多结太阳电池用P型锗单晶片去蜡技术研究

在多结太阳电池结构中,P型锗单晶片不仅作为衬底,也是整体电池结构中的一个结。在外延生长过程中,需要进行多次异质外延生长,因此,对P型锗单晶片的表面质量提出了更高的要求。通过对P型锗片去蜡技术的研究,提高了锗片表面质量,降低了外延生长过程中雾缺陷的比例。     

双沟平面掩埋结构SLD的液相外延生长及漏电分析

对液相外延生长的双沟平面掩埋异质结（DCPBH）结构超辐射发光二极管（SLD）双沟内漏电现象进行了理论分析与定量计算。在此基础上通过优化外延结构设计与液相生长参数,得到了电流限制较理想的DCPBH结构。     

浮结位置对4H-SiC浮结结势垒肖特基二极管特性的影响(英文)

同质外延层厚度、铝离子注入深度及光刻偏差会导致4H-SiC浮结结势垒肖特基二极管中浮结位置偏离最优值,器件特性变差。通过数值模拟的方法对浮结横向及纵向位置偏差对其电学特性的影响进行了研究。纵向方向,两个梯形电流分布使得通态比电阻随着浮结由主结向下移动而缓慢增加。击穿电压由距离主结3.5μm处的607V增加到5.6μm处的1 030V。随着浮结进一步向下移动,击穿电压急剧下降,最终保持在550V。这个变化趋势可以通过浮结在漂移区中不同纵向位置的电场分布进行解释。横向方向,浮结与主结对准及交叉放置时电场呈周期性分布且非常均匀,浮结均匀的承担了电压,击穿电压较高。浮结横向偏差时,电流导通路径变长,通态比电阻增加。计算结果表明,浮结与主结对准与交叉放置时Baliga品质因子达到了9.8×109 W/cm2,16%高于1.3μm横向偏差时的8.2×109 W/cm2。因此,4H-SiC浮结结势垒肖特基二极管设计时必须考虑工艺偏差对其特性的影响。     

新型大功率双波长半导体激光器的研制

提出了一种新结构半导体双波长激光器 ,即用隧道结把两个发射不同波长的激光器结构通过外延生长的方法连接起来。通过计算和设计 ,制备了性能良好的大功率激射的双波长半导体激光器。双波长器件的实际激射波长分别为 95 1 nm和 987nm,为基模激射。器件在 5 3 0 m A直流工作时输出功率达到 5 0 0 m W,斜率效率为1 .3 3 W/A。在 2 A电流时功率达 2 .4W,斜率效率为 1 .3 8W/A;3 A电流时功率达 3 .1 W,斜率效率为 1 .2 1 W/A。     

调制掺杂同型结对HB—LED工作电压的影响

根据电化学C－V测量AIGalnP外延片获得的载流子浓度深度分布数据,以及其LED外延片封装后的工作电压,计算了其中N^ －N与P^ －P两种同型结的接触电势差,指出调制掺杂同型结的掺杂浓度分布是影响LED 工作电压的另一大因素,并提出了进一步降低LED工作电压的有效措施。     

Si_(0.2)Ge_(0.8)/Ge异质结的离子束辅助固相外延生长

采用离子束辅助固相外延技术,在Ge基片上制备了SiGe/Ge异质结。利用高分辨透射电镜(HRTEM)、能量散射谱(EDX)、喇曼散射谱对SiGe/Ge异质结的形貌、成分和结构等物理性质进行了表征。还利用上述分析手段研究了固相外延温度对SiGe/Ge异质结中SiGe外延层生长的影响。结果表明,低能条件下(30keV)离子注入有利于形成SiGe外延层;通过对SiGe外延层高分辨晶格像的傅立叶分析得出,900℃下进行固相外延能够有效抑制SiGe外延层中点缺陷的生成;而且利用该技术外延生长的SiGe层完全弛豫。     

PbTe-PbSnTe异质结中的失配位错

液相外延法生长的PbTe-PbSbTe异质结外延层的失配位错已经用腐蚀坑法进行了研究。沿〈100〉方向平行于异质结的失配位错线密度与予期的值很符合。这表明由于PbTe-PbSnTe之间的晶格失配引起的应变因引入失配位错而完全消除。从腐蚀坑的分布,电子探针分析和计算表明,在外延生长时失配位错分布在由锡自扩散所决定的区域中的异质结附近。     

晶格失配对C／BN异质结价带偏移的影响

本文采用Ｌｏｗｄｉｎ微扰原理改进计算效率的局域密度泛函（ＬＤＦ）线性Ｍｕｆｆｉｎ－ｔｉｎ轨道原子球近似（ＬＭＴＯ－ＡＳＡ）能带从头计算方法，以平均键能Ｅｍ作参考能级，计算了以闪锌矿结构氯化硼为衬底外延生长金刚石（Ｃ／ＢＮ）、以Ｃ０．５（ＢＮ）０．５合金为衬底外延生长金刚石与闪锌矿结构氯化硼（ＣＩＢＮ）、以金刚石为衬底外延生长闪锌矿结构氯化硼（Ｃ＼ＢＮ）和金刚石与氮化硼以平均晶格常数匹配生长（Ｃ－ＢＮ）等四种不同情况下，宽禁带半导体异质结Ｃ／ＢＮ的价带偏移△Ｅｖ值，结果分别为１．５０５、１．４９４、１．３８     

竖直液相外延炉生长Pb_(1-x)Sn_xTe/PbTe_(1-y)Se_y晶格匹配异质结激光器

本文根据Vagard定律,得到了Pb_(1-x)Sn_xTe/PbTe_(1-y)Se_y异质结晶格匹配条件,设计了生长参数,首次采用竖直液相外延炉生长了Pb_(1-x)Sn_xTe/PbTe_(1-y)Se_y品格匹配异质结,并制成了二极管激光器。     

耗尽型选择性掺杂异质结晶体管

设计和研制了耗尽型选择性掺杂异质结晶体管。外延选择性掺杂材料是由本所Fs-Ⅲ型分子束外延炉生长的。制作器件的材料在室温下,霍尔测量的电子迁移率为6500cm2/vs,二维薄层电子浓度ns=91011cm2。在77K时n=75000cm2/vs。测量了具有栅长1.21.5m,栅宽2180m耗尽型异质结器件的直流特性和器件的跨导,室温下gm=110～130ms/mm,而低温77K时,可达到200ms/mm。     

用于HBT的AlGaAs/GaAs MOVPE材料

通过LP-MOVPE研制了实用化的AlGaAs/GaAsHBT材料。采用CCl4作为P型掺杂剂进行基区重掺杂。所作HBT增益为20～35,截止频率fT>50GHz,最大振荡频率fmax>60GHz,X波段功率HBT输出功率大于5W。     

碳掺杂AlGaAs的MOCVD生长及808 nm大功率激光器

用 CCl4 作为掺杂剂 ,进行了掺碳 Al Ga As层的 LP-MOCVD生长 ,并对其掺杂特性进行了研究 ,分析了各生长参数对掺杂的影响 ;研制了碳掺杂 Al Ga As限制层 80 8nm大功率半导体激光器 ;激光器单面连续波输出功率大于 1 W,功率效率为 0 .7W/ A。     

InGaAs/GaAs/AlGaAs应变量子阱激光器

优化设计了既能实现较小垂直方向远场发散角,又能降低腔面光功率密度的ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ应变层量子阱激光器,并计算了该结构激光器实现基横模工作的脊形波导结构参数。利用分子束外延生长了ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ应变量子阱激光器材料并研制出基横模输出功率大于１４０ｍＷ,激射波长为９８０ｎｍ的脊形波导应变量子阱激光器,其微分量子效率为０．８Ｗ／Ａ,垂直和平行结平面方向远场发散角分别为２８°和６．８°     

MOCVD生长GaAs/AlGaAs量子阱研究

利用常压MOCVD技术在较低生长速率下生长出多种GaAs/AlGaAs多量子阱结构材料,利用低温PL谱和TEM对材料结构进行了表征。所得势阱和势垒结构厚度均匀平整,最窄阱宽为1.8nm。本研究表明,低速率(γ≤0.5nm/s)连续生长工艺能够避免杂质在界面富集,优于间断生长工艺,且在掺si n~+-GaAs衬底上所得量子阱发光强度高于掺Cr SI-GaAs衬底上的结果。     

Etching behavior of GaAs/AlGaAs multilayer structure during laser beam scanning

The thermochemical etching behavior of GaAs/AlGaAs multilayer structure during laser beam scanning has been studied. The etch rate changes between GaAs and AlGaAs epilayers as the etching process proceeds through the layered sample. The phenomenon can be explained by the difference of thermal parameters of the heterojunction interface. The local temperature rise from laser irradiation has been calculated to investigate etching characteristics for GaAs and AlGaAs. It is concluded that the good thermal confinement at GaAs/AlGaAs interface produces the wider etch width of GaAs layer than that of AlGaAs layer in GaAs/AlGaAs multilayer. The maximum etch rate of the GaAs/AlGaAs multilayer was 32.5 μm/sec and the maximum etched width ratio of GaAs to AlGaAs was 1.7.     

AlInGaAs/AlGaAs应变量子阱增益特性研究

采用Shu Lien Chuang方法计算了AlInGaAs/AlGaAs应变引起价带中重、轻空穴能量变化曲线,在Harrison模型的基础上详细地计算了AlInGaAs/AlGaAs和GaAs/AlGaAs量子阱电子、空穴子能级分布并且进一步研究了这两种材料在不同注入条件下的线性光增益.进一步计算比较可以得出AlInGaAs/AlGaAs应变量子阱光增益特性要优于GaAs/AlGaAs非应变量子阱增益特性,因此AlInGaAs/AlGaAs应变量子阱半导体材料应用于半导体激光器比传统GaAs/AlGaAs材料更具优势.     

MOCVD在位监测技术及其在VCSEL研制中的应用

使用MOCVD技术生长了 980nmVCSEL ,在GaAs/AlGaAsDBR对的生长过程中通过相干反射率测量方法实现了在位监测和实时校正生长。白光反射谱测量结果表明通过上述手段准确控制了外延层的光学厚度。外延生长结束后 ,制备了 980nmVCSEL ,器件在室温下连续工作 ,输出功率为 7.1mW ,激射波长为 974nm ,斜率效率为 0 .4 6 2mW/mA。     

Self-limiting OMCVD growth of GaAs on V-grooved substrates with application to InGaAs/GaAs quantum wires

We demonstrate that the formation of GaAs quantum wires on self-limiting AlGaAs grown on V grooves occurs via a transient increase of the growth rates in a set of different nanofacets. Upon growth of sufficiently thick layers on AlGaAs, the GaAs surface reaches a self-limiting profile as well, through an equalization of the relative growth rates on these facets. Atomic force microscopy studies show that the step density in the facets along the groove evolves with GaAs thickness in the same way as the facets extension, thus suggesting a role of the step distribution in the establishment of the self-limiting profiles. The self-limiting GaAs groove profile is much broader than the AlGaAs one at corresponding growth temperatures; however, it can be sharpened down to a radius of curvature of 5 nm for T = 550°C. Under these conditions, GaAs was successfully used as a barrier material for growing vertical arrays of self-ordered InGaAs wires.     

Seeded self-ordering of GaAs/AlGaAs quantum wires on non-planar substrates

Self-ordering of GaAs/AlGaAs quantum wires grown by organometallic chemical vapor deposition on grooved substrates was studied. The evolution of the surface profile at the corner between two quasi-{111}A planes was evaluated using cross-sectional transmission electron microscopy. The radius of curvature at the corner exhibits a reproducible, self-limiting value of 7.7 ± 0.7 nm, which increases linearly during subsequent growth of GaAs layers and decreases exponentially to its self-limiting value during further growth of AlGaAs layers. This provides the basis for the self-ordering of periodic, vertically stacked arrays of quantum wires with virtually identical shape, size and composition.     

Transport parameters and optical properties of selectively doped Ga(Al)As/Zn(Mn)Se heterovalent structures with a two-dimensional hole channel

The growth of III–V/II–VI:Mn heterostructures with a high hole concentration in the AlGaAs:Be/GaAs/AlGaAs 2D channel situated in the immediate vicinity of the AlGaAs/Zn(Mn)Se heterovalent interface by molecular-beam epitaxy is reported. Despite the decrease in the hole concentration in the GaAs channel upon a decrease in the distance between the channel and the heterovalent interface, the hole concentration reaches a value of 1.5 × 10¹³ cm^?2 at a temperature of 300 K even at the minimum distance of 1.2 nm. Deep profiling by dynamic secondary-ion mass spectrometry confirmed the back diffusion of Mn from ZnMnSe into the III–V part. High hole concentration and the presence of magnetic manganese ions in the GaAs conduction channel determine the interest in the structures as possible objects in which the effect of magnetic ordering in heterogeneous semiconductor systems can be studied.