金属有机化学气相沉积GaAs／Si外延层中的深能级发光对温度的依…

本文测量了用金属有机物化学气相沉积方法在Ｓｉ衬度上生长的ＧａＡｓ外延层中的深能级发光光谱对温度的依赖关系，系统地研究了１．１３和１．０４ｅＶ发光带的发光强度，峰值位置和半宽度随着温度的变化关系，获得了它们的热激活能，Ｈｕａｎｇ－Ｒｈｙｓ因子，振动声子能量和Ｆｒａｎｋ－Ｃｏｎｄｏｎ位移，并讨论其来源。     

金属有机物化学气相沉积GaAs／Si外延层中1.13eV发光带特性研究

用不同温度和激发强度下的近红外光致发光研究了金属有机物化学气相沉积方法在Ｓｉ衬底上生长的ＧａＡｓ外延层中的１．１３ｅＶ发光带的发光特性，表明此发光带为施主－受主对复合发光．根据１．１３ｅＶ发光带的峰值能量和发光强度随温度和激发强度的变化关系，确定施主和受主的束缚能分别为５和２９５ｍｅＶ，并证实ＧａＡｓ／Ｓｉ外延层中的１．１３ｅＶ发光为硅施主－镓空位受主对的复合发光．     

用金属有机化学气相沉积在Si上外延生长ZnS

一、引言ZnS 是一种极吸引人的制作光发射器件的材料,它可覆盖从可见到紫外区的波段。然而,就器件的应用而言,材料的高质量外延层是不可缺少的。关于用金属有机化学气相沉积法(MOCVD)外延生长 ZnS 的研究,指出该技术的潜力是生长温度低于其它传统气相外延生长技术,而获得优质外延层。已经采用 GaAs 和 GaP 作 ZnS 外延生长的衬底。     

GaAs/Si外延层的TEM研究

外延生长半导体材料中的微缺陷对其性能及应用有着关键性的影响,为此微观缺陷的研究的必要性就显得更突出了。而透射电子显微学恰是进行微缺陷研究的重要手段。本工作就Si衬底上外延生长Ga As开展研究。实验样品有两类:(1)在Si衬底上直接生长Ga As;(2)在Si衬底上先生长一定量的Ga AsIn Ga As超晶格作为缓冲层,而后再生长Ga As。实验结果表明两类样品中的Si衬底晶体完整度很好,外延层中存在着大量的晶体缺陷,但缺陷性质不完全类同。对于第(1)类样品缺陷以位错为主,同时有一些微孪     

GaAlAs／GaAs发光管中深能级与暗缺陷关系

本文用DLTS和瞬态单电容技术研究了液相外延生长的GaAlAs/GaAs有源层掺Si器件的深能级，用红外显微镜测量了近场EL图像，研究了深能级及暗结构缺陷的器件的影响及它们间的关系。     

常压有机金属气相外延GaAs的选择生长

用 TMG,AsH_3和 AsCl_3作气体源实现了常压有机金属气相外延 GaAs 的完全选择外延。在650—750℃的生长了温度观察下选择能力。Si_3N_4或 W 膜上多晶沉积的屏蔽层是由膜上的 HCl 吸收引起的,从而避免了GaAs 的成核现象。在窗口部分,生长速率可以通过控制 TMG/AsCl_3的速率来调     

有机金属气相外延GaAs的载流子浓度与外延气氛中As/Ga值的关系

OMV法非有意掺杂外延GaAs的载流子浓度受外延气氛中As/Ga值的控制。本研究中发现: As/Ga值等于十四左右, N型外延GaAs的迁移率有一个最大值,相应的载流子浓度较低。掺硫N型外延GaAs的载流子浓度随As/Ga值的增加而下降。 本文分析了OMV法的外延机构,提出了质量输运控制下的界面反应区部分反应热力学平衡模型,从而导出了Ⅵ族、Ⅱ族以及Ⅳ族元素的掺杂关系式。应用这些关系式能满意地解释OMV法外延GaAs的载流子浓度与As/Ga值的关系,并能说明其他工艺条件(外延温度、生长速率、掺杂量等)对外延GaAs载流子浓度的影响。 研究结果已经应用于GaAs FET材料的制备工艺,因而掺S外延GaAs的载流子浓度得到了有效的控制。     

GaAs／AlGaAs非对称耦合双阱光荧光的温度依赖关系

报道了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ非对称耦合双量子阱ｐｉｎ结构在不同温度下的光荧光谱，观察到宽阱与窄阱重空穴激子峰荧光强度随温度上升而较快下降的不同变化关系，结果表明窄阱电子的热发射是导致窄阱光荧光强度随温度上升而较快下降的主要原因。同时观测到宽阱轻空穴激子峰强度特环的温度依赖关系，并分析了其物理机制。     

热退火对分子束外延生长的高纯GaAs薄膜中深能级的影响

用深能级瞬态谱(DLTS)研究了分子束外延生长的高纯GaAs薄膜中的深能级.带金电极的高纯GaAs薄膜经不同温度的热退火,其DLTS峰谱的位置和幅度均发生变化.这是由于在热退火中金电极与GaAs反应,从而出现各种各样的DLTS峰谱.来用器件制造的台面腐蚀工艺去除反应物后的DLTS峰谱退化为一个单峰谱.本文结合伏安特性的测量结果对DLTS峰谱的变化进行了分析和讨论.     

基于外延层转移的GaAs PIN与Si异构集成技术

<正>南京电子器件研究所采用外延层转移技术在国内率先开展了晶体管级异构集成方面的研究,并于2013年突破了超薄外延层的剥离技术、异质圆片的键合技术等异构集成关键技术,成功地将3μm厚的76.2 mm(3英寸)GaAs外延层薄膜完整地剥离并转移到Si衬底上(如图1所示),并进行了Si基GaAs PIN二极管的制备。测试表明,Si基GaAs PIN二极管性能与GaAs基PIN二极管性能相比没有发生退化(如图2所示),且具有较好的片内一致性(如图3所示),这说明整套外延层转移工艺并未对外延层的质量产生影响。     

GaAs气相双层外延层中有源层与缓冲层过渡区宽度的研究

本文采用漂移扩散与扩散模型,对双层VPE GaAs浓度分布进行了数学模拟,找出了有源层杂质初始分布和最终分布,从而找到了浓度过渡区宽度的解析解.与实验结果取得了好的一致. 文中还给出了实验测定的杂质 Sn在 VPE GaAs气-固相间的分配系数.给出了浓度分布的理论计算公式.     

砷化镓汽相外延层-衬底交界面上高阻区中的深能级

为了弄清在 GaAs 汽相外延层和衬底交界面之间引起高阻层的深中心的能级,确立了三种测量方法:(1)肖特基势垒电容与时间的关系,(2)肖特基势垒反向电流与温度的关系,(3)高阻区的光电导。在不同温度下测得的电容随时间变化,从中可以发现,在深阱处的电子激活能大约为0.89电子伏。当耗尽层夹在高阻区内时,则肖特基势垒的反向电流比起通常的反向电流约大三个数量级。有关反向电流与温度的关系以及高阻区中光电导光谱的测量结果表明,在价带上面存在着三个深能级,其范围大约为0.3～0.6电子伏。在高阻区,观察到了非本征负光电导。     

分子束外延GaAs/Si应变层的光致发光和光反射谱研究

研究了分子束外延GaAs/Si光致发光谱的激发强度和温度依赖关系。确定出2个本征发光峰,分别对应于导带至m_J=±3/2和m_J=±1/2价带的复合。这种价带的移动和分裂归因于由GaAs和Si的热膨胀系数不同所引起的GaAs层双轴张应力。还观测到4个非本征发光峰,分别为导带至m_J=±1/2碳受主态发光、可能与缺陷有关的发光以及可能由Mn和Cu受主杂质引起的发光。室温下将GaAs/Si和GaAs/GaAs材料的光反射谱进行比较,前者明显向低能移动约8meV,观测到3个特征谱结构,与光致发光结果相一致。     

流体静压力下的Si中的深杂质能级

在硬原子赝势近似下,由赝势平面波方法计算的能隙压力系数与实验符合较好.压力下,赝原子轨道的s态局域半径扩大,p态局域半径减小.考虑了局域半径的变化,用赝原子轨道线性组合方法也得到了与实验相当的能隙压力系数.以变化后的赝势和原子轨道为基础,用集团方法计算了Si中杂质能级的压力系数,得到了与Vogl不同的结论.施主态压力系数的大小与能级的对称性有关,而与深浅无关.S、Se、Te的Al态压力系数的计算值与实验符合较好.受主态相对于价带顶的压力系数与能隙的压力系数相近(～-1.5).     

金属有机化学气相沉积生长的GaN膜中V缺陷研究

利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术,在Si(111)衬底上外延生长不同厚度的GaN。外延层薄的GaN表面存在大量的V缺陷,并且V缺陷的两侧有相互平行的带状高坡;外延层厚的GaN表面没有V缺陷,表面平整且晶体质量高。位错处存在晶格畸变,杂质易于在此处聚集,达到一定浓度就会抑制晶体在此处生长而形成V缺陷。受位错附近应力场与气流的影响,V缺陷两侧出现带状高坡。生长时间延长,GaN表面的V缺陷就会被填满,带状高坡横向生长合并成为平整的表面。用m(KOH)∶m(H2O)=1∶10的KOH溶液腐蚀后,平整的表面出现六角腐蚀坑,密度与原生坑密度相近,认为是原生坑被填满的位置腐蚀后再次出现。     

不同衬底上氧化锌薄膜的金属有机化学气相沉积方法生长

氧化锌薄膜通过金属有机化学气相沉积方法生长在康宁玻璃与α-蓝宝石衬底上,研究了有关薄膜的生长质量与发光特性.通过X光衍射方法测试研究发现,不仅在以α-蓝宝石为衬底的样品中,同时,在以玻璃为衬底的样品中都发现了氧化锌(0 0 2)方向生长的尖峰,表明生长在两种衬底上的样品都是高度的C向生长.对两种样品的荧光谱研究发现,两者的紫外峰位于374 nm附近,在以α-蓝宝石为衬底的样品中,有深能级发射,但在以玻璃为衬底的样品中没有发现,表明在玻璃衬底上我们生长出了高质量的氧化锌薄膜.通过原子力显微镜,对生长在两种衬底上薄膜的表面形貌做了观察,其晶粒的大小与表面粗糙度有一定的差别,表明二者都是以柱状形式生长的.     

过渡层对Ge衬底GaAs外延层晶体质量的影响

利用低压金属有机化学汽相淀积(MOCVD)设备在Ge衬底上生长GaAs外延层.通过改变GaAs过渡层的生长温度对GaAs外延层进行了表征,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪研究了表面形貌和晶体质量,优化出满足高效太阳能电池要求的高质量GaAs单晶层生长条件.     

外延迁移技术制作用于光电子单片集成的Si上GaAs／GaAlAsDHLED

描述了在国内首次采用外延迁移技术研制适合于制作光电子集成电路的硅上硬化镓双异质结发光二极管的工艺过程及实验结果。发光器件是在外延迁移以后流片制作的，克服了光子器件的对准问题，可与电子器件大规模集成。     

金属／绝缘层／金属隧道结构的粗糙度与发光光谱的关系

在金属／绝缘层／金属（Ｍｅｔａｌ／Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ／Ｍｅｔａｌ，ＭＩＭ）隧道绍发光中，粗糙度与表面等离电磁量子（ＳｕｒｆａｃｅＰｌａｓｍｏｎＰｏｌａｒｉｔｏｎ，ＳＰＰ）的耦合起着非常重要的作用，本文利用原子力显微镜摄得发光ＭＩＭ隧道结粗糙表面的照片，研究了粗糙度分布的统计结果与测得的发光光谱之间的关系。