Si衬底上生长GaAs的技术

最近国外成功地用分子束外延法在Si衬底上生长出高质量的GaAs多晶.他们在3英寸Si衬底上研制出基极调制掺杂GaAs FETs(MODFETs),MESFETs和异质结双极晶体管,还成功地利用这项技术将SiMOSFETs与GaAsMESFETs进行集成.用Si作衬底生长的GaAs MESFETs跨导及夹断电压等性能均好于在GaAs衬底上制造的器件性能.     

GaAs衬底上生长CdTe的取向控制

在(100)GaAs衬底上生长CdTe往往会产生两种取向,即:(100)方向,CdTe[110] || GaAs [110]或(111)方向,CdTe[112]||GaAs[110]。作为后者,外延层和衬底间晶格失配率上有0.7％,而前者却达14.6％。因此,从外延质量的角度考虑,必须人为控制CdTe外延层,使之在衬底上取(111)生长方向。对此,已有过研究结果和解决的办法,但都难以达到高重     

在GaAs衬底上MOCVD生长的CdTe光致发光

近年来,在 GaAs 衬底上 MOCVD 生长CdTe 和 Hg_xCd_(1-x)Tc 外延层已经得到广泛的研究。但 CdTe 作为衬底材料,缺陷密度大,尚须进一步的改善。在各种高质量的单晶衬底上,如 InSb 和 GaAs 上进行异质生长,提高了 CdTe 外延层的质量。尽管 GaAs 和 CdTe之间有很大的晶格失配,在 GaAs 衬底上能够生长高质量的 CdTe 外延层.X 射线衍射、反射高能电子束衍射、电容—电压法和 Hall     

MOCVD法在GaAs衬底上生长CdTe的研究

本研究项目由电子部科技司下达。本工作是国内首次采用自行研制的MOCVD设备在GaAs和CdTe衬底上生长Ⅱ-Ⅵ族化合物——CdTe外延层。所采用的有机金属源——二甲基镉和二乙基碲及其包装鼓泡钢瓶,是化工部光明化工研究所首次研制成功的。     

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     

Si衬底上做GaAs电路

<正> 对于GaAs电路来说,主要障碍在于集成度。虽然GaAs电路速度要比Si集成电路的快得多,但成本却很高。一个4英寸的Si片只需5～10美元,而一个3英寸的GaAs片却需200～300美元。如果把GaAs电路试做在Si衬底上,不仅Si衬底的强度好,导热性好,而且成本也大大下降,但是电路的速度变慢了。在Si衬底上生长GaAs薄膜的主要难题就是要把两种物质的不同的晶体结构合在一起。因此,现在科学家们正在研究。如果这个难题一旦解决, 那么速度既快,价格又便宜的GaAs集成电路     

GaAs衬底上InP的直接外延生长及性能表征

用低压金属有机物气相外延(LP-MOCVD)技术,采用低温缓冲层生长法,在GaAs(100)衬底上直接生长了高质量的InP外延层.1.2 μm InP(004)面X射线衍射(XRD) ω-2θ和ω扫描半高全宽(FWHM)分别为373 arcsec和455 arcsec,在外延层中插入10周期Ga0.1In0.9P/InP应变超晶格后,其半高全宽分别下降为338 arcsec和391 arcsec.透射电子显微镜(TEM)测试显示,应变超晶格有效地抑制了失配位错穿进外延层,表明晶体质量得到了较大提高.     

采用界面失配阵列技术在GaAs衬底上生长GaSb

采用界面失配阵列（Interfacial Misfit arrays, IMF）技术深入研究了在GaAs衬底上外延生长GaSb,研究了生长温度、Sb：Ga等效原子通量比、AlSb过渡层厚度和GaSb外延层厚度对材料结构质量的影响。其中,生长温度、AlSb过渡层厚度是影响GaSb材料结构质量的重要因素,通过高分辨率X射线衍射（HRXRD）研究,HRXRD测量材料的衍射峰半高全宽（FWHM）值对这两个参数的变化非常敏感,而Sb：Ga等效原子通量比（Effective atomic flux ratio）,在富Sb条件下,材料结构质量受其变化影响有限,GaSb衍射峰FWHM值随其变化轻微,但是GaSb材料层结构质量随其厚度增加而提高。优化的条件为GaSb材料生长温度约为515 ℃, AlSb过渡层厚度为5 nm。制备10 nm厚的GaSb外延层,经HRXRD测试,其衍射峰FWHM值仅为约15 arcsec, 与商用GaSb衬底的衍射峰FWHM值相当。生长于其上的量子霍尔器件,在1.8 K及无电场偏压测量条件下,电子迁移率高达1.5×10⁵ cm²/Vs,达到了GaSb衬底上器件性能水平。     

在GaAs衬底上液相外延生长层质量的研究

本文初步研究了在(100)n—GaAs衬底上液相外延生长GaAs外延层厚度与生长Ga溶液厚度、生长时间、初始过冷度、降温速率的关系,以及影响外延层厚度均匀性的因素。实验指出了在GaAs上液相外延生长Ga_(1-x)Al_xAs层,随着Al含量X值的增加在室温下用X射线单晶衍射仪测得的GaAs-Ga_(1-x)Al_xAs系统的晶格失配增加,但是异质结界面附近的失配位错非常小,几乎与X值无关;而在GaAs上生长Ga_(1-x)Al_xAs_(1-y)P_y外延层,可得到室温下晶格失配非常小的GaAs-Ga_(1-x)Al_xAs_(1-y)P_y系统,但是异质结界面附近的失配位错却非常大,在室温下异质结界面是不匹配的。用熔融KOH腐蚀外延层中位错发现,一部分位错是由衬底位错引入的,而大部分位错是在外延过程中引入的。在现有条件下,可以生长出几平方毫米面积较大区域的无位错外延表面,但大部分最终表面层位错密度比衬底位错高几倍或十几倍。     

用MOCVD方法在GaAs衬底上低温生长ZnO薄膜

采用二乙基锌(DEZn)和水(H2O)作为生长源,利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)的方法,在100～400℃低温范围内,在GaAs(001)衬底上制备了ZnO薄膜.利用X射线衍射(XRD),室温PL,AFM,SEM研究了薄膜的晶体结构特性、发光特性及表面形貌特性.XRD分析表明ZnO薄膜具有很强的c轴取向,(002)峰的FWHM平均值为0.3°.当生长温度达到400℃时从SEM测量结果可以观察到薄膜表面呈六角状结晶.随着生长温度的升高,薄膜的晶粒尺寸变大,结晶质量得到提高但同时表面变粗糙.室温PL测量显示薄膜在370nm附近有强的近带边发射,没有观测到深能级发射峰.     

用MOCVD在InP衬底上生长的高性能GaAs MESFET

<正> 长波长光电集成电路(OEIC)的优点是成本低,可靠性高,改进性能后能适用于高比特率光纤通信系统。过去已报导过用InP材料可做出速度高达5Gbit/s的单片发射机OEIC和2Gbit/s的接收机OEIC。但是其集成度比GaAs基的OEIC低多了。原因是与GaAs工艺相比,InP基OEIC的器件工艺还很不成熟。最近,大家对异质外延的研究越来越广泛,异质外延的优点是;只要能控制不匹配材料的应变,就给最佳材料的选择增加了自由度。不少文献已报导过用MBE可在InP衬底上制作GaAs MESFET,它适合于长波长OEIC,得到的g_m高达170mS/mm,f_T为11     

用MOCVD方法在GaAs衬底上低温生长ZnO薄膜

采用二乙基锌(DEZn)和水(H2O)作为生长源,利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)的方法,在100～400℃低温范围内,在GaAs(001)衬底上制备了ZnO薄膜.利用X射线衍射(XRD),室温PL,AFM,SEM研究了薄膜的晶体结构特性、发光特性及表面形貌特性.XRD分析表明ZnO薄膜具有很强的c轴取向,(002)峰的FWHM平均值为0.3°.当生长温度达到400℃时从SEM测量结果可以观察到薄膜表面呈六角状结晶.随着生长温度的升高,薄膜的晶粒尺寸变大,结晶质量得到提高但同时表面变粗糙.室温PL测量显示薄膜在370nm附近有强的近带边发射,没有观测到深能级发射峰.     

在GaAs衬底上形成量子点

<正>据日本《于L/亡汐,>学会志》1992年第10期报道,日本新技术事业团在GaAs衬底上已成功制成称作量子点、大小为100nm以下的超微细晶粒。量子点把电子控制在超微细空间中时,是利用量子效应器件的基本结构,有可能成为超高速光开关和高效激光器。 所发展的技术是在GaAs衬底上,利用CVD法把InP生长成岛状,形成边宽75nm,高25nm锥形的点,把这种InP岛状晶体埋到InGaP中,照射Ar激光,在室温下可观察到波长约800nm的强发光。因发光波长移动到短波侧,这样,岛状晶体可产生量子效应。进一步控制岛状晶体的排列,并制成均匀的结构,可望实现实用化的量子点器件。     

空间生长GaAs单晶做衬底的GaAs/AlGaAs DH激光器

我们首次用在中国返地卫星上生长的Si-GaAs单晶做衬底,成功地研制出室温CW工作的GaAs/AlGaAs质子轰击条形DH激光器,DH外延片是用LPE法生长的。激光器的最低阈电流20mA,激射波长857nm,输出功率可达30mW。     

深Zn扩散GaAs/(GaAlAs)沟道衬底激光器

本文报导了密集电流限制的深Zn扩散GaAs/(GaAl)As沟道衬底激光器。该激光器具有非常低的阈值电流(低至12mA),较高的微分量子效率,直到10mW仍是单横模和单纵模工作。它的T_0值约为200℃,在10～70℃范围內阈位电流变化速率仅为0.07mA/℃。