GaAs分子束外延中硅阶梯掺杂优化及C2V测量

以硅作为砷化镓分子束外延(MBE)生长中的n型掺杂剂,为了确定硅的掺杂浓度,在一片GaAs半绝缘衬底上生长多个GaAs处延层,每一层中进行不同浓度的Si掺杂,然后用电化学C2V的方法确定各层中的载流子浓度,一次性得到了不同Si掺杂浓度与Si炉的温度之 间的关系曲线。本文还介绍了如何采用控制生长的条件得到陡峭的界面,使不同掺杂浓度的层与层之间的界面变化非常明显。     

硅分子束外延中硼δ掺杂生长研究

利用硅分子束外延技术和Ｂ２Ｏ３掺杂源，成功地实现了硅中的硼δ掺杂，硼δ掺杂面密度ＮＢ可达３．４e１４ｃｍ－２（１／２单层）以上，透射电镜所示宽度为１．５ｎｍ．我们首次用原位俄歇电子能谱（ＡＥＳ）对硼在Ｓｉ（１００）表面上的δ掺杂行为进行了初步的研究，发现在ＮＢ＜３．４e１４ｃｍ－２时，硼δ掺杂面密度与时间成正比，衬底温度６５０℃，掺杂源温度９０００℃时，粘附速率为４．４e１３ｃｍ－２／ｍｉｎ；在ＮＢ＞３．４e１４ｃｍ－２时，粘附有饱和趋势，测量表明在硼δ掺杂面密度ＮＢ高达４．４e１４ｃ     

硅上砷化镓分子束外延工艺及器件应用

本文介绍了硅上砷化镓异质外延生长工艺及其在器件应用上的结果。由于我们非常重视从三维到二维成核状态转变的初始层的生长,从而明显降低了因砷化镓和硅之间晶格失配和不同热膨胀系数引起的高位错密度,抑制了砷化镓和硅界面处反相畴的出现。我们与清华大学合作实现了砷化镓外延层上的LED与硅衬底上MOSFET的单片光电集成。     

分子束外延装置

如果支撑LSI的高集成化及高速化的微细化技术更进一步地发展,使设计尺寸达到1μm以下,那么不仅是横方面的微细化而且有源领域的纵方向的微细化即薄膜化和浅结形成也就变得重要了。特别有吸引力的是超高速器件的杂质剖面可任意设计。这时候,为了避免已经形成的结尺寸和杂质剖面发生大的变化,其必要条件是工艺温度要相当低。     

分子束外延低温生长GaAs缓冲层

<正>在低的衬底温度(约300℃)下生长的GaAs层具有较高的电阻率,较小的光敏特性。低温生长的GaAs层用于MESFET作缓冲层,能够消除背栅效应,改善光敏特性等。国外研究结果表明,低温GaAs缓冲层为富砷结。 用国产MBE—Ⅲ型分子束外延设备进行低温生长GaAs层的研究。半绝缘GaAs衬底温度约580℃,生长约50nm GaAs层。反射高能电子衍射(RHEED)的衍射图样为(2×4)结构。然     

分子束外延δ掺杂研究

用分子束外延生长了δ掺杂结构,并用电化学C-V和汞探针C-V测量了载流子的分布特性,其半峰宽约85(?)。δ掺杂用于AlGaAs/GaAs调制掺杂异质结,在77K具有较好的输运特性。     

分子束外延低温生长GaAs的Raman光谱研究

我们对从ＧａＡｓ衬底剥离下来的低温下分子束外延生长的ＧａＡｓ（ＬＴＧ－ＧａＡｓ）薄膜进行了喇曼光谱测量，研究了不同温度下生长的ＬＴＧ－ＧａＡｓ在退火前后晶体完整性的变化．我们首次观测到了１９０℃生长样品中Ａｓ沉淀物所引起的喇曼峰，并证明８００℃快速热退火３０秒后产生的Ａｓ沉淀物是无定形Ａｓ．     

MBE高掺杂n-GaAs:Si和p-GaAs:Be的光致发光谱

我们对MBE高掺杂的n-GaAs∶Si和p-GaAs∶Be进行了光致发光研究,详细比较了高掺杂n-GaAs和p-GaAs在光谱线型,峰值半宽,峰值位置等方面的差异,以及两者的发光与温度的关系.由分析得出,对于高掺杂的n-GaAs,填充在导带内较高能态(K≠0)的电子与价带顶(K=0)空穴的非竖直跃迁是主要的发光过程.而对于高掺杂的p-GaAs,则是以导带底附近(K(?)0)的电子和价带顶附近(K(?)0)的空穴竖直跃迁为主要发光过程.     

HgCdTe分子束外延In原子的掺杂特性

报道了用 MBE方法生长掺 In N型 Hg Cd Te材料的研究结果。发现 In作为 N型施主在 Hg Cd Te中的电学激活率接近 1 0 0 % ,其施主电离激活能至少小于 0 .6me V。确认了在制备红外焦平面探测器时有必要将掺杂浓度控制在约 3× 1 0 1 5cm- 3水平。比较了高温退火前后 In在 Hg Cd Te中的扩散行为 ,得出在 40 0°C温度下 In的扩散系数约为 1 0 - 1 4cm2 / sec,确认了 In原子作为 Hg Cd Te材料的 N型掺杂剂的可用性和有效性     

碲镉汞As掺杂技术研究

对于MBE原位掺杂,HgCdTe的N型掺杂比较容易,而P型掺杂相对来说难度比较大。作为掺杂杂质的As表现出两性掺杂行为,在富Te的条件下生长,As有很大的几率进入到阳离子位置处。而As必须进入Te位才能参与导电,表现为P型。因此,采取了多种方法,现已获得10^16-10^18坤cm^-3掺杂水平的P型材料。在成功实现As的掺杂后,研究人员对激活退火做了一些研究。研究发现,需要在汞压下经过高温退火,As原子才能占据Te位成为受主杂质。对As在碲镉汞中的扩散系数也进行了研究。     

Intentional ρ-type doping by carbon in metalorganic MBE of GaAs

We report on the intentional ρ-type doping of GaAs layers grown in an UHV system from molecular beams of arsine (AsH₃) and mixtures of frimethyl gallium (TMG) and friethyl gallium (TEG). The entire doping range between 10¹⁴ cm^-3 (growth from pure TEG) and 10²⁰ cm^-3 (growth from pure TMG) can be covered by using mixtures of TMG and TEG. As revealed by SIMS and photoluminescence (PL) carbon is the dominant acceptor in the layers. Comparison of the Hall mobility and of the PL spectra shows that the quality of our films equals that of the best LPE and MBE grown ρ-type GaAs layers.     

Improved morphology and crystalline quality of MBE CdZnTe/Si

We report on continuing efforts to develop a reproducible process for molecular beam epitaxy of CdZnTe on three-inch, (211) Si wafers. Through a systematic study of growth parameters, we have significantly improved the crystalline quality and have reduced the density of typical surface defects. Lower substrate growth temperatures (∼250–280°C) and higher CdZnTe growth rates improved the surface morphology of the epilayers by reducing the density of triangular surface defects. Cyclic thermal annealing was found to reduce the dislocation density. Epilayers were characterized using Nomarski microscopy, scanning electron microscopy, x-ray diffraction, defect-decoration etching, and by their use as substrates for HgCdTe epitaxy.     

GaAs基异质结材料MBE生长及应用

对 Ga As基调制掺杂异质结材料中作为沟道层的 In Ga As的生长条件进行优化 ,并在缓冲层中嵌入LT-Ga As。功率 PHEMT器件结果为在栅长 Lg=1 .7μm时 ,跨导 gm≥ 40 0 m S/mm,BVDS>1 5 V,BVGS>1 2 V,表明该材料有较好的性能     

Si基大面积碲镉汞分子束外延研究

文章报道了Si基碲镉汞分子束外延(MBE)的最新研究进展。尝试用晶向偏角降低高界面应变能的方法,摸索大失配体系中位错的抑制途径,寻找位错密度与双晶半峰宽的对应关系,基本建立了外延材料晶体质量无损检测评价标准,并对外延工艺进行指导。通过上述研究,15~20μm Si基CdTe复合材料双晶半峰宽最好结果为54arcsec,对应位错密度(EPD)小于2×106/cm2,与相同厚度的GaAs/CdTe(211)双晶水平相当,达到或优于国际最好结果。获得的3 in 10μm Si基HgCdTe材料双晶半峰宽最好结果为51arcsec,目前Si基HgCdTe材料已经初步应用于焦平面中波320×240器件制备。     

High-quality large-area MBE HgCdTe/Si

HgCdTe offers significant advantages over other similar semiconductors, which has made it the most widely utilized variable-gap material in infrared (IR) focal plane array (FPA) technology. HgCdTe hybrid FPAs consisting of two-dimensional detector arrays that are hybridized to Si readout circuits (ROIC) are the dominant technology for second-generation infrared systems. However, one of the main limitations of the HgCdTe materials system has been the size of lattice-matched bulk CdZnTe substrates, used for epitaxially grown HgCdTe, which have been limited to 30 cm² in production. This size limitation does not adequately support the increasing demand for larger FPA formats which now require sizes up to 2048×2048, and only a single die can be printed per wafer. Heteroepitaxial Si-based substrates offer a cost-effective technology that can be scaled to large wafer sizes and further offer a thermal-expansion-matched hybrid structure that is suitable for large format FPAs. This paper presents data on molecular-beam epitaxy (MBE)-grown HgCdTe/Si wafers with much improved materials characteristics than previously reported. We will present data on 4- and 6-in diameter HgCdTe both with extremely uniform composition and extremely low defects. Large-diameter HgCdTe/Si with nearly perfect compositional uniformity and ultra low defect density is essential for meeting the demanding specifications of large format FPAs.     

MOCVD与MBE生长GaAs/AlGaAs量子阱材料的红外探测器特性比较

用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)生长GaAs/AlGaAs量子阱材料,并制成红外探测器.测量了材料的光致发光光谱和探测器的光电流响应光谱及其它光电特性,峰值波长7.9μm,响应率达到6×103V/W,与分子束外延法(MBE)生长的材料和相关器件进行了比较,MOCVD法可满足量子阱材料和器件的要求.     

微区中MBE共度生长SiGe/Si异质结构的应变和退火效应

报道了在Si衬底上微米尺寸的介质膜窗口中,采用分子束外延技术共度生长的Si0.8Ge0.2薄膜的应变及其退火特性. 实验表明,微区生长材料的这些特性,与同一衬底上无边界约束条件下生长的材料相比,有明显的不同.微米尺寸窗口中生长的SiGe/Si材料的应变与窗口尺寸有关,也和窗口的掩膜中的内应力有关.实验还表明,边缘效应对于微区中共度生长的SiGe/Si材料的热稳定性也有显著的影响.在3μm×3μm窗口中共度生长的Si0.8Ge0.2/Si异质结构材料,在950℃高温退火30min后,它的应变弛豫不大于4%.远小于同一衬底上非微区生长材料的应变弛豫.文章还对微区生长材料的这些特性成因进行了探讨.