Fás Epitaxial Gan Lochtanna agus Dislocations Misfit

Fás epitaxial saor ó locht Tarlaíonn sé nuair a bhíonn tairisigh laitíse beagnach mar an gcéanna ag laitís criostail amháin le ceann eile. Tarlaíonn fás nuair a bhíonn suíomhanna laitíse an dá laitíse sa réigiún comhéadain comhoiriúnaithe thart, rud is féidir le neamhréir bheag laitíse (níos lú ná 0.1%). Baintear an neas-mheaitseáil seo amach fiú le brú leaisteach ag an gcomhéadan, áit a bhfuil gach adamh beagán díláithrithe óna shuíomh bunaidh sa chiseal teorann. Cé go bhfuil méid beag brú infhulaingthe do shraitheanna tanaí agus fiú inmhianaithe do léasairí tobair chandamach, is gnách go laghdaítear an fuinneamh brú a stóráiltear sa chriostail trí dhíláithriúcháin mí-oiriúnacha a fhoirmiú, ina mbíonn sraith adamh in easnamh in aon laitís amháin.

Léiríonn an figiúr thuas scéimreach dedislocation misfit a cruthaíodh le linn fáis epitaxial ar eitleán ciúbach (100)., áit a bhfuil tairisigh laitíse beagán difriúil ag an dá leathsheoltóir. Más é a tairiseach laitíse an tsubstráit agus más é a ’ = a − Δa tairiseach na sraithe fáis, is ionann an spásáil idir gach sraith adamh atá in easnamh agus thart ar:

L ≈ a²/Δa

Ag comhéadan an dá laitíse, tá na sraitheanna adamh in easnamh feadh dhá threo ingearach. Tugann an fhoirmle thuas thart ar an spásáil idir na sraitheanna feadh na bpríomh-aiseanna criostail, mar [100].

Dislocation a thugtar ar an gcineál seo fabht ag an gcomhéadan. Ós rud é go n-eascraíonn sé as an neamhréir laitíse (nó mífheidhmiú), tugtar dislocation misfit air, nó go simplí dislocation.

In aice le dislocations misfit, tá an laitíse neamhfhoirfe le go leor bannaí dangling, is féidir a bheith ina chúis le athcheangail neamh-radiative leictreon agus poill. Dá bhrí sin, le haghaidh déantús feiste optoelectronic ardchaighdeáin, tá gá le sraitheanna saor ó dhíláithriú mí-oiriúnach.

Braitheann giniúint dislocations misfit ar neamhréir na laitíse agus tiús na ciseal epitaxial a fhástar. Má tá an neamhréir laitíse Δa/a sa raon -5 × 10^-3 go 5 × 10^-3, ansin ní chruthaítear aon díláithrithe mí-oiriúnacha in InGaAsP-InP dúbailte sraitheanna heitreastruchtúr (0.4 µm tiubh) a fhástar ar (100) InP.

Léirítear san fhigiúr thíos an díláithriú a tharla mar fheidhm d’éagmais laitíse do thiúsanna éagsúla sraitheanna InGaAs a fhástar ag 650°C ar (100) InP.

Léiríonn an figiúr seotharla díláithrithe mí-oiriúnacha mar fheidhm a bhaineann le neamhréir laitíse do thiúsanna éagsúla sraitheanna InGaAs arna fhás ag LPE ar (100) InP. Ní fheictear aon dislocations mí-oiriúnacha sa réigiún atá teorantach le línte soladacha.

Mar a léirítear san fhíor thuas, léiríonn an líne sholad an teorainn nár breathnaíodh aon dislocations. Chun sraitheanna tiubh InGaAs saor ó dhíláithriú a fhás, faightear amach go bhfuil an neamhréir infhulaingthe laitíse teocht an tseomra idir -6.5 × 10 ^-4 agus -9 × 10^-4 .

Tarlaíonn an neamhréir laitíse diúltach seo mar gheall ar an difríocht i gcomhéifeachtaí leathnaithe teirmeach InGaAs agus InP; beidh neamhréir dhiúltach laitíse teocht an tseomra ag ciseal atá comhoiriúnaithe go foirfe ag an teocht fáis 650°C.

Ós rud é go gcruthaítear díláithrithe mífheistithe timpeall na teochta fáis, tá meaitseáil laitíse ag an teocht fáis tábhachtach chun sraitheanna saor ó dhíláithriú a fhás.**