α－Al_2O_3衬底上生长的GaN膜的光学性质

采用金属有机化学气相淀积（ＭＯＣＶＤ）方法生长了α－Ａｌ２Ｏ３衬底上外延的高质量的单晶ＧａＮ薄膜。Ｘ射线衍射光谱与喇曼散射光谱表征了ＧａＮ外延薄膜的单晶结构和单晶质量。透射光谱和光调制反射光谱定出了六角单晶ＧａＮ薄膜的直接带隙宽度和光学参数。     

掺Si对MOCVD生长的GaN单晶膜的黄带发射及生长速率的影响

对ＭＯＣＶＤ生长ＧａＮ：Ｓｉ薄膜进行了研究,研究表明随ＳｉＨ４／ＴＭＧａ流量比增大,ＧａＮ：Ｓｉ单晶膜的电子浓度增大,迁移率下降,Ｘ射线双晶衍射峰半高宽增加,同时这发射强度得到了大大的提高,并报导了随ＳｉＨ４／ＴＭＧａ流量比增大,ＧａＮ：Ｓｉ的生长速率降低的现象,研究结果还表明,预反应对ＧａＮ：Ｓｉ单晶膜黄带发射影响很大,预反应的减小可以使黄带受到抑制。     

GaN材料的GSMBE生长

在国内首次用ＮＨ３作氮源的ＧＳＭＢＥ方法在α－Ａｌ２Ｏ３衬底上生长出了ＧａＮ单昌外延膜。ＧａＮ生长速率可达０．５μｍ／ｈ。ＧａＮ外延膜的（０００２）双晶Ｘ射线衍射峰回摆曲线的半高宽最窄为８ａｒｃｍｉｎ。霍尔迁移率为５０ｃｍ＾２／Ｖ．ｓ。对质量好的ＧａＮ膜，室温阴性发光谱上只有一个强而锐的近岸边发光峰，谱峰位于３７２ｎｍ处，谱峰半高宽为１４ｎｍ（１２５ｍｅＶ）。     

硅基GaN外延晶体学位相关系和生长机理研究

采用反应蒸发光地在提高缓冲层的生长温度,通过对Ｓｉ基上ＧａＮ样品缓冲层区域的高分辨透射电镜像（ＨＲＴＥＭ）和界面区域的选区电子衍射（ＳＡＥＤ）分析的基础上,提出了本系统ＧａＮ外延的晶体学位相关系和生长机理。ＧａＮ与Ｓｉ衬底之间存在着下列的晶体学位相关系：ＧａＮ〈０００１〉∥Ｓｉ〈１１１〉,ＧａＮ〈１１２０〉∥Ｓｉ〈１１０〉,ＧａＮ外延生长首先在硅衬底上形成ＧａＮ晶核,生长出ＧａＮ多晶缓冲层,ＧａＮ     

硅基GaN外延层的SIMS及XPS研究

采用真空反应法在硅基上制备出ＧａＮ外延层。利用二次离子质谱和Ｘ射线光电子能谱对ＧａＮ外延层进行了深度剖析和表面分析,结果表明,外延层中Ｇａ和Ｎ分布均匀;在表面处Ｇａ发生了偏聚,外延层中还存在Ｓｉ,Ｏ等杂质,但这些并未影响到ＧａＮ外延层的物相及发生性能,实验还表明,在外延生长前采用原位清洗可去除Ｓｉ衬底表面的氧。     

ZnO薄膜的晶体性能的分析

在硅基上制备了ｃ轴取向高度一致的ＺｎＯ薄膜,这将有可能成为新型ＧａＮ单晶薄膜的过渡层,对ＺｎＯ薄膜的晶体性能了进行了分析,研究了不同衬底和不同衬底温度对ＺｎＯ薄膜的结晶状况的影响,并着重用ＴＥＭ研究了硅基ＺｎＯ薄膜的晶体性能。     

GaN的MOVPE生长和m－i－n型蓝光LED的试制

利用自行研制的常压ＭＯＶＰＥ设备和全部国产ＭＯ源，采用低温生长缓冲层技术，在蓝宝石（α－Ａｌ２Ｏ３）衬底上获得了高质量的ＧａＮ外延层。未掺杂的ＧａＮ外延层的室温电子迁移率已达１１４ｃｍ２／Ｖ．ｓ，载流于浓度为２×１０１８。７７Ｋ光致发光谱近带边发射峰波长为３６５ｎｍ，其线宽为４ＤｍｅＶ。Ｘ射线双晶衍射回摆曲线的线宽为３６０ａｒｃｓｅｃ。用Ｚｎ掺杂生长了绝缘的ｉ－ＧａＮ层。在此基础上研制了ｍ－ｉ－ｎ型ＧａＮ的ＬＥＤ，并在室温正向偏压下发出波长为４５５ｎｍ的蓝光。     

Si(111)衬底上3C-SiC的固源MBE异质外延生长

国内首次利用固源分子束外延(MBE)技术,在衬底温度为1100℃时,以Si(111)为衬底成功地外延生长出了3C-SiC单晶薄膜。通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)以及原位反射高能电子衍射(RHEED)等手段研究了外延薄膜的晶型、结晶质量、外延膜与衬底的外延取向关系,并考察了薄膜制备过程中衬底的碳化对薄膜质量的影响。结果表明,外延膜与衬底晶格取向完全一致;碳化可以减小SiC和衬底Si之间的晶格失配、释放应力、引入成核中心,有利于薄膜单晶质量的提高;碳化温度存在最佳值,这一现象与成核过程有关。     

热丝法低温生长硅上单晶碳化硅薄膜

提出了热丝化学气相淀积法，在低温（６００－７５０℃）下成功地生长出硅上单晶碳化硅薄膜，Ｘ光衍射谱、喇曼光谱证实了外延膜的单晶结构，光致发光测量证明外延ＳｉＣ材料室温下可稳定发射可见光。     

NH3-MBE生长极化场二维电子气材料

介绍了用ＮＨ３－ＭＢＥ技术在蓝宝石Ｃ面上外延的高质量的ＧａＮ单层膜以及ＧＮ／ＡｌＮ／ＧａＮ极化感应二维电子气材料。外延膜都是Ｎ面材料。形成的二维电子气是“倒置二维电子气”。ＧａＮ单层膜的室温电子迁移率为３００ｃｍ＾２／Ｖｓ。二维电子气材料的迁移率为６８０ｃｍ＾２／Ｖｓ（ＲＴ）和１７００ｃｍ＾２／Ｖｓ（７７Ｋ）,相应的二维电子气的面密度为３．２＊１０＾１３ｃｍ＾－２（ＲＴ）和２．６ｘ１０＾１３ｃｍ＾     

光导型GaN/Si探测器的研制

采用ＭＯＣＶＤ技术在Ｓｉ（１１１）衬底上生长ＧａＮ薄膜,经此材料制备成光导型Ｓｉ基ＧａＮ紫外探测器。探测器的光谱响应表明,在紫外波段２５０￣３６０ｎｍ有近于平坦的光电流响应,３６３ｎｍ附近有陡峭的截止边,３５７ｎｍ波长处５Ｖ偏压下的响应度高达６．９Ａ／Ｗ。响应度与偏压的变化关系表明,４Ｖ以前为线性增加,５Ｖ后达到饱和。     

高迁移率AlGaN-GaN二维电子气

用金属有机物气相外延方法在（０００１）蓝宝石衬底上生长了ＡｌｘＧａ１－ｘＮ／ＧａＮ二维电子气结构。Ａｌ０．１３Ｇａ０．８７Ｎ（７００ｎｍ）／ＧａＮ（６００ｎｍ）异质结的室温电子迁移率达１０２４ｃｍ＾２／Ｖｓ,而ＧａＮ体材料的室温电子迁移率为３９０ｃｍ＾２／Ｖｓ;该异质结的７７Ｋ电子迁移率达３５００ｃｍ＾２／Ｖｓ,而ＧａＮ体材料的电子迁移率在１８５Ｋ下达到峰值,为４９０ｃｍ＾２／Ｖｓ,７７Ｋ下下降到     

si和Ge的固相外延生长

一、前言在现代科学技术中,很多领域都需要应用薄膜材料,尤其是在半导体方面,显得更为突出。随着半导体器件的飞速发展,对制备单晶薄膜材料的要求愈来愈高。过去制备单晶薄膜材料常用气相外延和液相外延两种方法。这两种方法虽然能够适应一般的要求,但对某些要求很薄、很大、纯度极高和结构复杂的单晶薄膜场合,往往不能满足要求。因此,研究新工艺,制备满足上述要求的单晶薄膜材料,是一项十分紧迫的任务。也由于科学技术和仪器设备的进步,为研究新工艺、制备新材料提供了条件。于是近年来,与分子束外延生长研究的同时,又提出一种新颖的外延生长技术——固相外延生     

在GaAs(100)衬底上离化团束外延ZnSe单晶薄膜

ZnSe是一种理想的蓝紫色发光材料，用于制作发光器件有较大的应用前景，采用单源喷发、离化原子团束（ICB）技术在GaAs（100）上外延ZnSe单晶薄膜，并用电子能谱分析了外延薄膜的成分。用X射线衍射和RHEED研究了外延ZnSe单晶薄膜结构和外延质量。研究了淀积能量和衬底温度对薄膜质量的影响。得到了摆动曲线半高宽为133rad·s，并具有原子水平平整程度的ZnSe（100）单晶薄膜。外延薄膜存在0．2～0．4μm的应变过渡层，过渡层随淀积能量的增大而变薄。     

低温生长的ZnO单晶薄膜的结构和性能

采用电子束反应蒸镀方法在玻璃衬底上在低温下外延生长了沿 ｃ－轴高度取向的单晶 ＺｎＯ薄 膜,研究了衬底温度及反应气氛中的 Ｏ２对薄膜结构的影响,结合荧光光谱（ＰＬ）和荧光激发光谱（ＰＬＥ） 研究了玻璃上ＺｎＯ薄膜的光学跃迁特性．在３２５℃下获得的单晶薄膜（００２）晶面的ｘ射线衍射峰强度 最大且线宽最窄（０．２８）．反应气氛中的 Ｏ２对 ＺｎＯ 薄膜结构的影响不明显,但对薄膜的 ＰＬ及 ＰＬＥ 特性的影响显著．     

ZnO薄膜的同质外延生长及其结构表征

利用等离子体辅助分子束外延的方法在ZnO单晶衬底上制备了ZnO薄膜。利用X射线衍射(XRD)、同步辐射掠入射XRD和φ扫描等实验技术研究了ZnO薄膜的结构。XRD和φ扫描的结果显示同质外延的ZnO薄膜已经达到单晶水平。掠入射XRD结果表明ZnO薄膜内部不同深度处a方向的晶格弛豫是不一致的,从接近衬底界面处到薄膜的中间部分再到薄膜的表面处,a方向的晶格常数分别为0.3249,0.3258和0.3242 nm。计算得到ZnO薄膜的泊松比为0.156,同质外延的ZnO薄膜与衬底在a轴方向的晶格失配度为-0.123%。     

在ECR等离子体中GaN薄膜沉积的研究

本文使用电子回旋共振等离子体增强化学沉积方法生长ＧａＮ。利用气体分配器产生一种局域高反应物浓度环境,在此环境下,测量了等离子体的电子温度Ｔｅ１等离子体密度ｎｉ以及饱和离子流密度Ｊ１与微波功率,气体压力的关系,根据这些参数,优选了沉积得到纯净的纤锌矿结构的ＧａＮ薄膜,并具有很好的光学特性,ＡＥＳ和ＸＰＳ的实验表明薄膜中的氮空位及伴生镓被抑制,根据膜厚值,计算出的沉积速度为１μｍ／ｈｒ,比通常的速度大     

调制掺杂AlxGa1-xN/GaN异质结中二维电子气的光致发光

研究了调制掺杂ＡｌｘＧａ１－ｘＮ／ＧａＮ异质结中与二维电子气（２ＤＥＧ）有关的光致发光,发现温度４０Ｋ时Ａｌ０．２２Ｇａ０．７８Ｎ／ＧａＮ异质结中２ＤＥＧ与光激发空穴复合形成的发光峰位于３．４４８ｅＶ,低于ＧａＮ自由激子峰４５ｍｅＶ。由于ＡｌｘＧａ１－ｘＮ／ＧａＮ界面极强的压电极化场的影响,光激发空穴很快扩散进ＧａＮ平带区,导致２ＤＥＧ与光激发空穴复合几率很低,在ＧａＮ中接近Ａｌ０．２２Ｇａ０．７     

高真空化学气相外延炉的研制

研制出满足Ｓｉ１－ｘＧｅｘ异质结薄膜材料生长工艺的高真空化学气相外延炉,介绍了Ｓｉ１－ｘＧｅｘ异质结薄膜材料的生长工艺,详述了该气相外延设备的性能指标、结构组成和设计原理,并且给出了利用该设备生长Ｓｉ１－ｘＧｅｘ异质薄膜的实验结果。     

超高真空中SrTiO3薄膜同质外延生长的过程研究

在超高真空下利用激光分子束外延(LMBE)方法基于SrTiO3(100)单晶基片同质外延SrTiO3薄膜.通过反射式高能电子衍射(RHEED)对生长过程进行原位监测,发现对基片的预热处理明显有利于改善其晶面结构,当在其上同质外延SrTiO3薄膜时,容易实现单晶层状生长模式,并得到原子级平整度的铁电薄膜.