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Inx Ga1-x As材料可以制作高灵敏度和探测率的探测器,其截止波长随In组分含量的变化呈线性变化,近年来,对长波长In0.82Ga0.18As/InP半导体材料的需求越来越多。如果在InP衬底上直接生长In0.82Ga0.18As/InP外延层,In0.82Ga0.18As/InP和InP材料之间的晶格失配高达2%,会导致In0.82Ga0.18As/InP外延层中存在大量的失配位错或缺陷,使外延材料的质量变差,因此解决因In0.82Ga0.18As/InP与InP之间的晶格失配而导致位错或缺陷的问题,改善In0.82Ga0.18As/InP外延层的结晶质量、提高材料的性能具有重要的意义。本文主要是通过在衬底和外延层之间加入一定厚度的缓冲层和增加外延层的生长厚度来优化结构,以达到对位错的抑制和阻挡作用,减小失配应力。文中采用金属有机化学气相淀积法制备了不同缓冲层厚度的In0.82Ga0.18As/InP/InP异质外延材料和不同外延层厚度的In0.82Ga0.18As/InP/InP异质外延材料;利用透射电镜对材料的内部结构特别是位错进一步研究;利用扫描电子显微镜和原子力显微镜对制备的In0.82Ga0.18As/InP材料进行了表面形貌的测试;利用XRD和拉曼散射光谱对材料的结晶质量进行了研究;并且利用拉曼散射光谱对外延层所受的应力进行了计算;最后采用霍尔测试仪对In0.82Ga0.18As/InP异质结材料的载流子浓度和迁移率进行分析。结果表明:在衬底InP上直接生长In0.82Ga0.18As/InP外延层时,材料表面形成很多很深的孔洞和网纹,使得样品的表面形貌非常粗糙,而且界面处的位错或缺陷在没有缓冲层的阻挡下直接延伸到了外延层中,影响外延层的结晶质量。在衬底和外延层之间引入一定厚度的缓冲层可以有效释放失配应力,减少位错向表面的延伸,从而改善样品的表面形貌和结晶质量,使样品的性能变好;但是过厚的缓冲层反而使表面形态和性能变差,必须加入适当厚度的缓冲层才能样品的表面形貌和性能达到最优化。增加样品的外延层厚度,也可以使样品的表面形貌变得越好,使外延层所受的应力变小,性能越好。