【摘 要】
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本论文借助高分辨电子显微像(简称为高分辨像)图像处理方法研究了较大失配的半导体异质外延界面的失配位错,得到了原子分辨率的结构模型并探讨了失配界面的应变弛豫。
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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本论文借助高分辨电子显微像(简称为高分辨像)图像处理方法研究了较大失配的半导体异质外延界面的失配位错,得到了原子分辨率的结构模型并探讨了失配界面的应变弛豫。
研究了分子束外延AlSb/GaAs(100)界面(失配度约为8％)。通过高分辨像的解卷处理得到反映结构的解卷像,并将像的分辨率提高至电镜的信息极限。解卷像上确定出AlSb/GaAs粗糙界面的失配位错核心结构,其中90°位错为6-8环结构,60°位错为glide型(额外半原子面终端为As原子),给出了界面结构的原子模型。此外,用几何相位方法分析和讨论了界面和位错核心的应变分布。
研究了大气压化学气相沉积法生长的3C-SiC/Si(001)界面(失配度约为20％)。解卷像上确定出界面上存在90°Lomer位错、60°全位错和90°不全位错。进一步在原子分辨率水平上确定Lomer位错同时存在两类不同结构；60°全位错为shuffle型；90°不全位错为终止于C原子的单周期重构结构。通过分析界面结构的原子模型,认为在外延过程中界面的应变弛豫借助于生长的非滑移型全位错(包括90°Lomer位错和shuffle型60°全位错)和90°不全位错(伴随堆垛层错)。
模拟了含shuffle和glide型60°失配位错的3C-SiC/Si界面高分辨像,并分析了它们的解卷像,弄清了区分此二类60°位错的必要条件。得出的结论是,只有当电镜的信息极限值小于(004)的晶面间距,即004衍射束参与成像时,才可以通过解卷处理区分两类60°位错。并且通过对一张3C-SiC/Si界面球差校正电镜实验像的解卷处理确定两个60°失配位错的类型为shuffle型。
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