砷化镓外延生长技术

具有代表性的化合物半导体的薄膜生长技术包括有利用歧化反应的汽相生长;有利用金属溶液的液相外延。然而现已发明了除了适应于Ⅲ—Ⅴ族化合物半导体之外,甚至于还包括固溶体在内的各种材料的种种应用技术。本文以砷化镓为中心,叙述汽相及液相技术的最近动态和存在的问题。从器件应用的角度看,外延技术存在的问题有:(1)晶体的纯度,(2)生长层界面的控制,(3)外延层的厚度控制,(4)载流子浓度控制,(5)多层生长技术等。当前,     

Ga-As-In-As超合金的原子层外延

人们不断致力于对沉积薄膜的精确控制。在合成化合物半导体薄膜方面,原子层外延(ALE)能严格控制生长过程。ALE的主要特点是其自控能力,每一个生长周期仅沉积一个单分子层。从而可严格控制生长薄层的厚度。 AL E已用于制备各种Ⅱ—Ⅵ和Ⅲ—Ⅴ族化合物薄膜。比如对Ⅲ—Ⅴ族化合物来讲,与那种化合组元同时到达衬底表面的传统生长方法不同,ALE生长是通过在衬底表面上交替沉积Ⅲ族和Ⅴ族元素进行。由于每一循     

用MOCVD法生长HgCdTe薄膜晶体

1.引言1958年Rcuhrwein提出了用金属烷基化合物制成薄膜的技术称为MOCVD法(金属有机化学汽相沉积),或称MOVPE(有机金属汽相外延)。1968年英国Hansevit开始对化合物半导体单晶的生长进行了多次试验,证实这种方法是一种高精度的薄膜生长技术。1971年Manasevit和Simpson最先报导了采用MOCVD法生长Ⅱ-Ⅵ化合物晶体     

采用离子束蒸发的GaAs薄膜外延生长

<正> 一、前言化合物半导体GaAs与元素半导体硅相比,有如下不同点,如电子迁移率高和电子在导带-价带之间跃迁时其电子动量不变等,因此被广泛用作硅所不能实现的高速器件材料和光电器件材料。一般来说,GaAs器件都是制作在GaAs薄膜表面层上,而这层薄膜是在水平布尔兹曼法或直拉法制作的GaAs衬底上外延生长的。这种GaAs薄膜过去大都采用LPE法或VPE法生长,     

略谈分子束外延技术的发展

分子束外延技术(简称MBE)是随着超高真空、表面分析和薄膜生长技术的发展而逐渐成熟的一种新工艺。1968年美国贝尔实验室A.Y.Cho等人为制作深度方向掺杂元素精确控制的超薄平面结构和多层叠加结构膜,第一次提出分子束外延技术。1968年至1974年期间,很多研究工作者在GaAs、GaP衬底上对ⅢⅤ族化合物半导体进行了大量外延生长参数、表面结构和成膜机理等方面的基础实验研究。由于处于探索阶段,曾     

Ⅲ—Ⅴ族化合物半导体异质外延中的晶面倾斜和测量

本文简述了Ⅲ—Ⅴ族化合物半导体薄膜的异质外延中,晶面倾斜的产生和测量方法,列举了VPE生长的Ga_(1-x)In_xAs/GaAs和LPE生长的GaAlAsP/GaAs结构的测量结果。在In含量为0.06—0.48之内,GaInAs异质外延层的倾斜角可达数百秒到1.5°,但GaAlAsP/GaAs的倾斜程度就小得多。实验发现晶面倾斜角随总的晶格失配量的增加而增加,(100)衬底比(110)衬底的倾斜角大,衬底的错向角的大小和方位对外延层的晶面倾斜角亦有较大的影响。     

闪锌矿结构CrAs薄膜在不同过渡层InGaAs和 GaAs上的分子束外延生长、结构及磁性

利用低温分子束外延技术分别在InGaAs和GaAs缓冲层上进行了CrAs薄膜的生长.截面高分辨透射电子显微镜图像表明,两种过渡层上生长的CrAs薄膜都保持着闪锌矿结构.利用超导量子干涉仪测量得到的残余磁矩和温度的关系曲线证明了两种过渡层上生长的CrAs薄膜的居里温度均高于400K.闪锌矿结构CrAs薄膜在不同缓冲层上的成功生长将可能拓宽这类具有室温铁磁性新型半金属薄膜在未来半导体自旋电子学领域的应用.     

闪锌矿结构CrAs薄膜在不同过渡层InGaAs和 GaAs上的分子束外延生长、结构及磁性

利用低温分子束外延技术分别在lnGaAs和GaAs缓冲层上进行了CrAs薄膜的生长.截面高分辨透射电子显微镜图像表明，两种过渡层上生长的CrAs薄膜都保持闪锌矿结构。利用超导量子干涉仪测量得到的残余磁矩和温度的关系曲线证明了两种过渡层上生长的CrAs薄膜的居里温度均高于400K.闪锌矿结构CrAs薄膜在不同缓冲层上的成功生长将可能拓宽这类具有室温铁磁性新型半金属薄膜在未来半导体自旋电子学领域的应用.     

基于不同自组装单层的酞菁氧钒薄膜晶体管

研究了不同界面修饰层对酞菁氧钒(VOPc)薄膜晶体管性能的影响。通过AFM图谱分析不同界面修饰层上VOPc薄膜的生长行为,通过半导体参数测试仪测试分析不同界面上器件的电学特性。实验结果表明,十八烷基三氯硅烷(OTS-18)修饰后生长的VOPc薄膜,比正辛基三氯硅烷(OTS-8)和苯基三氯硅烷(PTS)修饰后的薄膜晶体尺寸更大、质量更优;基于OTS-18修饰的底栅顶接触型VOPc有机薄膜晶体管,在4种结构器件中具有最高的场效应迁移率(0.51cm2/V·s),相对于未修饰的器件迁移率提高了近40倍。较长的烷基链能够有效地隔绝VOPc分子和二氧化硅之间的相互作用,利于形成大晶粒尺寸、少缺陷的优质薄膜,获得高迁移率的TFT器件。绝缘层表面自组装单分子层的厚度对其上薄膜的生长行为和相应器件的性能影响极为明显,这一结论对有机半导体薄膜生长和器件制备具有指导意义。     

周期顺序蒸发工艺生长的Cu(In,Ga)Se2薄膜结构

采用新颖的周期顺序蒸发和真空硒化退火工艺生长出p型CuIn0.7Ga0.3Se2薄膜.通过XPS谱、Raman谱、XRD谱分析了预生长层以及硒化后的CuIn0.7Ga0.3Se2薄膜,对四元化合物Cu(In,Ga)Se2的Raman谱进行了讨论,并观察到Ga对A1模式峰位的移动影响,同时发现薄膜倾向于沿(112)晶面生长,薄膜贫Cu会加剧(220)/(204)表面自发分解成{112}小晶面.研究表明,薄膜具有良好的电学特性和结构特性.     

C8 BTBT薄膜结晶形貌及OTFT器件性能研究

以p型共轭有机小分子2,7二辛基[1]苯并噻吩并[3,2‐b]苯并噻吩(C8‐BTBT)作为底栅顶接触有机薄膜晶体管(OTFT)的有源层,采用浸渍提拉法、喷墨打印法和真空蒸镀法三种制备工艺,探究半导体薄膜载流子迁移率与结晶形貌的关系,发现不同工艺下有机小分子呈现出不同的生长行为和结晶情况,在很大程度上决定了OTFT器件性能的优劣;此外,通过XRD分析研究了退火处理对C8‐BTBT结晶的影响。结果表明,真空蒸镀制备的薄膜具有更高的结晶度、衬底覆盖率高,并且呈现出SK(Stranski‐Krastanov)模式的结晶生长特征,相应器件中陷阱密度最低,迁移率高达5.44 cm^2·V^-1·s^-1,开关比超过106;且退火处理会严重破坏C8‐BTBT薄膜的结晶。因此,控制半导体层的生长行为,提升半导体层的覆盖率和结晶度是制备高性能共轭小分子OTFT器件的有效途径。     

周期顺序蒸发工艺生长的Cu(In,Ga)Se_2薄膜结构

采用新颖的周期顺序蒸发和真空硒化退火工艺生长出p型CuIn0 7Ga0 3 Se2 薄膜.通过XPS谱、Raman谱、XRD谱分析了预生长层以及硒化后的CuIn0 7Ga0 3 Se2 薄膜,对四元化合物Cu(In ,Ga)Se2 的Raman谱进行了讨论,并观察到Ga对A1模式峰位的移动影响,同时发现薄膜倾向于沿(112 )晶面生长,薄膜贫Cu会加剧(2 2 0 ) / (2 0 4)表面自发分解成{ 112 }小晶面.研究表明,薄膜具有良好的电学特性和结构特性.     

氮化镓薄膜的研究进展

主要讨论了Ⅲ—Ⅴ族化合物半导体材料氮化镓(GaN)薄膜的制备工艺、掺杂、衬底和缓冲层等相关问题，并提出了目前GaN研究中所面临的主要问题以及氮化镓材料的应用前景。     

IWO缓冲层对磁控溅射生长绒面HGZO薄膜性能的影响

研究了W掺In2O3(IWO)缓冲层(buffer layer)对磁控溅射直接生长绒面结构H化Ga掺杂ZnO(HGZO)薄膜的微观结构和光电性能的影响。实验发现,加入IWO缓冲层能够有效地增大薄膜表面粗糙度,提高了薄膜光散射能力,薄膜绒度(550nm波长处)由7.05%提高至18.37%;具有IWO缓冲层的HGZO(IWO/HGZO)薄膜的电学性能稍微提升。通过优化工艺条件,当IWO缓冲层厚为10nm时,生长获得的IWO/HGZO复合薄膜方块电阻为3.6Ω,电阻率为6.21×10-4Ωcm,可见光及近红外区域透过率(400～1 100nm)为82.18%,薄膜绒度(550nm波长处)为18.37%。     

美国开发出大有前途的砷化镓多层生长技术

将砷化镓长成厚的多层堆积结构,对降低化合物半导体器件的成本具有重要意义。美国伊利诺伊大学香槟分校的一个研究小组提出的一种新的化合物半导体材料层生长方法,已使得诸如近红外成像器之类光伏和光电器件的制备似乎变得更容易了。在使用于砷化镓(GaAs)的这项技术完善之后,这个研究小组希望该方法     

外延GaN基薄膜表面应变演变RHEED分析

介绍了反射式高能电子衍射仪(RHEED)衍射原理以及半导体薄膜表面原子间距与其衍射图像间距成反比例关系。分析了采用ECR-PEMOCVD生长技术,在α-Al2O3衬底上低温外延GaN基薄膜(氮化层、缓冲层、外延层)工艺过程。通过对RHEED图像分析软件获取不同工艺过程中的外延薄膜衍射条纹间距的数据分析、计算、比较,得到薄膜表面衍射图像间距的大小,依据RHEED衍射图像与原子面间距之间的对应关系,分析薄膜表面的应变状态演变情况。分析计算结果表明生长20min氮化层、20min缓冲层的表面原子层处于压应变状态,而生长180min的AlN外延层,表面则处于完全弛豫状态。     

高精细DVD用蓝色半导体激光器

可录制和回放2h高质量电视图像的下一代DVD需要现行的DVD有3倍以上的信息量。用蓝色半导体激光器作光源,通过电流注入而使之产生室温脉冲振荡。这种激光器是采用有机金属气相生长技术把氮化镓(GaN)和氧化铟等半导体薄膜多层沉积在基板上,选择适当的方法控制超薄膜晶体界面,从而实现了沉积几个原子厚薄层的多重量子阱结构。由于实现了蓝色激光振荡,从而进一步扩大了实现高精细DVD的可能性。1.前言     

1988中心专利选刊

在衬底上生长Ⅱ-Ⅵ族半导体化合物薄膜DD251-153-A在碲熔融液中的衬底上生长电致发光或阴极射线发光器件的Ⅱ-Ⅵ族半导体材料发光膜,衬底最好是具备蒸镀绝缘膜和高熔点金属(Ni,Au,W,Mo)丝的石英膜片。其特点是用过渡族金属掺杂Ⅱ-Ⅵ族化合物。这种过渡族金属是锰或某种稀土金属,其浓度为0.01-100atom％.可以以金属或硫化物的方式添加。Ⅱ-Ⅵ族化合物是ZnS,CsS,ZnSe,CaS,MgS;混合化合物是(Zn,     

单晶材料的晶体质量及其X射线半宽度

本文叙述可以通过单晶材料,特别是外延生长的半导体单晶薄膜材料的X射线衍射峰的半宽度,定性地判断它们的晶体质量的优劣。测量了GaAs、InP、GaP、Insb等化合物半导体单晶,以及以它们为衬底外延生长的单晶薄膜的半宽度,对测量结果和有关问题进行了讨论。     

第十届全国固体薄膜学术会议将于下月在苏州召开

由中国电子学会电子材料分会、应用磁学分会及半导体与集成技术分会主办、河北工业大学材料学院承办的第十届全国固体薄膜学术会议将于2006年10月27日～30日在苏州召开。此次会议交流的内容将包括;薄膜科学与技术展望,新型固体薄膜材料制备技术及特性研究,薄膜生长机理及模拟,先进薄膜制备技术及特性表征,薄膜表面、界面状态、微结构以及生长动力学研究,磁性薄膜、多层膜、颗粒膜、超薄膜的磁性质、相关半导体、薄膜生长和测试设