွေ့အပြောင်းမရှိသည့် နယ်နိမိတ်ကို ကိုယ်စားပြုသည်။ အထူအပြောင်းအလွဲမရှိသော InGaAs အလွှာများ ကြီးထွားမှုအတွက်၊ သည်းခံနိုင်သော အခန်း-အပူချိန် ရာဇမတ်ကွက်များ မကိုက်ညီမှုမှာ -6.5 × 10^-4 နှင့် -9 × 10^-4 ကြားတွင် ရှိနေသည်ကို တွေ့ရှိရသည်။ .

InGaAs နှင့် InP ၏ အပူပိုင်းချဲ့ထွင်မှုကိန်းဂဏန်းများ ခြားနားချက်ကြောင့် ဤအနုတ်လက္ခဏာမညီဘဲ ဖြစ်ပေါ်လာပါသည်။ ကြီးထွားမှု အပူချိန် 650 ဒီဂရီ စင်တီဂရိတ်တွင် အပြည့်အ၀ လိုက်ဖက်သော အလွှာသည် အနုတ်လက္ခဏာ အခန်းအပူချိန် ရာဇမတ်ကွက်များ ကိုက်ညီမှု ရှိပါမည်။

ကြီးထွားမှု အပူချိန် ဝန်းကျင်တွင် မှားယွင်းသော နေရာရွှေ့ခြင်းများသည် ကြီးထွားမှု အပူချိန်တွင် ဖြစ်ပေါ်နေသောကြောင့် အရွေ့အပြောင်းမရှိသော အလွှာများ ကြီးထွားမှုအတွက် ကွက်လပ်များ ကြီးထွားမှု အပူချိန်တွင် ကိုက်ညီမှုရှိရန် အရေးကြီးပါသည်။**