不同Ⅴ/Ⅲ族元素比对m面GaN薄膜性能的影响?

采用分子束外延( MBE)方法在蓝宝石衬底上外延生长m面GaN薄膜。利用原子力显微镜( AFM)、扫描电子显微镜( SEM)分析薄膜表面形貌,发现Ⅴ/Ⅲ族元素比从1∶80降低到1∶90时,外延膜表面均方根粗糙度从13.08 nm降低到9.07 nm。利用光谱型椭偏仪研究m面GaN薄膜,得到了m面GaN薄膜的厚度、折射率和消光系数。拟合结果显示,GaN样品厚度和理论值一致,且Ⅴ/Ⅲ族元素比为1∶90时,所得外延膜折射率较低,透射率大。两种测试方法表明,Ⅴ/Ⅲ族元素比较小的样品晶体质量高。     

利用MOVPE选区外延生长InGaAsP

研究了利用低压MOVPE宽条(15μm)选区外延生长InGaAsP的性质.研究了生长速率、厚度增强因子、带隙调制、组分调制随着生长条件如掩模宽度、生长压力、Ⅲ族源流量的变化规律,给出了合理的解释.同时研究了不同Ⅴ/Ⅲ比下选择性生长InGaAsP表面尖角的性质.     

GaSb衬底上InAsxSb1-x合金的低压MOCVD生长和表征

采用自制的低压金属有机化学气相淀积设备,用三甲基镓、三甲基铟作为Ⅲ族源,三甲基锑和砷烷作为Ⅴ族源在(100)面GaSb和GaAs单晶衬底上分别外延生长了InAsSb材料.用X射线双晶衍射、原子力显微镜、扫描电镜和电子探针能谱仪等对材料特性进行了表征,研究了生长温度、Ⅴ/Ⅲ比、过渡层等生长参数对外延层质量的影响.获得了与GaSb衬底晶格失配度为0.4%的表面光亮且晶体质量较好的InAs0.85Sb0.15外延层.     

GaSb衬底上InAsxSb1-x合金的低压MOCVD生长和表征

采用自制的低压金属有机化学气相淀积设备,用三甲基镓、三甲基铟作为Ⅲ族源,三甲基锑和砷烷作为Ⅴ族源在(100)面GaSb和GaAs单晶衬底上分别外延生长了InAsSb材料.用X射线双晶衍射、原子力显微镜、扫描电镜和电子探针能谱仪等对材料特性进行了表征,研究了生长温度、Ⅴ/Ⅲ比、过渡层等生长参数对外延层质量的影响.获得了与GaSb衬底晶格失配度为0.4%的表面光亮且晶体质量较好的InAs0.85Sb0.15外延层.     

Hg_(1-x)Cd_xTe液相外延工艺进展

本文通过三种液相外延炉的比较以及液相外延与有机金属气相外延的比较,扼要评述了国外Hg_(1-x)Cd_xTe液相外延工艺的现状。国外研究者借鉴Ⅲ—Ⅴ族材料液相外延技术在Ⅱ—Ⅵ族材料Hg_(1-x)Cd_xTe的生长研究中作了广泛的开发性工作,取得了一批成果,使Hg_(1-x)Cd_xTe液相外延工艺初具规模。较为成功的富Te熔体滑块工艺和富Te熔体浸渍工艺有待进一步完善,提高生长条件的可控性和外延材料性能的重复性,仍然是一个长期的任务。     

Ⅴ/Ⅲ族气体源流量比对AlGaInP材料MOCVD外延生长的影响

用MOCVD系统外延生长AlGaInP材料时往往要通入过量的PH3来获得足够大的Ⅴ/Ⅲ族气体源流量比,以便得到高质量的晶体结构.分别采用1 000 ml/min和400 ml/min 的PH3流量(对应的Ⅴ/Ⅲ比分别为723和289),利用低压金属有机物化学气相沉积(LP-MOCVD)系统生长了AlGaInP材料,并使用MOCVD在位监测(in-situ)软件、X射线双晶衍射仪以及光荧光测试系统等对样品进行了测量分析.发现Ⅴ/Ⅲ比不但会影响AlGaInP材料的生长速度,对外延材料与衬底GaAs的晶格失配度和材料的光学特性也有影响.     

Ⅲ-Ⅴ族化合物超薄层外延生长新技术——原子层外延

本文概述了Ⅲ-Ⅴ族化合物原子层外延(ALE),重点介绍了脉冲喷射(PJ)-ALF、氯化物-ALE和增强迁移外延(MEE)。ALE生长层厚度对生长参数,如源气体分压、生长温度和生长时间都不敏感,主要取决于ALE周期数目,因此ALE又称“数字外延”。与传统的MBE和MOCVD相比,ALE具有生长层厚度更均匀、缺陷密度更低、选择外廷中无边缘生长以及侧壁外延可控制到单原子层等优点。文中还讨论了ALEⅢ-Ⅴ族化合物电学性能和应用。     

RF-MBE生长的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管特性

用射频分子束外延技术研制出了室温迁移率为10 35 cm2 /(V·s) ,二维电子气浓度为1.0×10 1 3cm- 2 ,77K迁移率为2 6 5 3cm2 /(V·s) ,二维电子气浓度为9.6×10 1 2 cm- 2 的Al Ga N/Ga N高电子迁移率晶体管材料.用此材料研制的器件(栅长为1μm,栅宽为80μm,源-漏间距为4μm )的室温非本征跨导为186 m S/m m,最大漏极饱和电流密度为92 5 m A/m m,特征频率为18.8GHz.     

大应变InGaAs/GaAs/AlGaAs微带超晶格中波红外QWIP的MOCVD生长

基于中波红外(峰值响应波长4.5μm)量子阱红外探测器QWIP进行了大应变In0.34Ga0.66As/GaAs/Al0.35Ga0.65As微带超晶格结构的MOCVD外延生长研究。通过对生长温度、生长速率、Ⅴ/Ⅲ比以及界面生长中断时间等生长参数的系统优化,获得了高质量的外延材料。     

RF-MBE生长的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管特性

用射频分子束外延技术研制出了室温迁移率为1035cm2/(V·s),二维电子气浓度为1.0×1013cm-2,77K迁移率为2653cm2/(V·s),二维电子气浓度为9.6×1012cm-2的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管材料.用此材料研制的器件(栅长为1μm,栅宽为80μm,源-漏间距为4μm)的室温非本征跨导为186mS/mm,最大漏极饱和电流密度为925mA/mm,特征频率为18.8GHz.     

Ⅲ-Ⅴ族半导体材料外延及其物理化学

<正>——本文概述了近年来Ⅲ-Ⅴ族半导体材料的外延,特别是有关电外延,金属有机化合物和分子束外延的国内外发展动态及其应用;同时也简要地介绍了Ⅲ-Ⅴ族化合物外延的物理化学.     

InP外延材料的MBE生长模式

采用固态磷源分子束外延技术,在不同的生长条件下生长了InP外延材料,并用原子力显微镜对样品表面形貌进行了系统研究.实验结果表明,样品表面形貌的显著变化与生长模式发生变化有关;二维(2D)生长模式和三维(3D)生长模式之间存在转换的临界工艺条件.通过对实验数据的分析,绘制了InP外延生长模式对应工艺条件的区域分布图;在2D生长区域获得了高质量的InP/InP外延材料.     

InP外延材料的MBE生长模式

采用固态磷源分子束外延技术,在不同的生长条件下生长了InP外延材料,并用原子力显微镜对样品表面形貌进行了系统研究.实验结果表明,样品表面形貌的显著变化与生长模式发生变化有关;二维(2D)生长模式和三维(3D)生长模式之间存在转换的临界工艺条件.通过对实验数据的分析,绘制了InP外延生长模式对应工艺条件的区域分布图;在2D生长区域获得了高质量的InP/InP外延材料.     

Ⅲ Ⅴ族半导体外延新工艺

GaAS、Inp等Ⅲ-Ⅴ族化合物华寻体材料广泛地用于制备光电二极管、激光器、太阳电池、传感器、微波器件和集成电路等.在制备中外延工艺常常是不可少的.尤其在一些新型器件诸如HEMT器件、HBT(异质结双极晶体管)、量子阱激光器和超晶格器件的研制中更是如此.目前,除采用传统的VPE、LPE工艺进行Ⅲ-Ⅴ族半导体的薄膜生长外,更多地注意应用一些外延新工艺进行生长,以便获得新型器件研制所要求的超薄层和多层的组合材料.     

基于碳掺杂InGaAs材料的InP DHBT分子束外延生长研究

采用固态源分子束外延系统(SSMBE),以四溴化碳(CBr₄)作为碳掺杂源,研究基于碳掺杂InGaAs材料的InP双异质结双极晶体管(DHBT)分子束外延生长工艺。通过In原子补偿工艺,补偿基区InGaAs材料中被CBr₄刻蚀的In原子,调整In组分使InGaAs-C外延层与InP衬底晶格匹配。通过界面层Ⅴ族元素切换工艺,减少InP/InGaAs界面层四元合金材料的形成,避免四元合金界面对后续湿法工艺的影响,降低材料表面粗糙度。利用优化后的材料外延工艺,得到表面颗粒密度为15/cm²,基区InGaAs-C材料P型掺杂浓度为5.25×10¹⁹cm^-3,方阻非均匀性为0.5%的InP基DHBT完整结构材料,利用0.7μm InP DHBT工艺平台,得到增益为41、击穿电压为4 V、截止频率为341 GHz、最大震荡频率为333 GHz的InP基DHBT器件。     

MBE/FW-Ⅲ型分子束外延设备

<正> 封面照片为MBE/FW—Ⅲ型分子束外延炉,是由中国科学院沈阳科学仪器厂与物理研究所联合研制的新型分子束外延装置。该设备采用了三室结构、空气闭锁换样、水平束源与炉温和快门计算机控制等新结构。外延生长室的真空度优于2×10~(-10)mmHg,可进行2英寸大片的Ⅲ—Ⅴ族化合物多层异质结材料生长。使用该设备生长的调制掺杂AlGaAs/GaAs的     

MBE生长的跨导为186mS/mm的AlGaN/GaN HEMT

用分子束外延 ( MBE)技术研制出了 Al Ga N/Ga N高电子迁移率晶体管 ( HEMT)材料 ,其室温迁移率为 10 35cm2 /V· s、二维电子气浓度为 1.0× 10 13 cm - 2 ;77K迁移率为 2 6 53cm2 /V· s、二维电子气浓度为 9.6× 10 12 cm- 2 。用此材料研制了栅长为 1μm、栅宽为 80μm、源 -漏间距为 4μm的 Al Ga N/Ga N HEMT,其室温最大非本征跨导为 186 m S/mm、最大漏极饱和电流密度为 92 5m A/mm、特征频率为 18.8GH z。另外 ,还研制了具有 2 0个栅指 (总栅宽为 2 0× 80μm =1.6 mm )的大尺寸器件 ,该器件的最大漏极饱和电流为 1.33A。     

分子束外延AlGaN/GaN异质结场效应晶体管材料

用自组装的氨源分子束外延 (NH3-MBE)系统和射频等离子体辅助分子束外延 (PA-MBE)系统在 C面蓝宝石衬底上外延了优质 Ga N以及 Al Ga N/Ga N二维电子气材料。Ga N膜 (1 .2 μm厚 )室温电子迁移率达3 0 0 cm2 /V· s,背景电子浓度低至 2× 1 0 1 7cm- 3。双晶 X射线衍射 (0 0 0 2 )摇摆曲线半高宽为 6arcmin。 Al Ga N/Ga N二维电子气材料最高的室温和 77K二维电子气电子迁移率分别为 73 0 cm2 /V·s和 1 2 0 0 cm2 /V· s,相应的电子面密度分别是 7.6× 1 0 1 2 cm- 2和 7.1× 1 0 1 2 cm- 2 ;用所外延的 Al Ga N/Ga N二维电子气材料制备出了性能良好的 Al Ga N/Ga N HFET(异质结场效应晶体管 ) ,室温跨导为 5 0 m S/mm(栅长 1 μm) ,截止频率达 1 3 GHz(栅长 0 .5μm)。该器件在 3 0 0°C出现明显的并联电导 ,这可能是材料中的深中心在高温被激活所致     

在硅衬底上直接生长Ⅲ—Ⅴ族化合物半导体器件的进展

本文介绍目前国外直接在 Si(100)衬底上异质外延生长以 GaAs 为代表的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料和器件的进展。     

金属有机物气相外延(Mo-CVD)工艺的研制现状和发展动向

一、Mo-CVD工艺发展简史气相外延制备Ⅲ-V族化合物最常用的方法是氯化物输运系统.自65年以来,国内外对此系统已进行了大量研究,当前已成功地用于制备各种微波、光电等器件所需的薄层材料.然而,氯化物输运系统本身的反应及其控制均较复杂,工艺的重复性,可控性亦较差,反应过程有腐蚀性气体,故难于生长异质外延膜.1969年H.M.Manasiver等从硅烷热分解制备兰宝石-硅异质外延中所得到的启示,首次提出采用挥发性的金属有机镓-三甲基镓(TMG)作为镓源.以气体AsH_3作为砷源,高频感应加热石墨基座,成功地在兰宝石或尖晶石衬底上生长了GaAs外延