重掺碳GaAs层的MOCVD生长及特性研究

采用 CCl4 作为碳掺杂源 ,进行了重掺碳 Ga As层的 L P- MOCVD生长 ,并且对掺杂特性进行了研究 ,研究了各生长参数对掺杂的影响。CCl4 流量是决定掺杂浓度的主要因素。减小生长温度、减小 / 比、降低生长压力 ,都能较大的提高掺杂浓度。通过改变 CCl4 流量 ,在生长温度为5 5 0～ 6 5 0℃、 / 比为 15～ 4 0 ,生长压力在 1× 10 4 ～ 4× 10 4 Pa的范围内 ,均能得到高于 2× 10 19/cm3 的掺碳 Ga As外延层 ,最高掺杂浓度为 8× 10 19/ cm3     

掺碳GaAs生长特性的研究

采用以碳纤维为碳源的固态源MBE技术，生长了不同厚度的重接碳GaAs以及具有不同表层厚度的δ碳掺杂GaAs，通过Nomarski干涉显微镜和原子力显微镜（AFM）对样品表面形貌的观察，分析了挨碳GaAs的生长过程和各种缺陷的产生，提出碳的掺入导致了GaAs材料的三维岛状生长，促进了各种缺陷的力生。提出了通过改善生长条件减少缺陷的途径。     

掺In半绝缘GaAs衬底上外延GaAs的晶格失配研究

本文报道了在掺In半绝缘GaAs衬底上的液相和汽相外延生长,并用x射线双晶衍射和光学显微等方法研究外延层和衬底之间的晶格失配.结果表明,当衬底中In组分x<0.004时,外延层失配应力主要由弹性形变调节,不出现失配位错,并可得到很好的表面形貌;当x≥0.006时,外延层产生失配位错,失配应力主要由失配位错调节,液相外延层表面出现沿[110]和[110]方向的十字网络.当外延层产生范性形变时衬底中的临界In组分x_c在0.004和0.006之间.     

MOCVD生长的高质量掺碳GaAs/AlGaAs材料的特性研究

利用低压金属有机化合物汽相淀积方法,以液态ＣＣｌ４为掺杂源生长了高质量的碳掺杂ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ外延材料,研究了ＣＣｌ４流量、生长温度和Ⅴ／Ⅲ比等因素对外延材料中的碳掺杂水平的影响．采用电化学ＣＶ方法、范德堡霍耳方法、低温光致发光谱和Ｘ射线双晶衍射回摆曲线测量等方法对碳掺杂外延材料的电学、光学特性进行了研究．实验制备了空穴浓度高达１．９×１０２０ｃｍ－３的碳掺杂ＧａＡｓ外延材料和低温光致发光谱半宽小于５ｎｍ的高质量碳掺杂Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ外延层．在材料研究的基础上,我们以碳为Ｐ型掺杂剂生长了Ｇａ     

MOCVD生长的高质量掺碳GaAs/AlGaAs材料的特性研究

利用低压金属有机化合物汽相淀积方法,以液态CCl4为掺杂源生长了高质量的碳掺杂GaAs/AlGaAs外延材料,研究了CCl4流量、生长温度和V/Ⅲ比等因素对外延材料中的碳掺杂水平的影响。采用电化学CV方法、范德堡霍耳方法、低温光致发光谱和X射线双晶衍射回摆曲线测量等方法对碳掺杂外延材料的电学、光学特性进行了研究。实验制备了空穴浓度高达1.9×1020cm-3的碳掺杂GaAs外延材料和低温光致发光谱半宽小于5nm的高质量碳掺杂Al03Ga0.7As外延层。在材料研究的基础上,我们以碳为P型掺杂剂生长了GaAs/A1GaAs/InGaAs应变量子阱980nm大功率半导体激光器结构,并获得了室温连续工作1W以上的光功率输出。     

超晶格(GaAs)_n/(InAs)_1(001)的光学性质

采用Ｌｉｎｅａｒｉｚｅｄ－Ｍｕｆｆｉｎ－Ｔｉｎ－Ｏｒｂｉｔａｌ（ＬＭＴＯ）能带方法对应变超晶格（ＧａＡｓ）ｎ／（ＩｎＡｓ）１（００１）进行自洽计算．在得到较准确能带结构和本征波函数的基础上,计算该超晶格的光学介电函数虚部ε２（ω）、折射率和吸收系数．结果表明,该超晶格表现出的光学性质和ＧａＡｓ体材料不相同,在１．５～２．５ｅＶ能量范围的吸收系数增大,且该超晶格在较宽的能量范围内有较好的光谱响应     

MOCVD生长碳掺杂GaAs/AlGaAs大功率半导体激光器

利用低压金属有机金属化合物气相沉积方法,以液态ＣＣｌ,为掺杂源生长了高质量Ｃ掺杂ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ材料,并对生长机理、材料特性以及Ｃ掺杂对大功率半导体激光器的影响进行了分析。在材料研究的基础上生长了以Ｃ为Ｐ型掺杂剂的ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ应变量子阱半导体激光器结构,置备了高性能９８０ｎｍ大功率半导体激光器。     

MBE高掺杂n-GaAs:Si和p-GaAs:Be的光致发光谱

我们对MBE高掺杂的n-GaAs∶Si和p-GaAs∶Be进行了光致发光研究,详细比较了高掺杂n-GaAs和p-GaAs在光谱线型,峰值半宽,峰值位置等方面的差异,以及两者的发光与温度的关系.由分析得出,对于高掺杂的n-GaAs,填充在导带内较高能态(K≠0)的电子与价带顶(K=0)空穴的非竖直跃迁是主要的发光过程.而对于高掺杂的p-GaAs,则是以导带底附近(K(?)0)的电子和价带顶附近(K(?)0)的空穴竖直跃迁为主要发光过程.     

C掺杂GaAs外延层的MOCVD生长

以CCl4为掺杂源,利用EMCORE D125 MOCVD系统生长了不同C掺杂浓度的GaAs外延层.通过Hall、PL、DXRD以及在位监测工具Epimetric等手段研究了掺C GaAs层的电学特性、光学特性、晶体质量和生长速度等.     

高迁移率GaAs本征外延层的MOCVD生长

通过优化生长条件,利用EMCORE D125 MOCVD外延系统,制备了高迁移率的GaAs外延层,其迁移率在室温下达到了8 879 cm2/V@s,在77 K温度下超过了130 000cm2/V@s.结果表明,衬底表面氧化是影响外延层迁移率的重要因素.     

p型掺杂GaAs液相外延材料的光致发光研究

对Si掺杂和Zn掺杂p型GaAs液相外延材料进行光致发光研究。用发射波长为510.6nm和578.2nm的溴化亚铜激光器为激发光源,样品的低温由氦循环致冷机提供,样品室温度在10～300K中可调。在所选取的狭缝宽度下谱仪的分辨率大致为2nm,所提供的数据全部经过系统灵敏度校正并进行分峰拟合。对Si掺杂p型GaAs样品PL谱中一些主要特征进行讨论,认为A_1,A_2,A_3三个发射带分别对应着导带“尾”态中电子向价带和两个浅受主能级的跃迁,它们随温度变化的情况,和带隙宽度及电子填充状态随温度变化有关。此外,我们还观察了掺Zn的p型GaAs样品的PL谱,与掺Si样品比较,具有明显不同的特征,谱线在长波端(～950nm)的上扬趋势表明在低能区域可能存在一个与深能级复合有关的宽发射带。     

低源流量Delta掺杂p型GaN外延薄膜的研究

利用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术在蓝宝石衬底上制备了GaN:Mg薄膜.首先,对Delta掺杂p型GaN的掺杂源流量进行优化研究,研究发现在较低46 cm3/min的CP2 Mg源流量下,晶体质量和导电性能都有所改善,获得了较高空穴浓度,为8.73×1017 cm-3,(002)和(102)面FWHM分别为245和316 arcsec.随后,采用XRD、Hall测试、PL以及AFM研究了在生长过程中加入生长停顿对Delta掺杂p型GaN材料特性的影响,发现加入生长停顿后,样品电学特性、光学特性和晶体质量并未得到改善,反而下降.     

MOCVD与MBE生长GaAs/AlGaAs量子阱材料的红外探测器特性比较

用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)生长GaAs/AlGaAs量子阱材料,并制成红外探测器.测量了材料的光致发光光谱和探测器的光电流响应光谱及其它光电特性,峰值波长7.9μm,响应率达到6×103V/W,与分子束外延法(MBE)生长的材料和相关器件进行了比较,MOCVD法可满足量子阱材料和器件的要求.     

碳掺杂GaAs激光器侧向扩展电流的研究

实验研究了碳掺杂ＧａＡｓ激光器帽层的侧向扩展电流对阈值的影响。