Abstract
由於MOCVD 制程具有可量產之潛力，及異質磊晶成長的易於達到材料及元件混成的目的。因此吾人針對MOCVD 方法生長CdTe/GaAs 磊晶，進行完整性的研究，期望能了解CdTe成長機構，俾能對日后磊晶技術的發展提供更深層一了解與幫助。在理論計算方面吾人利用傳統熱力學的自由能最小化原理，可以預估於一個復雜的M-OCVD反應系統內，生長HgCdTe時，在熱力學平衡的狀況下，必須以何種進料濃度才能獲得預期的組成.吾人并且成功地將傳統化工熱力學的計算方法,推展至缺陷熱力學的計算上,并可獲得多相,多成份(包括缺陷物質)在各個平衡狀態下的濃度。在實驗方面，吾人以二甲基匐及二乙基碲為反應物在(100)GaAs 及(111)GaAs 基板上成長磊晶，并且觀察到CdTe磊晶在(111) GaAs上的生長速率比在(100) GaAs上快約1倍, 此一生長速率的差距, 主要是由於不同晶面的層間距不同, 以及二者表面原子鏈結方式不同, 致命名表面反應程序不同所造成。在(100) GaTe的生長系統中, 當吾人增加DMCd的進產量時, 生長速率仍保持不變, 但是若反過來增加DETe的進料量時，生長速率會隨著增加，直到DETe/DMCd >3時，才達到一個飽和的狀態，這是由於DETe的擴散速率及吸附力較DETe小所造成的。另一方面生長速率也隨著磊晶厚度的增加而增加，這是由於磊晶內部由界面上晶格不匹配及次晶粒界所造成的差排密度，會隨著磊晶厚度的增加，晶格不匹配漸漸消失，另一方面次晶粒擴大，次晶粒界減少也使差排密度減小，而促成生長速率的增加。在(111) CdTe/ (111) GaAs的成長系統中，吾人可觀察到兩種不同的生長機構。主要的原因是由於生長溫度不同，造成提供堆詁原子的量及表面擴散速率不同所致。這種生長機構的變化，并且可以在表面型態，雙晶X-光繞射的半高寬及磊晶本身面間距的變化獲得印證。由DCRC測量，并可獲知磊晶內部的差排密度及甲面晶格不匹配所引起的應變，將隨著磊晶厚度的增加而減少。