化学束外延生长GaAs/GaAs,InGaAs/GaAs,InP/InP,InGaAs/InP多量子阱材料

在国产首台CBE设备上,生长了GaAs上的GaAs,InP上的InP,InP上的InGaAs以及GaAs上的InGaAs多量子阱四种材料。纯GaAs为p型,载流子浓度为5.5×10~(15)cm~(-3),μ_(300K)=280cm~2/V·s,μ_(77K)=5000cm~2/v·s,基本没有表面椭圆缺陷,InGaAs/GaAs多量子阱的x光双晶衍射有10个卫星峰,光吸收谱有明显子带吸收。     

MBE生长InGaAs／GaAs应变层单量子阱激光器结构材料的研究

采用ＶａｒｉａｎＧｅｎⅡＭＢＥ生长系统研究了ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ应变层单量子阶（ＳＳＱＷ）激光器结构材料。通过ＭＢＥ生长实验，探索了Ｉｎ＿ｘＧａ＿（１－ｘ）ｔＡｓ／ＧａＡｓＳＳＱＷ激光器发射波长（λ）与Ｉｎ组分（ｘ）和阱宽（Ｌ＿ｚ）的关系，并与理论计算作了比较，两者符合得很好。还研究了材料生长参数对器件性能的影响，主要包括：Ⅴ／Ⅲ束流比，量子阱结构的生长温度Ｔ＿ｇ（ＱＷ），生长速率和掺杂浓度对激光器波长、阈值电流密度、微分量子效率和器件串联电阻的影响。以此为基础，通过优化器件结构和ＭＢＥ生长条件，获得了性能优异的Ｉｎ＿（０．２）Ｇａ＿（０．８）Ａｓ／ＧａＡｓ应变层单量子阱激光器：其次长为９６３ｎｍ，阈值电流密度为１３５Ａ／ｃｍ￣２，微分量子效率为３５．１％。     

MBE InGaAs/GaAs外延层晶胞弛豫直接测量的X射线双晶衍射方法

本文采用了以解理面为衍射基面，直接测量水平弛豫的方法测量了InxGa1-xAs（衬底为GaAs，x～0．1）外延层的应变及其弛豫状态．在以解理面为衍射基面的衍射曲线上清楚地观测到了衬底峰与外延峰的分裂．表明当InGaAs层厚度较厚（～2μm）时，InGaAs外延层与衬底GaAs已处于非共格生长状态，同时发现大失配的InGaAs晶胞并没有完全弛豫恢复到自由状态．其平行于表面法线的晶格参数略大于垂直方向上的晶格参数（△a／a～10-3）．并且晶胞在弛豫过程中产生了切向应变．在考虑了切向应变的基础上准确地确定出了InGaAs层的In组分x．     

（ZnSe／Cdse）ZnSe／GaAs（001）多量子阱材料的X射线双晶衍

给出了通过测量３条Ｘ射线双晶衍射摇摆曲线计算多层外延材料各层成份、界面共格度及晶向偏角的方法，并对（ＣｄＳｅ／ＺｎＳｅ）ＺｎＳｅ／ＧａＡｓ（００１）多量子阱材料的结构、应变及界面进行了研究．结果表明：ＺｎＳｅ缓冲层与衬底之间的界面共格度接近干零，而多量子阱部分与缓冲层之间的界面接近完全共格，表明多量子阱结构有较好的结构完整性．缓冲层与衬底之间有晶向偏角，而多量子阱结构与缓冲层之间无晶向偏角．在复杂多量子阱材料的摇摆曲线上未见内周期的卫星衍射峰．多量子阱实际的生长厚度比设计厚度小２０％～３０％，说明生长过程中存在表面原子的逃逸，致使样品的不同部位存在组份、厚度的不均匀和局部的应变。还讨论了Ｘ射线衍射仪与双晶衍射仪在测定多量子阱结构时的差别．     

调制掺杂AlGaAs/InGaAs/GaAs应变量子阱结构的研究

报道调制掺杂AlGaAs/InGaAs/GaAs应变量子阱结构的分子束外延生长、变温霍尔效应和电化学c—v测量,并对输运性质进行了讨论。用这种材料研制的PM-HEMT(pseudomorphic high electron mobility transistors)器件,栅长0.4μm,在12GHz下噪声系数1.03dB,相关增益7.5dB。     

DBR结构参数的X射线双晶衍射研究

利用X射线双晶衍射方法,测定了分布布拉格反射镜(DBR)的衍射回摆曲线,除了DBR主衍射峰(“0“级衍射峰)外,还观察到“1“级和“2“级卫星峰。“0“级双晶衍射峰的半高宽为12.36″,衬底GaAs的衍射峰半高宽为11.57″。“0“级衍射峰半高宽与衬底GaAs的衍射峰半高宽比较接近,表明晶格具有很高的完整性。由这些衍射峰之间的角距离,计算出了DBR的周期D及Al含量x值。X射线双晶衍射结果表明生长所得结构与设计相符合。     

MBE[(AI_xGa_(1-x)As)_l(GaAs)_m_n/GaAs(001)超晶格结构参数的X射线双晶衍射测量研究

本文根据超晶格结构的台阶模型,利用X射线衍射的运动学模型,导出了超晶格的X射线衍射峰的相对光强比.利用X射线双晶衍射方法测定了MBE[(Al_xGa_(1-x)As)_1(GaAs)_m]./GaAs(001)一维超晶格的衍射迴摆曲线,除超晶格的主衍射峰外,还观察到一级和二级卫星峰.由这些衍射峰之间的角距离和相对光强比,计算出了超晶格的结构参数,其中包括周期D、垒宽L_B、量子阱宽度L_Z和Al含量x值.     

生长温度对于Ge衬底上分子束外延生长的InGaAs/GaAs量子阱结构质量的影响

本文研究了斜切割（100）Ge衬底上InxGa1-xAs/GaAs量子阱结构的分子束外延生长（In组分为0.17或者0.3）。所生长的样品用原子力显微镜、光致发光光谱和高分辨率透射电子显微镜进行了测量和表征。结果发现,为了生长没有反相畴的GaAs缓冲层,必须对Ge衬底进行高温退火。在GaAs外延层和InxGa1-xAs/GaAs量子阱结构的生长过程中,生长温度是一个至关重要的参数。文中讨论了温度对于外延材料质量的影响机理。通过优化生长温度,Ge衬底上的InxGa1-xAs/GaAs量子阱结构的光致发光谱具有很高的强度、很窄的线宽,样品的表面光滑平整。这些研究表面Ge 衬底上的III-V族化合物半导体材料有很大的器件应用前景。     

MBE[(AI_xGa_(1-x)As)_l(GaAs)_m]_n/GaAs(001)超晶格结构参数的X射线双晶衍射测量研究

本文根据超晶格结构的台阶模型,利用X射线衍射的运动学模型,导出了超晶格的X射线衍射峰的相对光强比.利用X射线双晶衍射方法测定了MBE[(Al_xGa_(1-x)As)_1(GaAs)_m]./GaAs(001)一维超晶格的衍射迴摆曲线,除超晶格的主衍射峰外,还观察到一级和二级卫星峰.由这些衍射峰之间的角距离和相对光强比,计算出了超晶格的结构参数,其中包括周期D、垒宽L_B、量子阱宽度L_Z和Al含量x值.     

MBE生长RTD材料的X射线双晶衍射研究

用分子束外延技术(MBE)生长了GaAs基共振隧穿二极管(RTD)的材料结构,利用X射线双晶衍射(XRD)方法对材料进行了测试分析.结果表明,材料的双晶衍射峰半峰宽达到16.17",GaAs层与In0.1Ga0.9As层的相对晶格失配率仅为0.015 6%.对实验样品进行了双晶衍射回摆曲线的模拟,模拟结果与测试结果符合较好,说明生长的RTD材料结构与设计相符合.通过制成器件对材料进行验证,室温下对器件进行直流测试,PVCR达到5.1,峰值电流密度达到73.6 kA/cm2.     

X射线在超晶格材料衍射中的相干性分析

X射线双晶衍射仪系统中受参考晶体分辨率等因素的影响,X射线的相干长度不超过1 μm.X射线在异质外延晶体材料内衍射时,不超过相干长度范围内厚度外延层中的衍射波会产生相干叠加,否则,产生非相干叠加.分子束外延(MBE)生长了短周期InGaAs/GaAs超晶格,在其摇摆曲线中观察到显示X射线在超晶格结构中衍射相干特征的多级卫星峰及Pendell(o)song干涉条纹,并利用相干光理论对超晶格结构信息诸如周期及"0"级峰位置等进行了分析.     

GaAs／GaAlAs阴极粘结工艺的X射线双晶衍射测量

分析了ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ阴极粘结工艺中应力产生的根源和晶体中应力对Ｘ射线双晶衍射峰的宽度和强度的影响。用Ｘ射线双晶衍射仪测量了阴极和玻璃热粘结工艺过程中阴极材料外延层和衬底的双晶回摆曲线。     

双晶x射线衍射法测量超薄层外延材料厚度

介绍了通过双晶ｘ射线衍射测量超薄外延层厚度的一种方法。利用回摆曲线中的干涉条纹测量了通过ＭＢＥ生长的Ｇａ０．７Ａｌ０．３Ａｓ／Ｇａ０．９Ａｌ０．１Ａｓ／Ｇａ０．７Ａｌ０．３Ａｓ结构的各层层厚。     

4H-SiC(004)面双晶衍射摇摆曲线的分析

用X射线双晶衍射法(XRD)对4H-SiC衬底和在该衬底上外延生长的4H-SiC单晶样品(004)面进行测试,在所有样品的测试结果中发现,摇摆曲线主峰左侧160″附近均出现傍肩,并且主峰衍射强度也较低.依据X射线衍射理论对系统射线在测试样品(004)面的衍射峰位展宽进行计算,并对4H-SiC原子结构进行了分析.研究结果证实,摇摆曲线中傍肩的存在与射线源中的Ka2射线参与衍射有关,而相对较低的衍射强度受其(004)面的特殊双层原子结构的影响.     

短周期AlGaAs/GaAs超晶格的MOCVD生长及X射线衍射研究

生长了短周期 Al Ga As/ Ga As超晶格 ,并通过双晶 X射线衍射谱 ,对 MOCVD超薄层Al Ga As、Ga As的生长进行了研究。从衍射谱卫星峰的级数及 Pendellosong干涉条纹的出现 ,定性地对晶格结构及界面作出评价。 X光衍射测量结果与 HEMT结构电学性能测试结果有较好的对应关系。     

In_xGa_(1-x)As/GaAs应变超晶格的X射线双晶衍射研究

本文阐述了一种基于X射线动力学衍射理论的计算机模拟方法,该方法可用于分析超晶格材料的X射线双晶摆动曲线,用模拟计算方法得到了In_xGa_(1-x)As/GaAs应变超晶格的各种结构参数。     

X射线双晶衍射测试曲线的计算机模拟分析

介绍了Ｘ射线双晶衍射动力学理论和基于光干涉行为的Ｐｅｎｄｅｌｌｏｅｓｕｎｇ现象，给出了几种典型的模拟摇摆曲线和其组分与结构参数，较详细地介绍了采用计算机模拟摇摆缸线逼近并分析实测摇摆曲线的方法。     

LP－MOCVD生长InGaAs／GaAs量子阱

用低压ＭＯＣＶＤ（ＬＰ－ＭＯＣＶＤ）生长三种不同的ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ应变层量子阱材料，其中两种含ＡｌＧａＡｓ限制层。结果表明，ＡｌＧａＡｓ限制层对量子阱的发光强度影响很大，与没有ＡｌＧａＡｓ限制层的结果相比，带ＡｌＧａＡｓ限制层的结构的发光强度要强一个数量级以上。在低温（１８Ｋ）ＰＬ光谱图中，我们看到，除了存在主峰以外，在主峰两侧还各有一个子峰，这些子峰可能与量子阱的质量有关。     

垒层Si掺杂对AIGaInP/GaInP多量子阱性能的影响

低压MOCVD方法生长了垒层掺Si与不掺Si的AlGaInP/GaInP多量子阱结构,运用X双晶衍射与光荧光技术研究了掺Si对量子阱性能的影响.测试结果表明垒层掺Si使量子阱的生长速度增加,掺Si量子阱的光荧光强度比未掺Si量子阱的光荧光强度增强了1 3倍.