液相外延生长GaAs微探尖的质量改进

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信息存储是当今数字化时代的一个重要组成部分。在过去的几十年里,信息容量呈爆炸式增长,电子器件的尺寸也越来越小。这种发展趋势对新技术和新材料提出了新的要求:存储密度高,响应时间短,保留时间长,可重复擦写性能好。可以预测,目前以硅为基础的集成电路将要达到它的物理极限。因此,尺寸更小、密度更高的电子器件对下一代IT工业来说至关重要。扫描近场光学显微镜(SNOM)是一种能探测纳米尺寸的新型显微工具。这种显微镜利用局限在微小孔径上的隐失场提供物体表面形貌的细节,其分辨率可突破传统光学的衍射极限。因此,SNOM可以实现纳米尺度的信息存储。一般来说,用于超高密度光存储的SNOM传感头由三个主要部分组成:半导体激光器、光电探测器和微探尖。这里的微探尖质量和性能将直接影响整个扫描近场光学显微系统。因此,如何制备高质量的微探尖已经成为近年来的研究热点。为了得到高质量的微探尖,我们实验室提出了一种选择性液相外延制备GaAs微探尖的方法,工艺流程包括掩膜的制备、光刻、湿法刻蚀、液相外延等。这种方法简单,适合批量生产。然而,这种方法制备的GaAs金字塔状微探尖有一个缺陷:每个金字塔状微探尖的其中一个背面都能看到明显的残留生长液。这种缺陷严重影响了微探尖的形貌和性能。为了解决这个问题,我们对石墨舟做了改进:由传统的水平滑动石墨舟改为可旋转石墨舟。在生长结束后,将可旋转石墨舟旋转180°,使生长液依靠重力与衬底分离。用扫描电子显微镜对制备的GaAs微探尖的形貌进行了表征。结果表明,用旋转法代替原来的平推法,微探尖表面残留的生长液体积大大减小,微探尖的质量得到了改进。这对SNOM传感器的应用有着重要的意义。
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