Liquid Phase Epitaxial Growth of GaAs on InP Substrates

액상에피택시 방법에 의한 InP기판상의 GaAs 이종접합 박막 성장

  • Published : 1994.08.01

Abstract

Optimum exper~mental conditions were established for the growth of heteroepitaxial GaAs layers on InP using liquid phase epitaxy (LPE) technique. Results showed that the optimum growth temperature was $720^{\circ}C$ at a cooling rate of $0.5^{\circ}C$/min. Surface morphology of the grown layers significantly improved by addition of about 0.005wt% Se to the Ga growth melt, which effectively suppressed melt-back of InP substrates into the melt during the initial stage of growth. It was observed that the quality of GaAs layers also improved substantially when the substrates patterned with grating structure were used, as determined by the (400) double crystal X-ray diffraction. The transmission electron microscopy observation indicated t.hat the misfit dislocations interact with each other at the grating region, resulting in a lower dislocation density in the upper GaAs layer.

LPE방법을 이용하여 InP기판 상에 GaAs이종접합 박막을 최초로 성장하였으며 제반 성장조건들이 박막특성에 미치는 영향을 NDIC광학현미경, SEM, TEM 및 DCXRD 등을 이용하여 조사하였다. 적정 LPE성장온도는 $720^{\circ}C$(냉각속도 $0.5^{\circ}C$/min.)이었으며 성장된 GaAs 박막의 표면형상은 융액 균질화 처리 시 기판을 InP cover웨이퍼로 보호한 경우가 In/InP 융액으로 보호한 경우에 비해 현저히 개선되었다. 박막 성장 시 Ga성장융액 내에 0.005wt% 정도의 Se을 첨가함으로서 기판의 열융해(meltback)현상이 억제되었고 박막의 표면 거칠기도 현저히 개선되었다. 미세 격자가 식각된 InP기판 상에 성장된 GaAs 박막의 DCXRD측정결과 미세 격자 패턴이 없는 기판 위에 성장된 시료보다 결정성이 더욱 향상되었으며 이는 TEM 관찰결과 GaAs/InP계면에서 생성된 전위들 중 일부가 상호반응에 의하여 미세격자 영역 내에 국한되기 때문으로 판단되었다.

Keywords