InAs/GaInSb应变层超晶格材料的界面结构

介绍了InAs／GaInSb应变层超晶格材料的界面结合类型及其对材料界面结构和光电性能的影响,分析了在超晶格界面处的原子置换和扩散现象。同时,总结了分子束外延生长过程中控制InAs／GaInSb超晶格界面结构的生长工艺,指出采用原子迁移增强（MEE）外延生长技术,可以有效地抑制界面处原子的置换和扩散现象。     

MBE方法在GaAs(001)衬底上外延生长GaSb膜

利用分子束外延方法(MBE)在GaAs(001)衬底上外延生长了GaSb薄膜,利用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、原子力显微镜(AFM)、Hall效应(HallEffect)和低温光荧光谱(LTPL)等手段对薄膜的晶体质量、电学性能和光学质量进行了研究。发现直接生长的GaSb膜表面平整,空穴迁移率较高。引入GaSb/AlSb超晶格可有效阻断进入GaSb外延层的穿通位错,对应的PL谱强度增强,材料的光学质量变好。     

不同厚度对分子束外延生长GaSb薄膜的影响

采用分子束外延(MBE)在GaAs衬底上生长GaSb薄膜,为了减小因晶格失配度较大所引起的位错密度,采用低温GaSb作为缓冲层.通过X射线双晶衍射仪和原子力显微镜分析得出,当低温GaSb缓冲层的厚度为20nm时,GaSb外延层中的位错密度最小,晶体质量最好.此外,缓冲层和外延层的厚度共同对GaSb薄膜晶体质量和表面形貌产生影响.     

缓冲层生长速率对GaSb薄膜二维生长的影响

用分子束外延(MBE)法在GaAs(100)衬底上生长GaSb薄膜,得到了GaSb薄膜的优化生长工艺条件.为了降低因晶格失配度较大所引起的位错密度,采用低温(LT)GaSb作为缓冲层,研究了缓冲层的生长速率对GaSb薄膜二维生长的影响,并以此说明缓冲层在GaSb薄膜生长中所起的作用.通过X射线双晶衍射仪和原子力显微镜测试分析,得到当低温GaSb缓冲层的生长速率为1.43μm/h时,GaSb外延层中的位错密度最小,晶体质量最好.     

Ge基GaAs薄膜和InAs量子点MBE生长研究

采用分子束外延(MBE)法,在优化Ge衬底退火工艺的基础上,通过对比在(001)面偏<111>方向分别为0°、2°、4°和6°的Ge衬底上生长的GaAs薄膜,发现当Ge衬底的偏角为6°时有利于高质量GaAs薄膜的生长;通过改变迁移增强外延(MEE)的生长温度,发现在GaAs成核温度为375℃时,可在6°偏角的Ge衬底上获得质量最好的GaAs薄膜。通过摸索GaAs/Ge衬底上InAs量子点的生长工艺,实现了高效的InAs量子点光致发光,其性能接近GaAs衬底上直接生长的InAs量子点的水平。     

1.5微米波段GaAs基异变InAs量子点分子束外延生长

1.55微米波段GaAs基近红外长波长材料在光纤通讯,高频电路和光电集成等领域有潜在的应用价值。本文用分子束外延方法研究了GaAs基异变InAs量子点材料的生长,力图实现在拓展量子点发光波长的同时保持或增加InAs量子点的密度。在实验中,首先优化了In0.15GaAs异变缓冲层的生长,研究了生长温度和退火对减少穿通位错的作用。在此基础上,优化了长波长InAs量子点的生长。最终在GaAs基上获得了温室发光波长在1491nm,半高宽为27.73meV,密度达到4×1010cm-2的InAs量子点。     

生长温度对InAs／GaSb超晶格晶体结构和表面形貌的影响

采用分子束外延(MBE)技术,在GaSb(100)衬底上外延生长InAs(4ML)/GaSb(8ML)超晶格(SLs).研究了生长温度(400～440℃)对超晶格晶体结构和表面形貌的影响.结果表明,420℃生长的超晶格结构完整和表面粗糙度最小,其荧光光谱(PL)峰值波长在约2.54μm处,响应光谱50%截止波长在约2.4μm处.通过控制快门顺序形成InSb和混合两种界面,并发现生长温度强烈影响混合界面InAs/GaSb超晶格结构和表面形貌,而对InSb界面超晶格的影响较小.     

InAs/GaSb超晶格红外探测器台面的ICP刻蚀研究

采用分子束外延方法在GaSb衬底上生长InAs/GaSb超晶格红外薄膜材料,为获得台面结构,采用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀技术和Cl2/Ar刻蚀气体,分别研究了不同刻蚀时间、不同气体比例及不同功率对GaSb、InAs及InAs/GaSb超晶格刻蚀速率和刻蚀形貌的影响。结果表明,由于刻蚀产物InCl x的低挥发性阻挡了Cl2的刻蚀,InAs的刻蚀速率低于GaSb;Cl2比例在20%~40%时,刻蚀表面粗糙度最小,明显低于湿法腐蚀造成的表面损伤,有助于形成良好的欧姆接触和减小器件的表面漏电流。     

用分子束外延制备红外锑化物激光器和探测器材料

用固态源分子束外延方法,在GaSb衬底上成功地生长出四元系Ⅲ-V族锑化物单层、多量子阱和激光器、探测器结构材料、并用这些材料制备了2μm波段室温准连续脊波导AlGaAsSb/InGaAsSb多量子阱。     

气态源分子束外延及其源材料

一、引言分子束外延(MBE)和金属有机化合物汽相外延(MOVPE)是两个先进的材料外延技术。气态源分子束外延(GSMBE)[化学束外延(CBE)、金属有机化合物分子束外延(MOMBE)]是由前两项技术发展起来的。这种外延具有分子束流性质,同时,它在外延过程中向生长室引入并精确地控制气体,兼有MBE和MOVPE两项技术的优点。目前,国内已开展气态源分子束外延技术的研究。国外用此技术已研制了多种优质材料和器件,其GaAs外延膜峰值电子迁移率已达300000cm~2/V·s,所研制的器件结构有光电二极管、三极管、多量子阱激光器、分布反馈激光器、光双稳器件、高迁移     

THz量子级联激光器的材料生长和器件制作

采用分子束外延的方法，生长了GaAs／Al0.17Ga0.85As基共振声子辅助跃迁的太赫兹量子级联激光器结构，并按照单面金属波导的工艺进行了器件制作。材料的结构由高分辨X射线衍射来确定。在温度为9-150K的范围内，测量了器件的I-V曲线。     

新型分子束外延束源快门的研制

束源快门在分子束外延技术中占有重要地位,是分子束外延设备上的关键部件之一。针对国产MBE—Ⅰ、Ⅱ型手动快门的种种不足,设计了一种新型的磁力偶合电脉冲驱动快门。其结构简单、小巧、紧凑,运转灵活、可靠。理论上开关时间为0.04秒。采用防污染措施。可有效地防止砷对快门的污染。新型快门的出现将有助于高质量分子束外延生长以及自动化生长过程的实现,并可应用于新一代分子束外延设备上。     

隧穿型量子效应薄膜材料制备技术

探讨了隧穿型量子效应薄膜材料制备技术,并应用分子束外延方法制备了典型结构外延材料GaAs基共振隧穿二极管,经过器件验证,得到了较好的结果.重点讨论了关键制备技术,包括束流精细控制和间歇式生长方式,主要是为了生长出更接近完美的晶体结构和晶体表面,并分析了测试结果和器件验证结果,最终得出整套隧穿型量子效应薄膜材料制备技术.     

长波红外HgCdTe／SiFPA工艺现状

用分子束外延（MBE）生长质量最好HgCdTe（MCT）外延层是采用的近晶格匹配衬底CdZnTe,但这种衬底成本高,尺寸较小,这促使人们研究另外的适合于大批量生产的衬底材料。从材料科学观点看,所选择衬底应在红外波段是透明的（从近红外到极长波红外）其热膨胀系数与MCT接近,晶格失配尽可能小。在所研究衬底材料中,Si、Ge、GaAs、     

低温分子束外延生长GaAs材料及相关器件研究进展

本文概括了低温分子束外延GaAs(LT MBE GaAs)材料的发展历史及国内外的最新研究状况。简单介绍了这种材料在器件方面的应用及其性质的理论研究进展。针对此种材料研究中尚需解决的一些问题进行了讨论,并就国内现有基础分析了此项研究的必要性及可行性。     

940nm高功率列阵半导体激光器

利用分子束外延生长方法生长出ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ应变量子阱材料。利用该材料制作出的应变量子阱列阵半导体激光器准连续（５００μｓ,１００Ｈｚ）输出功率达到２７Ｗ（室温）,峰值波长为９３９￣９４１ｎｍ,并分析了影响列阵半导体激光器输出功率的因素。     

InAs自组织量子点(线)的制备和表征

在InP(001)基衬底上用分子束外延方法生长了InAs纳米结构材料，通过改变生长方式，得到了InAs量子点和量子线。根据扫描电镜和透射电镜观测结果的分析，认为衬底旋转时浸润层三角形状的台阶为InAs量子线的成核提供了优先条件，停止衬底旋转时InAlAs缓冲层沿[11^-0]方向分布的台阶促使InAs优先形成量子点。讨论了量子点和量子线的形成机理。     

InAs薄膜的分子束外延生长与表面形貌及表面重构分析

利用带有反射高能电子衍射(RHEED)仪的分子束外延(MBE)方法,通过RHEED图像演变实时监控薄膜生长状况,采用RHEED强度振荡测量薄膜生长速率,在InAs(001)基片上同质外延InAs薄膜。利用扫描隧道显微镜(STM)对MBE生长的InAs薄膜表面形貌以及表面重构进行扫描分析,证实样品表面为原子级平整,并指出样品表面处于β2(2×4)与α2(2×4)两种重构混合的重构相。     

我国MBE GaAs基材料如何从实验室走向产业化

以分子束外延（MBE）GaAs基微结构材料为基础制作的HEMT,PHEMT等器件在信息产业中已广泛应用,在国外并已进入产业化。20世纪80年代中期以来,中科院半体所研制的MBE GaAs基材料,已被成功地用于制备出一系列新型半导体器件;其HEMT,PHEMT微结构材料的实用化性能指标已经基本达到国际一流产品的水平;并对MBE GaAs材料如何走向产业化进行了探讨。     

用乙硅烷及固态锗源外延生长应变GeSi／Si合金

采用气态源分子束外延（ＧＳＭＢＥ）法成功地生长出应变ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ异质结合金，所使用的源分别是乙硅烷和固态锗。用固态锗取代气态锗烷，即保留了生长中由氢化物裂解产生的氢原子在生长表面上的活化作用（ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ ｅｆｆｅｃｔ），又利用了固态源炉通过挡板能够迅速切断分子束流的优点。样品的Ｘ射线双晶衍射，透射电子显微镜及光荧光测量表明ＧｅｘＳｉ１－ｘ合金具有较好的晶格完整性及平坦的异质结界