全固源分子束外延生长InP和InGaAsP

在国产分子束外延设备的基础上 ,利用新型三温区阀控裂解源炉 ,对 In P及 In Ga As P材料的全固源分子束外延 (SSMBE)生长进行了研究。生长了高质量的 In P外延层 ,表面缺陷密度为 65cm- 2 ,非故意掺杂电子浓度约为 1× 1 0 16cm- 3.In P外延层的表面形貌、生长速率及 p型掺杂特性与生长温度密切相关 .研究了 In Ga As P外延材料的组分特性 ,发现在一定温度范围内生长温度对 族原子的吸附系数有较大影响 .最后得到了晶格匹配的 In0 .56Ga0 .4 4 As0 .94 P0 .0 6材料 ,低温光致发光谱峰位于 1 50 7nm,FWHM为 9.8me V.     

重碳掺杂p型GaAsSb的GSMBE生长及其特性

以四溴化碳(CBr4)作为碳掺杂源,采用气态源分子束外延(GSMBE)技术生长了InP衬底上晶格匹配的重碳掺杂p型GaAsSb材料.通过改变CBr4压力,研究了掺杂浓度在(1～20)×1019cm-3范围内的掺杂特性,得到的最大掺杂浓度为2.025×1020cm-3,相应的空穴迁移率为20.4cm2/(V·s).研究了不同生长温度对掺碳GaAsSb外延层组分、晶格质量和表面粗糙度的影响,结果表明480℃是生长优良晶格质量的最优温度.     

重碳掺杂p型GaAsSb的GSMBE生长及其特性

以四溴化碳(CBr4)作为碳掺杂源,采用气态源分子束外延(GSMBE)技术生长了InP衬底上晶格匹配的重碳掺杂p型GaAsSb材料.通过改变CBr4压力,研究了掺杂浓度在(1～20)×1019cm-3范围内的掺杂特性,得到的最大掺杂浓度为2.025×1020cm-3,相应的空穴迁移率为20.4cm2/(V·s).研究了不同生长温度对掺碳GaAsSb外延层组分、晶格质量和表面粗糙度的影响,结果表明480℃是生长优良晶格质量的最优温度.     

分子束外延生长的连续工作InGaAs/InP隐埋异质结激光器

人们对用于1.0～1.7μm波长光纤通信系统光源的以InGaAsP和InGaAs作有源层的半导体激光器已进行了广泛研究。本文报导一种采用分子束外延生长制备的InGaAs/InP隐埋异质结激光器,该激光器的隐埋层是用液相外延生长的。InGaAs/InP隐埋异质结激光器的结构如图1所示。该激光器是以掺Sn(100)InP为衬底,用分子束外延生长:(1) n-InP限制层;(2) 非掺杂(n-型)InGaAs有源层;(3) p-InP限制层。接着用液相外延生长隐埋层(p-InP层和n-InP层),再用分子束外延生长p-InGaAs顶层。在分子束外延生长     

InAsP/InGaAsP/InP应变材料的二维倒空间衍射研究

采用X射线衍射三轴二维倒空间衍射图研究了InP(100)衬底上分子束外延生长的压应变InAsP材料和张应变InGaAsP材料.实验测定了两种材料的(004)面、(224)面的倒空间衍射图,得到了处于部分弛豫状态的InGaAsP在不同方向呈现不同的应变状态.排除了外延层倾斜及应变对确定失配度的影响,准确计算得到InAsP外延层体失配度为1.446%,InGaAsP外延层体失配度为-0.5849%,并且生长了高质量的应变补偿8阱多量子阱.     

InAsP/InGaAsP/InP应变材料的二维倒空间衍射研究

采用X射线衍射三轴二维倒空间衍射图研究了InP(100)衬底上分子束外延生长的压应变InAsP材料和张应变InGaAsP材料.实验测定了两种材料的(004)面、(224)面的倒空间衍射图,得到了处于部分弛豫状态的InGaAsP在不同方向呈现不同的应变状态.排除了外延层倾斜及应变对确定失配度的影响,准确计算得到InAsP外延层体失配度为1.446%,InGaAsP外延层体失配度为-0.5849%,并且生长了高质量的应变补偿8阱多量子阱.     

InAsP/InGaAsP/InP应变材料的二维倒空间衍射研究

采用X射线衍射三轴二维倒空间衍射图研究了InP(100)衬底上分子束外延生长的压应变InAsP材料和张应变InGaAsP材料. 实验测定了两种材料的（004）面、(224）面的倒空间衍射图，得到了处于部分弛豫状态的InGaAsP在不同方向呈现不同的应变状态. 排除了外延层倾斜及应变对确定失配度的影响，准确计算得到InAsP外延层体失配度为1.446%, InGaAsP外延层体失配度为-0.5849%，并且生长了高质量的应变补偿8阱多量子阱.     

高电子迁移率InP/InP外延材料的MBE生长

采用固态磷源分子束外延技术在InP(100)衬底上生长了高质量的InP外延材料.实验结果表明InP/InP外延材料的电学性质与诸多生长参数密切相关.根据霍耳测量结果,对生长条件和实验参数进行了优化,在生长温度为370℃,磷裂解温度为850℃,生长速率为0.791μm/h和束流比为2.5的条件下,获得了厚度为2.35μm的InP/InP外延材料.在77K温度下,电子浓度为1.55×1015cm-3,电子迁移率达到4.57×104cm2/(V·s).     

带有复合掺杂层集电区的InP/InGaAs/InP DHBT直流特性分析

设计了一种新结构InP/InGaAs/InP双异质结双极晶体管(DHBT),在集电区与基区之间插入n+-InP层,以降低集电结的导带势垒尖峰,克服电流阻挡效应.采用基于热场发射和连续性方程的发射透射模型,计算了n+-InP插入层掺杂浓度和厚度对InP/InGaAs/InP DHBT集电结导带有效势垒高度和I-V特性的影响.结果表明,当n+-InP插入层掺杂浓度为3×1019cm-3、厚度为3nm时,可以获得较好的器件特性.采用气态源分子束外延(GSMBE)技术成功地生长出InP/InGaAs/InP DHBT结构材料.器件研制结果表明,所设计的DHBT材料结构能有效降低集电结的导带势垒尖峰,显著改善器件的输出特性.     

带有阶梯缓变集电区的InP/InGaAs/InP DHBT材料研究

设计并生长了一种新的InP/InGaAs/InP DHBT结构材料,采用在基区和集电区之间插入两层不同禁带宽度的InGaAsP四元系材料的阶梯缓变集电结结构,以解决InP/InGaAs/InP DHBT集电结导带尖峰的电子阻挡效应问题。采用气态源分子束外延(GSMBE)技术,通过优化生长条件,获得了高质量的InP、InGaAs以及与InP晶格相匹配的不同禁带宽度的InGaAsP外延材料。在此基础上,成功地生长出带有阶梯缓变集电区结构的InP基DHBT结构材料。