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InGaAs/GaAs量子点因具有优异的光电特性,被广泛应用于量子点红外探测器、量子点激光器、量子点发光二极管等光电子器件领域。然而,这些器件的性能及应用范围主要取决于量子点尺寸大小的均匀性和量子点空间分布的有序性。随着纳米半导体材料制备技术和表征手段的提高,目前主要利用分子束外延生长技术在经过微细加工的图形化衬底上进行量子点的有序性生长。但由于在图形化衬底加工过程中容易引入缺陷和杂质,进而对量子点的生长及其器件性能造成不利影响。因此,为了获得理想可用的量子点,扩展量子点光电子器件的应用范围,从工艺上来实现量子点的有序分布是关键。本文利用分子束外延技术,基于平坦和非平坦GaAs衬底表面,对单层有序In0.5Ga0.5As/GaAs量子点的生长工艺进行了研究。采用连续生长GaAs缓冲层,原位退火的方法获得原子级平坦GaAs表面,并研究了退火时间、生长速率和生长温度对In0.5Ga0.5As量子点尺寸分布的影响。结果表明引入一定的退火时间,受熟化作用,量子点的尺寸均匀性变好。同时,在低温高速率生长条件下,可制备出高密度小尺寸的量子点,而在高温低速率生长情况下,可制备出低密度、尺寸均匀的量子点。最终在平坦GaAs表面获得可以制备出尺寸大小相对均匀的In0.5Ga0.5As量子点生长工艺,并为后续在非平坦GaAs衬底表面制备均匀有序量子点的生长参数选取奠定基础。生长In0.5Ga0.5As量子点的非平坦衬底表面主要包括具有纳米孔洞的Ga液滴模板表面和存在多台阶的GaAs缓冲层表面。在高温条件下,Ga液滴对GaAs缓冲层表面产生刻蚀作用,可形成纳米孔洞结构的衬底表面;而采用间断式的方法生长GaAs缓冲层,则可形成多台阶结构的GaAs表面。参照平坦衬底表面的生长条件,研究了Ga液滴模板表面与In0.5Ga0.5As量子点的生长温度、沉积量之间的相互作用。结果表明纳米孔对量子点的密度分布具有调制作用,随着温度的降低,纳米孔坍塌现象逐渐减弱,纳米孔对量子点的尺寸大小以及密度分布调制作用增强,且低温生长有利于量子点在Ga液滴模板衬底表面成核。另外,将In0.5Ga0.5As量子点的沉积量减少到临界厚度以下,可以有效地使量子点仅在纳米孔区域成核。利用平坦衬底表面获得的生长参数,在不同形貌的GaAs缓冲层表面生长In0.5Ga0.5As量子点时,发现量子点的空间分布情况与GaAs缓冲层表面的平台形状以及表面台阶的分布有关。当构成GaAs表面的平台为条状且台阶沿[？]方向延伸时,量子点易于沿[？]方向生长,并呈链状分布;而当构成GaAs表面的平台并非为条状,其表面台阶簇分布于各个方向、层次分明时,基于该表面生长的量子点呈无序点阵分布。最后通过对样品中量子点尺寸分布统计分析,结果表明在具有条状平台、台阶簇沿[？]方向延伸的GaAs表面可以制备出尺寸均匀、链状有序分布的In0.5Ga0.5As量子点。