数字器件用Ⅲ-Ⅴ族化合物

国际半导体工艺指南（ITRS）的组织者们，迄今仍主要关注SiCMOS器件，但也在考虑非数字、非Si器件的应用，例如，无线通信。就数字电路来说，HRS的组织者们也不得不寻找Si以外的材料，在ITRS的最新版（2005年版）中，有这样的评论：随着本“指南”接近末期，器件将按准弹道模式工作，其电流增益将按与目前所知不同的参数得以增强，实际上碳纳米管、纳米线和其它高输运沟道材料（例如，Ge、Si衬底上的Ⅲ-Ⅴ族化合物薄膜沟道）是需要的。这一陈述是记载在“长期指南（2014-2020年）”部分。“准弹道”意味着载流子平均自由程和驰豫时间达到器件特征尺寸量级和工作频率量级。同时需建立新的电荷输运物理模型。     

Ⅲ-Ⅴ族半导体发光材料的新进展

本文首先介绍Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体发光二极管的特性,以及它们在各个领域里的应用前景,重点评述了国内外发光二极管主要材料:GaAsP、GaP的制备工艺、材料性能和现有水平。报导了近期国外一些新材料,新工艺的发展动向,在评价国内红光材料的发展趋势时,对比了GaAsP和Al_xGa_(1-x)As材料工艺特点、发光效率和产品成本。认为Al_xGa_(1-x)As有可能逐渐取代数年前发展起来的GaAsP。绿光材料主要介绍了绿光二极管用GaP材料外延工艺的新进展,最后介绍GaN蓝光材料,它近来也有较大突破。     

Ⅲ-Ⅴ族三元体衬底生长工艺

对三元合金衬底的研究已有40年的历史，但至今没有商品化材料，而利用具有“可变”晶格常数和带隙的三元衬底有利于提高器件性能、简化制造工序、降低制造成本。开发出直径≥50mm Ⅲ-Ⅴ族三元衬底生长工艺并达到：1，晶片上组分均匀性好于0．5%mol；2，缺陷密度低：无夹杂，无多相区，无裂纹，EPD（100cm^-2；3，有可调整的电学和光学性质；     

Ⅲ—Ⅴ族化合物半导体

由元素周期表中Ⅲ族元素和Ⅴ族元素所组成的半导体称为Ⅲ—Ⅴ族化合物半导体。其中,研究较多的是GaAs、GaP、InP和InSb。GaAs是目前应用最广的Ⅲ—Ⅴ族化合物半导体。GaAs主要用于微波器件、激光器件和红外光源、太阳电池以及作为其他外延材料的衬底;GaAs主要用于发光二极管;InP主要用于霍耳器件。研究GaAs的历史是比较长的。但真正认为它有用的是1952年由Dr.Welker发现它的半导     

Ⅲ-Ⅴ族MOSFET用于将来的CMOS晶体管

CMOS“享受”了几十年的繁荣,是依靠作为晶体管“本体”的Si这一核心材料以及SiO2栅电介质。近十年来,研发的焦点关注到引入新材料,如SiGe（作为P沟道晶体管的欧姆接触区）和铪基栅电介质以提高器件性能和能量效率。用别的材料作为沟道材料可能使CMOS发生革命性变化,如选用Ge材料,甚至石墨烯。     

超高真空条件下NEAⅢ-Ⅴ族半导体光电阴极的工艺与性能的研究

介绍对GaAs及1.25μm InGaAsPⅢ-Ⅴ族半导体光电阴极的激活工艺及其性能的初步研究结果。全部采用国产超高真空系统,真空度优于8×10~(-8)Pa。在真空系统中激活的GaAs(Cs,O)光电阴极的积分灵敏度约为550μA/lm,InGaAsP(Cs,O)光电阴极在1.06μm处的量子效率为0.4%。用2.06μm波长(禁带宽度E_(?)=1.25μm)、ns量级脉宽的Er,Tm,Ho:YLF激光作激发源在GaAs(Cs,O)光电阴极中实现了三光子光电发射。在液氮温度下测得的数据与室温下测得的数据相吻合,证明热发射相对于三光子光电发射可以忽略。     

离子刻蚀Ⅲ-Ⅴ族半导体材料的损伤机理

采用感应耦合等离子体（ICP）刻蚀技术对InGaN／AlGaN、InAsP／InP应变多量子阱和InAsP／InGaAsP应变单量子阱进行了系统研究，光致发光特性分析表明轻度离子刻蚀后量子阱发光强度得到显著增强，导致发光效率增强的物理机理是：干法刻蚀一方面使量子阱表面变粗糙，使出射光逃逸几率增大；另一方面Ar离子隧穿引起的量子阱内部微结构变化则是发光效率提高的主要原因。     

Ⅲ-Ⅴ族化合物与CMOS：逻辑的选择？

如果你想了解SiCMOS工艺的将来，那么IEDM（国际电子器件会议）是值得一去的“地方”。IEDM每年12月份交替在华盛顿和旧金山举行，已有50多年的历史了。一些关键性的半导体工艺常常在该会议上“出现”。2007年会议的与会者又在共同关注微电子工艺中的一个最大的问题——如何为Si逻辑（工艺）寻找一个“替代品”。此次会议上化合物半导体受到极大关注。     

原子层外延生长Ⅲ-Ⅴ族化合物薄膜机理的研究进展

介绍了用于外延生长Ⅲ-Ⅴ族化合物薄膜的原子层外延(ALE)的国内外进展。以GaAs为例,讨论了ALE生长Ⅲ-Ⅴ族化合物的表面反应机理。GaAs的ALE表面反应机理主要有两种:一种是吸附质阻挡机理,即Ga-(CH3)3在表面发生热解,最终Ga(CH3)x(x=1或2)在表面吸附,依靠Ga(CH3)x中CH3的空间位阻效应,表面反应自动停止;另一种是选择性吸附机理,即Ga(CH3)3在表面热解后形成的吸附物质是Ga原子,当表面完全覆盖一层Ga原子,即表面Ga原子饱和,表面反应自动停止。还介绍了ALE生长中的气相反应以及H原子对ALE生长过程的影响。     

硅基沉积氮化镓，碳化硅，Ⅲ-Ⅴ族及其合金材料研究进展

硅基沉积氮化镓,碳化硅,Ⅲ-Ⅴ族及其合金材料是近年来的研究热点．氮化镓,碳化硅及其Ⅲ—Ⅴ材料在光电子和电子元件领域有着广泛的应用．例如大功率,高速器件,大型激光器,紫外探测器等等．尽管硅基片具有低成本,大的尺寸和极好的电热导性能等优点,硅基片仍没有成为氮化镓,     

欧盟将研发Ⅲ -Ⅴ族化合物纳米CMOS用于硅系统级芯片

正未来雷达成像系统和5G通信系统的工作频率更高,在提高精度和数据传输速率的同时,功耗也随之增大。为减小功耗、提高性能、降低成本,欧洲启动下一代高性能CMOS SOC Ⅲ -Ⅴ族化合物纳米半导体集成技术(INSIGHT)项目,重点开发Ⅲ -Ⅴ族化合物CMOS技术。该项目旨在开发硅基Ⅲ -Ⅴ族化合物CMOS制造技术,     

基于气-液-固模式的Ⅲ-Ⅴ族一维半导体纳米线的生长研究概述

Ⅲ-Ⅴ族一维半导体纳米线由于具有独特的性能、丰富的科学内涵而被广泛应用于微机电、光电子、光伏电、传感等方面,并在未来纳米结构器件中占有重要的战略地位,近年来引起了人们极大的兴趣和关注。探索Ⅲ-Ⅴ族一维半导体纳米线新的结构调控手段,研究具有重要应用价值的Ⅲ-Ⅴ族一维半导体纳米线的可控生长方法和技术,从而获得可应用于器件和功能实现的高质量Ⅲ-Ⅴ族一维半导体纳米线是目前各研究组的主要目标。基于气-液-固模式的纳米线生长方法具有对纳米线形貌及晶体质量可控的优点,成为当前制备高质量Ⅲ-Ⅴ族一维半导体纳米线的主要生长技术。催化辅助生长是一种有金属催化剂参与的纳米线生长方式,它可以有效降低反应物裂解能量、提高材料成核质量、控制材料生长方向、提高反应效率、稳定材料晶体结构。自催化生长是指在纳米线生长过程中不添加其他物质作为催化剂,而由反应物自身起催化作用的生长。由于自催化生长在反应过程中未引入其他物质,所以生成物纯度较高。Ⅲ-Ⅴ族异质结构半导体纳米线常具有两种半导体各自不能达到的优良光电特性,其又可划分为纵向异质结构和横向异质结构。Ⅲ-Ⅴ族一维半导体纳米线除了可以在与其自身材料相同的基底表面上生长之外,还可在与其材料不同的基底表面上生长,即在异质基底表面生长。异质基底生长在材料兼容、光电集成等方面具有十分广阔的应用前景。本文对基于气-液-固模式的Ⅲ-Ⅴ族一维半导体纳米线的生长进行了综述,并对近些年基于催化辅助和自催化的纵向异质结构、横向异质结构以及异质基底的成长研究现状进行了总结,为推动Ⅲ-Ⅴ族一维半导体纳米线制备技术的发展提供了参考依据。     

基于Ⅲ-Ⅴ族材料制备的高效多结太阳电池最新技术进展

基于Ⅲ-Ⅴ族材料制备的多结太阳电池由于优越的性能,在空间电源领域和地面聚光方面的应用越来越受到重视.介绍了多结太阳电池的高光电转换效率机理,并从材料选择、结构设计、优化生长工艺等方面讨论了研发Ⅲ-Ⅴ族高效多结太阳电池的实现方案和最新技术进展.重点探讨了采用GaInNAs(Sb)新材料、倒置生长、半导体键合等技术方法.其中,采用半导体键合技术制备的GaInP/GaAs//GaInAsP/GaInAs四结太阳电池光电转换效率为46％,也是目前实验室最高效率.此外,分析了Ⅲ-Ⅴ族高效多结太阳电池的发展方向,并对其前景进行了展望.     

Ⅲ-Ⅴ族(含氮化物)合金体系热、动力学计算机辅助分析系统

本项目以Ⅲ-Ⅴ族合金化合物半导体外延生长工艺设计为应用背景,建立了含Al-Ga-In-N-P-As-Sb-C-H等体系的Ⅲ-Ⅴ族合金化合物半导体热力学数据库。该库具有以下特点:①库中的数据都是根据严格的热力学关系,通过对体系中各种热力学性质和相平衡数据进行自洽性评估,而后取得体系中各相的热力学参数。②入库的数据与国际接轨,特别是与国际上热力学数据专门委员会——欧洲热化学学科组(SGTE)的数据相一致,有利于今后的发展和相互之间的交流;③数据库具有允许扩充、可     

Ⅰ-Ⅱ-Ⅴ族基新型稀磁半导体磁电性质的研究进展

稀磁半导体(Diluted Magnetic Semiconductor,DMS)是一种兼具半导体性与磁性且具有优异独特磁光、磁电功能的新型半导体材料.首先介绍了DMS的研究进展及其分类,重点阐述了Ⅰ-Ⅱ-Ⅴ族基DMS的磁电性质,在实验方面和理论计算方面所取得的研究进展,包括Ⅰ-Ⅱ-Ⅴ族DMS的制备方法、基本磁性质、磁...     

Ⅲ-Ⅴ semiconductor nanocrystal formation in silicon nanowires via liquid-phase epitaxy

Direct integration of high-mobility III-V compound semiconductors with existing Si-based complementary metal-oxide-semiconductor （CMOS） processing platforms presents the main challenge to increasing the CMOS performance and the scaling trend. Silicon hetero-nanowires with integrated III-V segments are one of the most promising candidates for advanced nano-optoelectronics, as first demonstrated using molecular beam epitaxy techniques. Here we demonstrate a novel route for InAs/Si hybrid nanowire fabrication via millisecond range liquid-phase epitaxy regrowth using sequential ion beam implantation and flash-lamp annealing. We show that such highly mismatched systems can be monolithically integrated within a single nanowire. Optical and microstructural investigations confirm the high quality hetero-nanowire fabrication coupled with the formation of atomically sharp interfaces between Si and InAs segments. Such hybrid systems open new routes for future high-speed and multifunctional nanoelectronic devices on a single chip.