在实际材料生长中,有源层与衬底间不可能实现完全晶格匹配,如果失配太大且超过临界厚度,就会产生位错,降低材料的辐射复合效率。 AAT2603INJ-1-T1由于衬底和外延层材料间的热胀系数的差异,在外延生长条件下和室温下两者的晶格失配情况是不同的。图3-8给出了室温及7O0℃的生长条件下,GalIn1丿P和GaAs的晶格常数囵,其中Ga,In1vP的热胀系数由表3-1中的值查表得到。由图可见,GaAs的热胀系数大于GaInP的热胀系数,对于在⒛0℃下与GaAs晶格匹配的G%In1vP材料,当温度降至室温25℃时,其晶格常数比GaAs的大,为压应变材料。反之,对于室温下与GaAs晶格匹配的G刂n1丿P材料,在外延生长时其晶格常数小于GaAs的值,为张变材料。

   现在的问题是,我们应该让外延层与衬底在外延生长时晶格匹配,还是在室温下满足晶格匹配呢?答案是前者。如果是后者,则在材料生长时外延层中产生张应变,很容易产生位错,这些位错在生长结束后是不能消除的。而对于外延生长时与GaAs晶格匹配的GalIn1丿P,在室温下虽然存在压应变,只要将外延层控制在临界厚度以下,即可避免位错的产生。对于其他组分的AlGaInP材料,可以得到相似的结果。因此,在室温下用XRD对外延层进行测试表征时,GaAs衬底上的AlGaInP材料应表现为正失配,且失配度一般控制在1000ppm以下。图3-9是在GaAs衬底上外延GaInP的XRD坝刂试结果。GaInP峰位于GaAs峰左侧171弧秒处,表明是正失配,失配度为66Oppm。通过图中清晰的干涉峰,表明外延层的质量很好。图3-10是GaInP材料的PL测试谱,其峰值波长为“⒍m,半宽为17.6nm。