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Thermal stress reduction of gaas epitaxial growth on V-groove patterned si substrates

Chinese Physics B 2021年第1期30卷 359-364页

作者：杨泽园王俊武国峰黄永清任晓敏季海铭罗帅 State Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications Beijing University of Posts and TelecommunicationsBeijing 100876China Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China

We investigate the thermal stresses for gaas layers grown on V-groove patterned si substrates by the finite-element method. The results show that the thermal stress distribution near the interface in a patterned substrate is nonuniform,which is far different from that in a planar substrate. Comparing with the planar substrate, the thermal stress is significantly reduced for the Ga As layer on the patterned substrate. The effects of the width of the V-groove, the thickness, and the width of the siO_(2) mask on the thermal stress are studied. It is found that the siO_(2) mask and V-groove play a crucial role in the stress of the Ga As layer on si substrate. The results indicate that when the width of V-groove is 50 nm, the width and the thickness of the siO_(2) mask are both 100 nm, the Ga As layer is subjected to the minimum stress. Furthermore,Comparing with the planar substrate, the average stress of the Ga As epitaxial layer in the growth window region of the patterned substrate is reduced by 90%. These findings are useful in the optimal designing of growing high-quality Ga As films on patterned si substrates.

关键词： gaas on si thermal stress V-groove finite-element method

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