分子束外延低温生长GaAs缓冲层

<正>在低的衬底温度(约300℃)下生长的GaAs层具有较高的电阻率,较小的光敏特性。低温生长的GaAs层用于MESFET作缓冲层,能够消除背栅效应,改善光敏特性等。国外研究结果表明,低温GaAs缓冲层为富砷结。 用国产MBE—Ⅲ型分子束外延设备进行低温生长GaAs层的研究。半绝缘GaAs衬底温度约580℃,生长约50nm GaAs层。反射高能电子衍射(RHEED)的衍射图样为(2×4)结构。然     

分子束外延低温生长GaAs的Raman光谱研究

我们对从ＧａＡｓ衬底剥离下来的低温下分子束外延生长的ＧａＡｓ（ＬＴＧ－ＧａＡｓ）薄膜进行了喇曼光谱测量，研究了不同温度下生长的ＬＴＧ－ＧａＡｓ在退火前后晶体完整性的变化．我们首次观测到了１９０℃生长样品中Ａｓ沉淀物所引起的喇曼峰，并证明８００℃快速热退火３０秒后产生的Ａｓ沉淀物是无定形Ａｓ．     

ZnMgSSe／GaAs薄膜的分子束外延生长及其特性研究

我们用分子束外延法在ＧａＡｓ（１００）衬底上生长一种新型的Ⅱ－Ⅳ族宽禁带化合物薄膜Ｚｎ１－ｘＭｇｘＳｙＳｅ１－ｙ．改变生长条件，可以控制Ｍｇ和Ｓ的组分在０≤ｘ≤１，０≤ｙ≤１．Ｍｇ和Ｓ的组分用俄歇电子能谱测定．用Ｘ－射线衍射技术对样品结构进行的研究发现，对任意Ｍｇ和Ｓ的组分，ＺｎＭｇＳＳｅ均为闪锌矿结构．用椭圆偏振光谱仪对材料的能隙和折射率进行的研究表明，加入Ｍｇ以后ＺｎＭｇＳＳｅ样品的折射率比ＺｎＳＳｅ样品的折射率要小，并且ＺｎＭｇＳＳｅ样品的折射率随民的增大而变小．合理选择ｘ、ｙ，在２．８ｅＶ＜Ｅｇ＜     

原子氢辅助分子束外延生长以GaAs材料性能的改善

利用深能级瞬态谱（ＤＬＴＳ）研究了常规分子束外延和原子氢辅助分不外延生长的掺杂Ｓｉ和Ｂｅ的ＧａＡｓ同质结构样品中缺陷的电这特性。发现原以辅助分子束外延生长的样品中缺陷的浓度与常规分子束外延生长的样品相比有明显的降低,这可解释为生长过程中原子对缺陷的原位中和与钝化作用。     

分子束外延GaAs／AlGaAs超晶格缓冲层量子阱材料的研究

采用分子束外延技术生长了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ单量子阱得多量子阱材料。采用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ超晶格缓冲层掩埋衬底缺陷，获得的量子阱结构材料被成功地用于制作量子阱激光器。波长为７７８ｎｍ的激光器，最低阈值电流为３０ｍＡ，室温下线性光功率大于２０ｍＷ。     

分子束外延低温生长GaAs缓冲层及性能研究

用国产分子束外延设备(Ⅳ型),在低温(200—300℃)下生长了GaAs,AlGaAs和GaAs-AlGAs超晶格。本文着重提出对在低温生长GaAs缓冲层上生长优质GaAs有源层,尤其对缺陷和杂质很敏感的高电子迁移率晶体管结构材料进行研究。     

分子束外延GaN/GaAs立方相异质结构的电子显微分析

运用透射电子显微镜分析了分子束外延的立方相ＧａＮ／ＧａＡｓ异质微观结构．在ＧａＮ外延层中,观察到大量的、不对称的｛１１１｝面缺陷（层错和微孪晶）,以及失配位错在该大失配界面上的非优化排列,并对面缺陷的生成机理进行了讨论     

分子束外延HgCdTe／GaAs的生长和光伏探测器的研制

文中报导了用分子束外廷工艺在ＧａＡｓ（２１１）Ｂ衬底上生长了较高质量的中、长波ＨｇＣｄＴｅ薄膜材料。生长后的材料通过退火进行转型和调节电性参数。选择的组分分别为ｘ＝０．３３０和０．２２６的两种材料，７７Ｋ时载流子浓度和迁移率分别为ｐ＝６．７×１０１５ｃｍ－３、ｕｐ＝２６０ｃｍ２Ｖ－１ｓ－１和４．４５×１０１５ｃｍ－３、４１０ｃｍ２Ｖ－１ｓ－１。研制了平面型中、长波线列光伏探测器，其典型的探测器Ｄ分别为５．０×１０１０ｃｍＨｚ１／２Ｗ－１和２．６８×１０１０ｃｍＨｚ１／２Ｗ－１（１８０°视场下），其中６４元线列中波探测器与ＣＭＯＳ电路芯片在杜瓦瓶中耦含后读出并实现了红外成像演示。     

HgCdTe分子束外延薄膜的研制

本文概要报导我们ＨｇＣｄＴｅＭＢＥ上作的最近进展。一批面积２．０－１６．６ｃｍ２，组份ｘ０．１８８－０．３０，载流子浓度７．８１×１０１４～１．０×１０１６ｃｍ－３，迁移率１．０×１０４～１．４５×１０５ｃｍ２ｖ－１．ｓ－１和ｘ射线双晶衍射半峰宽（ＦＷＨＭ）６４～１００ａｒｃｓｅｃ的Ｎ型原生ＨｇＣｄＴｅ外延膜已经得到，某些参数已接近或达到国外报导的典型值，并在国内首先研制了直径为５０ｍｍ的ＨｇＣｄＴｅ外延膜。为了评价材料的特性，用一块Ｘ＝０．２４３的外延膜经适当热处理后研制了光伏探测器试验阵列，其最好的一元探测率Ｄλ＊＝２．４４×１０１０ｃｍＨｚ１／２Ｗ－１（λｃ＝７．９μｍ）。     

在含有InSb非晶过渡层的GaAs衬底上用分子束外延生长InSb薄膜

在（１００）取向半绝缘ＧａＡｓ衬底上，采用独特的含有ＩｎＳｂ非晶过渡层的两步分子束外延（ＭＢＥ）生长了异质外延ＩｎＳｂ薄膜。ＩｎＳｂ外延层表面为平滑镜面，外延层厚度约为６μｍ，导电类型为ｎ型，室温（３００Ｋ）和液氮（７７Ｋ）霍尔载流子浓度分别为ｎ＿（３００Ｋ）：２．０×１０￣（１６）ｃｍ￣（－３）和ｎ＿（７７Ｋ）：２．４×１０￣（１５）ｃｍ￣（－３）；电子迁移率分别为μ＿（３００Ｋ）：４１０００ｃｍ￣２Ｖ￣（－１）Ｓ＿（－１）和μ＿（７７Ｋ）：５１２００ｃｍ￣２Ｖ￣（－１）Ｓ￣（－１）。ＩｎＳｂ外延层双晶衍射半峰宽为１９８ａｒｃｓ，最好的ＩｎＳｂ外延层的半峰宽小于１５０ａｒｃｓ。采用ＩｎＳｂ非晶过渡层有效地降低了外延层中的位错密度，改善了ＩｎＳｂ外延层的质量。     

在砷化镓衬底上用分子束外延法生长锑化铟薄膜

用分子束外延方法在ＧａＡｓ上生长ＩｎＳｂ薄膜。方法是先在温度３８０℃生长ＩｎＳｂ有源层。然后低温（３００℃）生长一层约０．０３μｍ厚的ＩｎＳｂ缓冲层。Ｓｂ＿４与Ｉｎ的束流等效压强比为４：１时，可获得温度７７Ｋ最大霍尔迁移率的材料。在２～５μｍ厚度的薄膜中，温度７７Ｋ的霍尔迁移率大于３５０００ｃｍ￣２Ｖ￣（－１）·ｓ￣（－１）和Ｘ射线半峰宽小于２５０（″）。温度７７Ｋ的霍尔迁移率比最近报导的结果大３倍。Ｘ射线半峰宽也相对小。对可改进薄膜性能的几种可能性作了探讨。     

GaAs分子束外延中硅阶梯掺杂优化及C-V测量

以硅作为砷化镓分子束外延（MBE）生长中的n型掺杂剂，为了确定硅的掺杂浓度，在一片GaAs半绝缘衬底上生长多个GaAs处延层，每一层中进行不同浓度的Si掺杂，然后用电化学C—V的方法确定各层中的载流子浓度，一次性得到了不同Si掺杂浓度与Si炉的温度之间的关系曲线。本文还介绍了如何采用控制生长的条件得到陡峭的界面，使不同掺杂浓度的层与层之间的界面变化非常明显。     

硅上砷化镓分子束外延工艺及器件应用

本文介绍了硅上砷化镓异质外延生长工艺及其在器件应用上的结果。由于我们非常重视从三维到二维成核状态转变的初始层的生长,从而明显降低了因砷化镓和硅之间晶格失配和不同热膨胀系数引起的高位错密度,抑制了砷化镓和硅界面处反相畴的出现。我们与清华大学合作实现了砷化镓外延层上的LED与硅衬底上MOSFET的单片光电集成。     

GaAs基分子束外延材料的市场和产业化

评述了当前高速发展的信息技术对化合物半导体的市场 ,特别是对分子束外延材料市场的推动。介绍了实验室研制的高性能 MBE二维材料及其器件的应用结果。讨论了我国 MBE Ga As材料的产业化进展