分子束延GaAs1—xSbx／GaAs及界面失配研究

本文以开发长波长半导体光电子材料为目的，对ＧａＡｓ１－ｘＳｂｘ／ＧａＡｓ这一大失配质结材料开展了较为深入的研究，利用国产ＭＢＥＩＩＩ型设备外延生长了全组分的ＧａＡｓ１－ｘＳｂｘ材料，化学热力学数据分析表明Ｓｂ结合到ＧａＡｓＳｂ中的速率比Ａｓ高得多，实验表明，合金组分可由Ｓｂ／Ｇａ束流比控制，也发现Ｓｂ束流的支配使用随温度升高而降低，利用ＴＥＭ和ＲＢＳ技术研究了异质结界面及外延层的晶体质量，实验表明     

InGaAs／GaAs应变层量子阱激光器深中心行为

应用深能级瞬态谱（ＤＬＴＳ）技术研究分子束外延（ＭＢＥ）和二次液相外延（ＬＰＥ）生长的ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ应变层量子季阱激光器深中心行为．在ＭＢＥ激光器的ｎ－ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ组分缓变层和限制层里，除众所周知的ＤＸ中心外，还观察到有较大俘获截面的深（空穴、电子）陷阱及其相互转化．这些陷阱可能分布在ｘ从０到０．４０和ｘ—０．４０的ｎ－ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ层里ｘ值不连续的界面附近．而在ＬＰＥ激光器的ｎ－ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ组分缓变层和限制层里，ＤＸ中心浓度明显减少，且深（空穴、电子）陷阱消失     

高电子迁移率GaAs／Al_xGa_（1－x）As二维电子气（2DEG）异质结结构参数优化研究

本文采用三角附近似，考虑了ＧａＡｓ／ＡｌｘＧａ（１－）ｘＡｓ二维电子气（２ＤＥＧ）异质结中七种主要的散射机制，计算了２ＤＥＧ电子迁移率与隔离层厚度（ｄ）和Ａｌ组分（ｘ）的关系，对ＧａＡｓ／ＡｌｘＧａ（１－ｘ）ＡＳ异质结的结构参数进行了优化分析．就作者所知，本文首次计算了２ＤＥＧ电子迁移率与Ａｌ组分ｘ的关系，得到了与实验规律一致的结果．     

MBE生长InSb外延层特性及红外探测器研究

本文报道了采用含有ＩｎＳｂ非晶过渡层的两步ＭＢＥ生长技术，在ＧａＡｓ（１００）衬底上异质外延生长的ＩｎＳｂ外延层材料特性及初步的器件性能。５μｍ厚的ｎ型本征ＩｎＳｂ外延层７７Ｋ时的电子浓度和迁移率分别为：ｎ～２．４×１０￣（１５）ｃｍ￣（－３），μ～５．１２×１０￣４ｃｍ￣２Ｖ￣９－１）ｓ￣（－１），高质量ＩｎＳｂ外延层的Ｘ射线双晶衍射半峰宽（ＦＷＨＭ）＜１５０″。ＩｎＳｂ表面的相衬显微形貌，ＩｎＳｂ／ＧａＡｓ界面的ＴＥＭ形貌相和ＩｎＳｂ外延层的红外透射谱等测试结果都肯定了ＭＢＥＩｎＳｂ外延层的质量。研究结果已基本达到目前国外同类研究水平。用ＭＢＥ生长的ｎ型ＩｎＳｂ外延层薄膜首次制作了中波（３～５μｍ）多元光导线列器件，终测表明，器件的光导响应率较高Ｒ（Ｖ）～７８００Ｖ／Ｗ，均匀性很好ΔＲ（Ｖ）／Ｒ（Ｖ）＜７％，ＭＢＥＩｎＳｂ外延薄膜展示了良好的红外探测器应用前景。     

高电子迁移率GaAs／AlxGa1—xAs二维电子气（2DEG）异质结结构参数优…

本文采用三角阱近似，考虑了ＧａＡｓ／ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ二维电子气（２ＤＥＧ）异质结中七种主要的散射机制，计算了２ＤＥＧ电子迁移主经与隔离层厚度（ｄ）和Ａｌ组分（ｘ）的关系，对ＧａＡｓ／ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ异质结的结构参数进行了优化分析。就作者所知，本文首次计算了２ＤＥＧ电子迁移率与Ａｌ组分ｘ的关系，得到了与实验规律一致的结果。     

GSMBE外延生长GeSi/Sip-n异质结二极管

用气态源分子束外延（ＧＳＭＢＥ）法生长了掺杂ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ合金并试制了ｐ－ｎ异质结二极管,Ｘ射线双晶衍射和二极管Ｉ－Ｖ特性表明,ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ合金的完整性与异质结界面的失配位错是影响异质结二极管反向漏电的主要原因．通过控制ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ合金的组分及厚度,我们获得了较高质量的ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉｐ－ｎ异质结二极管材料,其反向电压为－５Ｖ时,反向漏电流密度为６．１μＡ／ｃｍ２．     

GaAs／GaxAl1—xAs异质结的调制反射光谱研究

用光调制光谱方法研究了逐层腐蚀的ＧａＡＳ／Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ异质结，发现不同工的ＧａＡｓ复盖层对异质结表面层电子能带有很大影响。由ＧａＡｓ带间跃迁的Ｆｒａｎｚ－Ｋｅｌｅｙｓｈ效应计算出表面层表面电场随外延层的变薄而增大，并计算出表面费密以级与导带底的距离ｆ＝０．２７（０．０３）ｅＶ，通过对Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ调制光谱分析，发现表面复盖层对Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ层的调制光谱线形有调节作用，不同厚度的     

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％。     

Hg1—xCdxTe多层薄膜材料结构缺陷的透射电子显微镜测定

用透射电镜对Ｈｇ１－ｘＣｄＴｅ／ＣｄＴｅ和ＣｄＴｅ／ＧａＡｓ两种异质结的横截面进行了观测分析，对异质结附近的某些结构缺陷，如微孪晶的尺寸，几何形态、层错、界面失配位错的组态特征进行了研究，并对多层膜之间的取向差进行了分析，说明在ＧａＡｓ衬底上用分子束外延法制备的Ｈｇ１－ｘＣｄｘＴｅ／ＣｄＴｅ／ＧａＡｓ多层膜，就大量结构缺陷而言，ＣｄＴｅ缓冲层对Ｈｇ１－ｘＣｄｘＴｅ外延层起到了屏障作用，在Ｈｇ１－ｘ     

气态源分子束外延InP和InAs基Ⅲ－Ⅴ族化合物材料

本文简要报告我们气态源分子束外延实验结果．材料是ＧａＡｓ（１００）衬底上外延的晶格匹配的Ｉｎｙ（Ｇａ１－ｘＡｌｘ）１－ｙＰ（ｘ＝０～１，ｙ＝０．５），ＩｎＧａＰ／ＩｎＡｌＰ多量子阱；在ＩｎＰ（１００）衬底上外延的ＩｎＰ，晶格匹配的ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡｌＡｓ以及ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＰ／ＩｎＡｓＰ多量子阱，ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡＳＨＥＭＴ等．外延实验是用国产第一台化学束外延（ＣＢＥ）系统做的．     

AlGaAs／InGaAs功率PHEMT用异质材料的计算机优化与器件实验结果

借助一新的工艺模拟与异质器件模型用ＣＡＤ软件──ＰＯＳＥＳ（Ｐｏｉｓｓｏｎ－ＳｃｈｒｏｅｄｉｎｇｅｒＥｑｕａｔｉｏｎＳｏｌｖｅｒ），对以ＡｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ异质结为基础的多种功率ＰＨＥＭＴ异质层结构系统（传统、单层与双层平面掺杂）进行了模拟与比较，确定出优化的双平面掺杂ＡｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ功率ＰＨＥＭＴ异质结构参数，并结合器件几何结构参数的设定进行器件直流与微波特性的计算，用于指导材料生长与器件制造。采用常规的ＨＥＭＴ工艺进行ＡｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ功率ＰＨＥＭＴ的实验研制。对栅长０．８μｍ、总栅宽１．６ｍｍ单胞器件的初步测试结果为：ＩＤｓｓ２５０～４５０ｍＡ／ｍｍ；ｇｍ０２５０～３２０ｍＳ／ｍｍ；Ｖｐ－２．０－２．５Ｖ；ＢＶＤＳ５～１２Ｖ。７ＧＨｚ下可获得最大１．６２Ｗ（功率密度１．０Ｗ／ｍｍ）的功率输出；最大功率附加效率（ＰＡＥ）达４７％。     

Ka波段AlGaAs/InGaAs低噪声PHEMT异质材料结构的计算机优化与实验结果

讨论了毫米波低噪声ＰＨＥＭＴ的设计要点，藕助Ｓｃｈｒｏｅｄｉｎｇｅｒ／Ｐｏｉｓｓｏｎ方程及器件方程，进行了Ｋａ波段ＡｌＧａ／ＩｎＧａＡｓ低噪声ＰＨＥＭＴ用异质层数值计算及ＣＡＤ优化，确定出分子束外延ＭＢＥ时诸层的最佳组分、浓度、与厚度、上述优化分析的结果用于器件的实验研制，取得了３４．４ＧＨｚ下噪声系数（ＮＦ）１．９２ｄＢ、相关增益Ｇａ６．５ｄＢ的国内最好结果。     

GaAs／Al_xGa_（1－x）As多量子阱掩埋条形激光器

利用ＭＢＥ生长的ＧａＡｓ／ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ折射率渐变－分别限制－多量子阱材料（ＧＲＩＮ－ＳＣＨ－ＭＱＷ），经液相外延二次掩埋生长，制备了阈值最低达２．５ｍＡ（腔面未镀膜），光功率室温连续输出可达１５ｍＷ／面的半导体激光器．经腔面镀膜后，器件已稳定工作４５００多小时．     

S钝化GaAs(100)衬底上分子束外延ZnSe薄膜的喇曼光谱研究

用分子束外延法（ＭＢＥ）分别在经（ＮＨ４）２Ｓｘ溶液和Ｓ２Ｃｌ２溶液钝化的ＧａＡｓ（１００）衬底上生长了ＺｎＳｅ薄膜．用室温喇曼光谱对不同处理方法的ＧａＡｓ上所长ＺｎＳｅ薄膜的晶体质量和ＺｎＳｅ／ＧａＡｓ界面进行对比研究．用喇曼散射的空间相关模型定量分析了一级喇曼散射的空间相关长度与晶体质量间的关系．根据ＧａＡｓ的ＬＯ－等离子激元耦合模喇曼散射强度的变化，分析了不同Ｓ钝化方法对ＺｎＳｅ／ＧａＡｓ界面以及ＺｎＳｅ薄膜质量的影响．结果表明，Ｓ２Ｃｌ２溶液钝化的ＺｎＳｅ／ＧａＡｓ样品具有较低的界面态密度和较好的     

利用CBE技术在Si衬底上生长GaAs薄膜

采用化学束外延（ＣＢＥ）技术，以三乙基镓（ＴＥＧ）和砷烷（ＡｓＨ３）为源，在Ｓｉ（００１）衬底上生长ＧａＡｓ薄膜．利用Ｈａｌｌ效应、卢瑟福背散射（ＲＢＳ）和高分辨率透射电子显微镜（ＨＲＴＥＭ）检测了外延层的质量．结果表明，ＧａＡｓ薄膜具有ｎ型导电性，载流子浓度为１．３×１０１５ｃｍ－３，其杂质估计是Ｓｉ，它来自衬底的自扩散．外延层的质量随着膜厚的增加而得到明显的改善．在ＧａＡｓ／Ｓｉ界面及其附近，存在高密度的结构缺陷，包括失配位错、堆垛层错和孪晶．这些缺陷完全缓解了ＧａＡｓ外延层和Ｓｉ衬底之间因晶格失配引     

分子束外延生长InGaAs/GaAs异质结及其在独特场效应晶体管中的应用

用分子束外延技术生长了ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ异质结材料,并用ＨＡＬＬ效应法和电化学Ｃ－Ｖ分布研究其特性。讨论了ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ宜质结杨效应晶体管（ＨＦＥＴ）的优越性。和ＧａＡｓ ＭＥＳＦＥＴＳ或ＨＥＭＴ相比,由于ＨＦＥＴ没有Ａｌ组份,具有低温特性好,低噪声和高增益等特点。本文研究了具有ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ双沟道和独特掺杂分布的低噪声高增益ＨＦＥＴ。     

应变Si—xGex／Si异质结材料的GSMBE生长及X射线双晶衍射研究

用ＧＳＭＢＥ技术在国内首次研究了应变Ｓｉ１－ｘ Ｇｅｘ／Ｓｉ异质结材料的生长，并用Ｘ射线双晶线双晶衍射技术对样品进行了测试分析，对于Ｓｉ０．９１Ｇｅ０．０９和Ｓｉ０．８６Ｇｅ０．１４单层，其半宽度ＦＷＨＭ分别为１００〃和２０２〃，对于Ｓｉ０．８９Ｇｅ０．１１／Ｓｉ多量子阱，其卫星峰多达１５个以上，三种样品中的ＧｅＳｉ外延层干涉条纹清晰可见，结果表明，用ＧＳＭＢＥ技术生长的Ｓｉ－ｘＧｅｘ／Ｓｉ异质结     

高效AlxGa_（1—x）As／GaAs太阳电池的研制及辐照效应

用液相外延（ＬＰＥ）技术制备了全面积转换效率为１８．６５％（１．０８ｃｍ２，ＡＭ０，１ｓｕｎ）及１７．３３％（２×２ｃｍ２，ＡＭ０，１ｓｕｎ）的ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ／ＧａＡｓ（ｘ＞０．８）太阳电池，１ＭｅＶ电子辐照实验表明，浅结电池的抗辐照能力比深结的强，退火可以恢复辐照损伤．     

MBE生长轻掺硅GaAs材料光荧光谱杂质特性研究

采用低温光荧光谱测试方法，研究了ＭＢＥ生长的轻掺硅ＧａＡｓ材料的杂质特性，并结合Ｈａｌｌ测量结果，讨论了ＭＢＥ关键生长条件Ⅴ／Ⅲ束流比等对Ｓｉ在ＧａＡｓ中掺杂特性的影响，研究表明掺杂元素Ｓｉ在ＧａＡｓ中起两性（施主或受主）杂质作用，适当提高Ⅴ／Ⅲ束流比可以抑制Ｓｉ的自补偿效应，从而减小载流子的补偿度，进一步提高迁移率。通过优化生长条件，本实验已获得了杂质浓度小于１０１２ｃｍ－３，７７Ｋ下迁移率大于１．６×１０５ｃｍ２／Ｖ·ｓ的高纯、高迁移率ＧａＡｓ材料。     

用MBE生长的长波长高速应变量子阱激光器

目前实验证明，由分子束外延生长的应变层ＧａＩｎＡｓ渐变折射率分别限制异质结（ＧＲＩＮ　ＳＣＨ）量子阱激光器，其性能相当于或优于ＯＭＶＰＥ生长的激光器。提高ＭＢＥ生长的激光器性能主要是优化生长条件，该结论来自以前生长应变调制掺杂ＦＥＴ的应变沟道。在此，我们将讨论ＧａＡｓＩｎ／ＧａＡｓ应变层结构的生长条件，这些应变层材料的特点以及在此条件下生长的激光器的直流和微波特性。