GaAs基InAs/AlSb二维电子气结构的生长优化

采用分子束外延设备 (MBE) , 外延生长了InAs/AlSb二维电子气结构样品.样品制备过程中, 通过优化AlGaSb缓冲层厚度和InAs/AlSb界面厚度、改变AlSb隔离层厚度, 分别对比了材料二维电子气特性的变化, 并在隔离层厚度为5nm时, 获得了室温电子迁移率为20500cm2/V·s, 面电荷密度为2.0×1012/cm2的InAs/AlSb二维电子气结构样品, 为InAs/AlSb高电子迁移率晶体管的研究和制备提供了参考依据.     

HEMT太赫兹探测器的二维电子气特性分析

采用分子束外延技术(MBE)对GaAs/Al_xGa_(1-x)As二维电子气(2DEG)样品进行了制备,样品制备过程中,通过改变Al的组分含量、隔离层厚度、对比体掺杂与δ掺杂两种方式,在300 K条件下对制备的样品进行了霍尔测试,获得了室温迁移率7.205E3cm~2/Vs,载流子浓度为1.787E12/cm~3的GaAs/Al_xGa_(1-x)As二维电子气沟道结构,并采用Mathematica软件分别计算了不同沟道宽度时300 K、77 K温度下GaAs基HEMT结构的太赫兹探测响应率,为HEMT场效应管太赫兹探测器的研究和制备提供了参考依据.     

MBE生长高2-DEG面密度InP基PHEMT外延材料

利用MBE技术生长了InP基InAlAs/InGaAs PHEMT结构,使用原子力显微镜(AFM)、霍耳测试系统研究了影响二维电子气(2-DEG)面密度和电子迁移率的因素,着重分析了隔离层厚度、沟道层In组分的影响.在保持较高迁移率的基础上,生长出了高μn×ns的InP PHEMT外延材料.     

氩气氛中高纯GaAs的外延生长

采用AsC_T_3-Ga-Ar系统外延生长 GaAs,获得了77K电子迁移率为 2.05 × 10~3cm~2/V·s和峰值迁移率高达 3.78 ×10~5cm~2/V·s(在 35K)的结果.为了比较,用同一批源材料分别在Ar气和N_2气系统中外延生长GaAs,井作了霍尔测量.结果表明,Ar气系统较有利于制备高纯GaAs,尤其是生长厚度较薄的外延层.光致发光研究结果揭示了Ar气系统中生长未掺杂外延层的主要残留受主杂质是碳.     

InP-HEMT中复合沟道的设计与生长

设计并生长了带有复合沟道的InP基HEMT材料,该材料具有较高的二维电子气浓度和迁移率。在使用In_xGa_(1-x)As/In_(0.53)Ga_(0.47)As复合沟道时,当In组分等于0.7时得到较好的沟道输运性能;在使用InAs复合沟道时,得到了二维电子气浓度为2.3×10~(12)/cm~2、室温迁移率高达13600 cm~2/V·s的性能优良的HEMT材料。     

Ga_(0.47)In_(0.53)As-InP异质结界面二维电子气

本文报道了氯化物汽相外延生长Ga_(0.47)In_(0.53)As-InP异质结输运性质研究结果.4.2K下shubnikov-de Haas测量,Van de Pauw Hall测量和迴旋共振测量表明这种异质结界面存在高电子迁移率二维电子气.二维电子气浓度为1.7×10~(11)cm~(-2),电子迁移率为3.3×10~4cm~2/V·s.并观察到迴旋共振,给出电子有效质量为m_■~*=0.046m_o.     

分子束外延选择性掺杂的GaAs/N-GaAlAs异质结

利用分子束外延技术制备了选择性掺杂的GaAs/N-AlGaAs异质结,22K时,该结构的迁移率达到 223,000cm~2/V.s,相应的薄层电子浓度为 5.7 × 10~(11)cm~(-2).在低温强磁场下,观察到异质结电子系统的二维SdH振荡特性和量子化Hall效应.     

GaAs PHEMT材料中2DEG浓度的控制与测试研究

设计并使用分子束外延(MBE)方法制备了不同帽层厚度、不同掺杂浓度的双平面掺杂GaAs PHEMT外延材料,采用不同工艺手段控制InGaAs沟道异质结界面的平滑程度。采用非接触霍尔方法对样品二维电子气(2DEG)浓度及迁移率进行测试,并用范得堡法对实验结果加以验证。结果表明,平整异质结界面生长技术能有效控制高迁移率2DEG浓度分布;与范德堡法相比,非接触霍尔方法无破坏性、测试结果可靠,该结果可以用来分析多层结构的PHEMT外延材料中InGaAs沟道界面的生长情况。     

截止波长12μm的InAs0.04Sb0.96/GaAs的熔体外延生长及特性研究

用熔体外延(ME)法在半绝缘(100)GaAs衬底上成功生长出了截止波长为12 μm的InAs0.04Sb0.96外延层.傅立叶变换红外(FTIR)透射光谱揭示,InAsSb合金的禁带宽度被强烈变窄.通过分析InAs0.04Sb0.96外延层载流子浓度的温度依存性表明,其室温禁带宽度为0.105 5 eV,与透射光谱测得的数值很好地一致.通过测量12～300 K的吸收光谱,研究了InAs0.04Sb0.96/GaAs的禁带宽度的温度依存性.霍尔测量得出300 K下样品的电子迁移率为4.47×104 cm2/Vs,载流子浓度为8.77×1015 cm-3;77 K下电子迁移率为2.15×104 cm2/Vs,载流子浓度为1.57×1015 cm-3;245 K下的峰值迁移率为4.80×104 cm2/Vs.     

RF-MBE生长AlN/GaN超晶格结构二维电子气材料

用射频等离子体辅助分子束外延技术(RF-MBE)在c面蓝宝石衬底上外延了高质量的GaN膜以及AlN/GaN超晶格结构极化感应二维电子气材料.所获得的掺Si的GaN膜室温电子浓度为2.2×1018cm-3,相应的电子迁移率为221cm2/(V*s);1μm厚的GaN外延膜的(0002)X射线衍射摇摆曲线半高宽(FWHM)为7′;极化感应产生的二维电子气室温电子迁移率达到1086cm2/(V*s),相应的二维电子气面密度为7.5×1012cm-2.     

垂直堆垛InAs量子点的光学性质

垂直堆跺InAs量子点是用分子束外延(MBE),通过Stranski-Krastanov(S-K)方式生长.利用光致发光(PL)实验对InAs量子点进行了表征.在生长过程中使用对形状尺寸控制的方式来提高垂直堆垛InAs量子点形貌均匀性.样品的外延结构是Si掺杂GaAs衬底生长500nm的过渡层,500nm的GaAs外延层,15nm的Al0.5Ga0.5As势垒外延层,5个周期的InAs量子点生长后2单层GaAs的外延结构,50 nh的Al0.5Ga0.5As势垒外延层,最后是15 m的GaAs覆盖层.外延结构中Al0.5Ga0.5As势垒外延层对镶嵌在里面的InAs量子点有很强的量子限制作用产生量子效应.PL测量系统使用514.5 nn的缸离子激发源.发现了量子点基态光致发光峰等距离向红外方向劈裂等新的物理现象.利用光致发光通过改变势垒的宽度和掺杂情况,研究了外延结构的光致发光特性,得到二维电子气(2DEG)随势能变化局域化加强等的新结果.     

RF-MBE生长AlN/GaN超晶格结构二维电子气材料

用射频等离子体辅助分子束外延技术( RF- MBE)在c面蓝宝石衬底上外延了高质量的Ga N膜以及Al N/Ga N超晶格结构极化感应二维电子气材料.所获得的掺Si的Ga N膜室温电子浓度为2 .2e1 8cm- 3,相应的电子迁移率为2 2 1cm2 /( V·s) ;1μm厚的Ga N外延膜的( 0 0 0 2 ) X射线衍射摇摆曲线半高宽( FWHM)为7′;极化感应产生的二维电子气室温电子迁移率达到10 86cm2 /( V·s) ,相应的二维电子气面密度为7.5e1 2 cm- 2 .     

用以制备单电子晶体管的2DEG结构的设计

在一定的边界条件近似下,通过联立求解泊松和薛定谔方程,利用电荷控制模型对赝型高电子迁移率器件(p-HEMT)进行了模拟,分析了器件中二维电子气的面密度n、6面掺杂层距离表面层厚度d1和距离二维电子气厚度d2对器件特性的影响,并讨论了这些结构参数的优化,为制备高温、稳定和有应用前景的单电子晶体管器件提供了依据.     

应用于微波通信系统新型器件GaN HEMT研究

通过自洽求解一维泊松方程,计算了应用于微波通信系统的非故意掺杂AlGaN/AlN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)的外延层结构参数对器件的二维电子气(2DEG)浓度,跨导等性能的影响.通过理论分析并结合TCAD软件最终确定AlGaN/AlN/GaN HEMT的最佳外延层结构.对栅长0.3 μm和栅宽100 μm的器件仿真结果表明,器件的最大跨导为418 mS/mm,器件的最大电流密度为2 300 mA/mm,性能良好.     

RF-MBE生长AlGaN/GaN极化感应二维电子气材料

用射频等离子体辅助分子束外延技术(RF-MBE)在C面蓝宝石衬底上外延了高质量的GaN膜以及AlGaN/GaN极化感应二维电子气材料.所外延的GaN膜室温背景电子浓度为2×1017cm-a,相应的电子迁移率为177cm2/(V·s);GaN(0002)X射线衍射摇摆曲线半高宽(FWHM)为6′;AlGaN/GaN极化感应二维电子气材料的室温电子迁移率为730cm2/(V·s),相应的电子气面密度为7.6×1012cm-2;用此二维电子气材料制作的异质结场效应晶体管(HFET)室温跨导达50mS/mm(栅长1μm),截止频率达13GHz(栅长0.5μm).     

MOCVD生长的SiC衬底高迁移率GaN沟道层AlGaN/AlN/GaN HEMT结构

用MOCVD技术在高阻6H-SiC衬底上研制出了具有高迁移率GaN沟道层的AlGaN/AlN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)结构材料,其室温和80K时二维电子气迁移率分别为1944和11588cm2/(V·s),相应二维电子气浓度为1.03×1013cm-2;三晶X射线衍射和原子力显微镜分析表明该材料具有良好的晶体质量和表面形貌,10μm×10μm样品的表面粗糙度为0.27nm.用此材料研制出了栅长为0.8μm,栅宽为1.2mm的HEMT器件,最大漏极饱和电流密度和非本征跨导分别为957mA/mm和267mS/mm.     

MOCVD生长的SiC衬底高迁移率GaN沟道层AlGaN/AlN/GaN HEMT结构

用MOCVD技术在高阻6H-SiC衬底上研制出了具有高迁移率GaN沟道层的AlGaN/AlN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)结构材料,其室温和80K时二维电子气迁移率分别为1944和11588cm2/(V·s),相应二维电子气浓度为1.03×1013cm-2;三晶X射线衍射和原子力显微镜分析表明该材料具有良好的晶体质量和表面形貌,10μm×10μm样品的表面粗糙度为0.27nm.用此材料研制出了栅长为0.8μm,栅宽为1.2mm的HEMT器件,最大漏极饱和电流密度和非本征跨导分别为957mA/mm和267mS/mm.     

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     

RF-MBE生长AlGaN/GaN极化感应二维电子气材料

用射频等离子体辅助分子束外延技术 (RF- MBE)在 C面蓝宝石衬底上外延了高质量的 Ga N膜以及 Al Ga N/Ga N极化感应二维电子气材料 .所外延的 Ga N膜室温背景电子浓度为 2× 10 1 7cm- 3 ,相应的电子迁移率为 177cm2 /(V· s) ;Ga N (0 0 0 2 ) X射线衍射摇摆曲线半高宽 (FWHM)为 6′;Al Ga N/Ga N极化感应二维电子气材料的室温电子迁移率为 730 cm2 /(V· s) ,相应的电子气面密度为 7.6× 10 1 2 cm- 2 ;用此二维电子气材料制作的异质结场效应晶体管 (HFET)室温跨导达 5 0 m S/mm (栅长 1μm) ,截止频率达 13GHz(栅长 0 .5 μm)     

不同AlGaN层厚度的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的静态特性

利用金属有机化合物气相外延技术研究了AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)结构的外延生长及器件制作,重点比较了具有不同AlGaN层厚度的HEMT器件的静态特性.实验发现具有较薄AlGaN隔离层的结构表现出较好的器件特性.栅长为1μm的器件获得了650mA/mm的最大饱和电流密度和100mS/mm的最大跨导.