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InP/GaAs和GaAs/Si靠大失配异变外延实现的不同体系材料的结合,能推进光电子集成(OEIC)技术的发展。其中InP/GaAs能把InP的优异光电性质集成到发展成熟、尺寸大、价格较低的GaAs上,并克服InP材料的价格高和机械强度差的缺点。同时,GaAs/Si能充分地利用Si衬底的大尺寸成本低的优势,以及Si作为集成技术高度成熟的特点。然而,InP/GaAs间存在3.8%的晶格失配度和GaAs/Si间存在4.1%的晶格失配度,这么大的失配度导致外延层中位错密度高达108-109/cm2,严重地影响了异变外延材料的晶体质量。因此,急需一种快速、清晰、准确的位错表征技术用来评估异变外延材料的位错密度,进而优化异变外延生长工艺。目前,位错表征的技术主要有：透射电子显微镜(TEM)、湿法化学腐蚀法、X射线衍射以及光致发光(PL)。其中TEM和湿法化学腐蚀法都属于直接的位错表征技术,但TEM测试制样复杂、耗时且测试费用高,而湿法化学腐蚀法以成本低廉、操作简单等特点而备受关注。本论文研究采用湿法化学腐蚀法在InP和GaAs单晶衬底获得腐蚀坑形貌,进而通过湿法腐蚀获得的腐蚀坑对MOCVD生长的InP/GaAs与GaAs/Si异变外延片的位错特性进行表征。本论文的主要研究工作和成果如下：1.用HBr(含量≥40%)溶液和Huber (HBr:H3PO4=1:2)溶液对美国AXT公司的InP(100)单晶衬底进行腐蚀,得到的InP单晶衬底的最佳腐蚀条件是：采用HBr溶液、腐蚀温度19℃、腐蚀时间120s、腐蚀深度7.2μm、腐蚀过程中用玻璃棒进行搅拌。在光学显微镜200倍下观察发现：InP腐蚀坑为方形锥坑,腐蚀坑密度2×102/cm2。2.测定了HBr溶液、不同稀释比的HBr(HBr:H2O=3:1和HBr:H2O=5:1)溶液和Huber溶液对InP的腐蚀速率,并用来对GaAs(100)衬底上生长的1.16μm厚异变InP外延层进行腐蚀,得到的InP/GaAs异变外延片的最佳腐蚀条件是：腐蚀前用稀盐酸去除外延片表面的氧化层并超声洗涤,采用Huber溶液、腐蚀温度19℃、腐蚀时间90s、腐蚀深度600nm、腐蚀过程中用玻璃棒进行搅拌。采用扫描电子显微镜(SEM)观察发现：异变InP腐蚀坑为多边形坑,腐蚀坑直径范围为500nm-2000nm,腐蚀坑密度108/cm2量级。3.用熔融的分析纯KOH对GaAs(100)单晶衬底进行腐蚀,得到的GaAs单晶衬底的腐蚀结果是：GaAs腐蚀坑为六边形锥坑,腐蚀坑密度7×102/cm2。4.测定了熔融KOH对GaAs的腐蚀速率,并用来对Si(100)衬底上生长的1.93μm厚异变GaAs外延层进行腐蚀,得到的GaAs/Si异变外延片的最佳腐蚀条件是：腐蚀温度330℃,腐蚀时间180s,腐蚀深度300nm。采用扫描电子显微镜(SEM)观察发现：异变GaAs腐蚀坑为凹陷的深坑,腐蚀坑直径范围为150nm-650nm,腐蚀坑密度108/cm2量级。