热循环退火对InAs/Si(211)薄膜结构和电学性能的影响
来源期刊：材料科学与工艺2017年第5期
论文作者：张明 郭治平 吴长树 刘翔
文章页码：20 - 24
关键词：InAs薄膜;Si(211)衬底;热循环退火;微观结构;电学性能;
摘 要：InAs作为III-V族化合物半导体材料,可以应用于磁阻和霍尔元器件、量子点激光器元件、太阳能电池和红外探测器元件等方面,具有广泛的研究和应用前景.本文以Si（211）为衬底,采用热壁外延（hot wall epitaxy,HWE）技术制备了InAs薄膜,研究热循环退火（thermal cycle annealing,TCA）次数对InAs/Si（211）薄膜结构及电学性能的影响.热壁外延制备InAs薄膜的衬底温度为400℃,生长时间为4 h,不同的热循环退火次数为2、4、6、8、10.X射线衍射（XRD）测试表明:利用HWE技术在Si（211）衬底表面成功制备了闪锌矿结构的InAs薄膜,且沿（111）取向择优生长;TCA能够明显增强Si（211）衬底表面生长的InAs薄膜的择优取向.扫描电子显微镜（SEM）及原子力显微镜（AFM）测试分析表明:随着TCA次数增加到6次,InAs/Si（211）薄膜表面由于晶粒细化作用变得均匀平整,表面粗糙度从69.63 nm降低到56.43 nm,此时霍尔迁移率达到2.67×103cm2/（V·s）;过多的退火次数（≥8次）又会使薄膜表面的晶粒过大、缺陷增多,导致薄膜性能下降.
张明1，郭治平1，吴长树2，刘翔1
1. 昆明理工大学材料科学与工程学院2. 昆明物理研究所
摘 要：InAs作为III-V族化合物半导体材料,可以应用于磁阻和霍尔元器件、量子点激光器元件、太阳能电池和红外探测器元件等方面,具有广泛的研究和应用前景.本文以Si（211）为衬底,采用热壁外延（hot wall epitaxy,HWE）技术制备了InAs薄膜,研究热循环退火（thermal cycle annealing,TCA）次数对InAs/Si（211）薄膜结构及电学性能的影响.热壁外延制备InAs薄膜的衬底温度为400℃,生长时间为4 h,不同的热循环退火次数为2、4、6、8、10.X射线衍射（XRD）测试表明:利用HWE技术在Si（211）衬底表面成功制备了闪锌矿结构的InAs薄膜,且沿（111）取向择优生长;TCA能够明显增强Si（211）衬底表面生长的InAs薄膜的择优取向.扫描电子显微镜（SEM）及原子力显微镜（AFM）测试分析表明:随着TCA次数增加到6次,InAs/Si（211）薄膜表面由于晶粒细化作用变得均匀平整,表面粗糙度从69.63 nm降低到56.43 nm,此时霍尔迁移率达到2.67×103cm2/（V·s）;过多的退火次数（≥8次）又会使薄膜表面的晶粒过大、缺陷增多,导致薄膜性能下降.
关键词：InAs薄膜;Si(211)衬底;热循环退火;微观结构;电学性能;
