在實(shí)際材料生長(zhǎng)中,有源層與襯底間不可能實(shí)現(xiàn)完全晶格匹配,如果失配太大且超過臨界厚度,就會(huì)產(chǎn)生位錯(cuò),降低材料的輻射復(fù)合效率。 AAT2603INJ-1-T1由于襯底和外延層材料間的熱脹系數(shù)的差異,在外延生長(zhǎng)條件下和室溫下兩者的晶格失配情況是不同的。圖3-8給出了室溫及7O0℃的生長(zhǎng)條件下,GalIn1丿P和GaAs的晶格常數(shù)圇,其中Ga,In1vP的熱脹系數(shù)由表3-1中的值查表得到。由圖可見,GaAs的熱脹系數(shù)大于GaInP的熱脹系數(shù),對(duì)于在⒛0℃下與GaAs晶格匹配的G%In1vP材料,當(dāng)溫度降至室溫25℃時(shí),其晶格常數(shù)比GaAs的大,為壓應(yīng)變材料。反之,對(duì)于室溫下與GaAs晶格匹配的G刂n1丿P材料,在外延生長(zhǎng)時(shí)其晶格常數(shù)小于GaAs的值,為張變材料。

   現(xiàn)在的問題是,我們應(yīng)該讓外延層與襯底在外延生長(zhǎng)時(shí)晶格匹配,還是在室溫下滿足晶格匹配呢?答案是前者。如果是后者,則在材料生長(zhǎng)時(shí)外延層中產(chǎn)生張應(yīng)變,很容易產(chǎn)生位錯(cuò),這些位錯(cuò)在生長(zhǎng)結(jié)束后是不能消除的。而對(duì)于外延生長(zhǎng)時(shí)與GaAs晶格匹配的GalIn1丿P,在室溫下雖然存在壓應(yīng)變,只要將外延層控制在臨界厚度以下,即可避免位錯(cuò)的產(chǎn)生。對(duì)于其他組分的AlGaInP材料,可以得到相似的結(jié)果。因此,在室溫下用XRD對(duì)外延層進(jìn)行測(cè)試表征時(shí),GaAs襯底上的AlGaInP材料應(yīng)表現(xiàn)為正失配,且失配度一般控制在1000ppm以下。圖3-9是在GaAs襯底上外延GaInP的XRD壩刂試結(jié)果。GaInP峰位于GaAs峰左側(cè)171弧秒處,表明是正失配,失配度為66Oppm。通過圖中清晰的干涉峰,表明外延層的質(zhì)量很好。圖3-10是GaInP材料的PL測(cè)試譜,其峰值波長(zhǎng)為“⒍m,半寬為17.6nm。