以表面二次諧波分析銀膜鍍於GaAs晶片上之殘存應力

The second harmonic detection of the stress remnant on GaAs substrates deposited with metal films

蔡竣揚(Chun-Yang Tsai)

指導教授 ： 呂助增

國立清華大學/理學院/物理學系/碩士(2008年)

摘要

利用單色光子做為探針不僅不會對物體產生破壞，可隨時檢測不需抽真空，並具有高度的時間與空間的辨識率。而二次諧波在表面的分析手法正是其中一種。

本研究主要利用二次諧波在徑向分佈來檢測成長於GaAs(100)基板之銀薄膜其介面所殘存的微小應力。現今金屬與半導體接觸在元件的製作上是個重要的課題，若能有效的利用二次諧波來檢測介面應力，則能改善金屬膜與半導體接觸的品質，也可判定金屬材料是否和半導體塊材匹配，此將會是一個值得研究的課題。選用銀材料鍍於GaAs(100)基板主要來自於銀和GaAs(100)所產生的二次諧波強度都很大，且銀擁有很好的導電性質，而GaAs為直接能隙之半導體且具有很高的載子遷移率，其在光電元件和高頻元件上應用廣泛。

從實驗發現鍍於GaAs(100)基板的銀薄膜以入射基頻光、反射二次諧波的不同偏振組合觀察到有不對稱的方位角二次諧波強度分佈情形，此情形主要來自於介面應力所造成。應力的產生主要取決於銀和GaAs(100)介面的晶格常數不匹配使得介面產生了大量電偶極的結果。而這個現象在銀薄膜經由真空快速熱退火形成銀顆粒後，觀察不同偏振下方位角的反射二次諧波結果中獲得證實。

實驗中除了分析應力外，也對真空快速熱退火後所形成之顆粒所造成的二次諧波現象做一些探討，此外我們也更精確的修正了金屬膜和半導體在方位角上二次諧波強度分佈的理論公式。

關鍵字

二次諧波 ； 非線性光學 ； 應力 ； 砷化鎵 ； 銀薄膜

並列摘要

無資料

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second harmonic generation ； nonlinear optical ； stress ； GaAs ； silver

參考文獻

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Generation of Optical Harmonics” Phys. Rev. Lett.

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