GaSb薄膜模擬外延生長研究.pdf

1、本文利用Monte Carlo方法，結(jié)合薄膜生長理論，采用Turbo BASIC語言編寫程序，對(duì)外延薄膜的生長過程進(jìn)行了模擬。所用的模型為改進(jìn)的擴(kuò)散有限聚集模型(DLA)，研究了薄膜生長過程中沉積速率和襯底溫度對(duì)表面形貌的影響。
　　通過模擬，獲得了不同沉積速率及不同襯底溫度的薄膜形貌，并且分析了不同條件下薄膜的生長模式。模擬發(fā)現(xiàn)，在T=500℃的情況下，當(dāng)生長速率v=0.64ML/s時(shí)，薄膜以層狀生長模式進(jìn)行；當(dāng)v=1.28ML

2、/s時(shí)，是以層狀和島狀混合生長模式進(jìn)行；當(dāng)生長速率為v=2.56或5.12ML/s時(shí)，薄膜就以島狀方式生長。在沉積速率較低(1.28ML/s)時(shí)，除了較低溫度(T=300℃)外，在較高溫度(T≥400℃)薄膜都可以按層狀模式進(jìn)行生長。
　　通過對(duì)模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得了不同沉積速率下，表面粗糙度與覆蓋率之間的關(guān)系。當(dāng)v=0.64ML/s和1.28ML/s時(shí)，粗糙度與覆蓋率存在著周期性振蕩關(guān)系。而當(dāng) v=2.56或5.12ML/s時(shí)

3、，粗糙度隨覆蓋率的增加一直增大。并且發(fā)現(xiàn)，在低生長速率情況下，邊界長度與可活動(dòng)原子數(shù)間存在對(duì)應(yīng)的周期性振蕩關(guān)系。當(dāng)邊界長度最小時(shí)，可活動(dòng)原子數(shù)為最大；反之，可活動(dòng)原子數(shù)為最小。對(duì)于較大生長速率時(shí)，邊界長度開始迅速上升，達(dá)到臨界值后，仍然會(huì)有增加，但趨勢(shì)變得較為平緩。
　　此外，本文通過反射式高能電子衍射(RHEED)監(jiān)測(cè)了GaSb外延薄膜的生長，利用RHEED強(qiáng)度振蕩的計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了RHEED圖像和RHEED強(qiáng)度振蕩的實(shí)時(shí)監(jiān)