การปลูกผลึกแกลเลียมอาร์เซไนด์แบบเอพิแทกซีจากเฟส ของเหลวในชุดอุปกรณ์แนวดิ่ง

Abstract

ชั้นเอพิแทกซีเฟสของเหลวของแกลเลียมอาร์เซไนด์ได้ถูกปลุกขึ้นบนซับสเตรตแกลเลียมอาร์เซไนด์ที่มีพื้นผิวเป็นระนาบ (100) เตาปลูกชั้นเอพิแทกซีที่ใช้เป็นแบบแนวดิ่ง ชั้นเอพิแทกซีที่มีลักษณะพื้นผิวเรียบที่สุดได้จากการเริ่มให้มีการเกิดผลึกเมื่อสารละลายแกลเลียมเย็นอย่างยวดยิ่ง 1 ถึง 5 °ซ จากอุณหภูมิที่สมดุลเริ่มต้นคือ 792 °ซ อย่างไรก็ดี ฝุ่นละอองและอ็อกไซด์ที่จับผิวหน้า ซับสเตรตก่อนการปลูกผลึกยังผลให้พื้นผิวชั้นเอพิแทกซีทั้งหมดมีลักษณะเป็นหลุมกระจายอยู่ทั่วไป จึงอาจไม่สามารถใช้ประโยชน์จากชั้นที่บางกว่าประมาณ 10 ไมครอนได้ โซลูทัล คอนเวคชั่น ทำให้อัตราการเกิดผลึกมีค่าสูงกว่าอัตราซึ่งทำนายโดยทฤษฎีการแพร่สำหรับสารละลายที่นิ่ง ความหนาของชั้นเอพิแทกซีทำให้ซ้ำกันได้ยาก และความหนาของชั้นเอพิแทกซีที่ตอนล่างของซับสเตรตจะหนากว่าตอนบน โดยไม่ตั้งใจใส่สารเจือปนใด ๆ ลงในสารละลายปรากฏว่าชั้นเอพิแทกซีที่ได้เป็นชนิดเอ็น มีค่าความเข้มข้นและความคล่องตัวของพาหนะโดยประมาณคือ 4.9 x 10¹⁶ ซม.⁻³ และ 6390 ซม.² โวลต์⁻¹วินาที⁻¹ ตามลำดับ