利用双低温缓冲层和插入应变超晶格技术制备高质量InP-on-GaAs复合衬底的MOCVD生长

提出一种结合双低温缓冲层和应变超晶格优势的高质量InP-on-GaAs复合衬底制备技术．研究发现LT-InP/LT-GaAs的双低温缓冲层比单一低温InP缓冲层的聚集应变的效果更为显著．并且,双低温缓冲层中的低温GaAs层存在一个最优生长厚度．当低温InP生长厚度一定,低温GaAs层的生长厚度达到优化生长厚度时,LT-InP/LT-GaAs双低温缓冲层能达到调节应变的最佳状态．最后,通过插入InGaP/lnP应变超晶格,并且优化其在外延层中的插入位置．得到了高质量的InP-on-GaAs的复合衬底,2μm厚的lnP外延层XRD-ω/2θ扫描的半高宽小于200．     

基于异变缓冲层与应变层超晶格的InP/GaAs异质外延

利用低压金属有机化学气相沉积技术, 开展InP/GaAs异质外延实验。由450 ℃生长的低温GaAs层与超薄低温InP层组成双异变缓冲层, 并进一步在正常InP外延层中插入In1-xGaxP/InP(x=7.4%)应变层超晶格。在不同低温GaAs缓冲层厚度、应变层超晶格插入位置及应变层超晶格周期数等条件下, 详细比较了InP外延层(004)晶面的X射线衍射谱, 还尝试插入双应变层超晶格。实验中, 1.2 μm和2.5 μm厚InP外延层的ω扫描曲线半峰全宽仅370 arcsec和219 arcsec; 在2.5 μm厚InP层上生长了10周期In0.53Ga0.47As/InP 多量子阱, 室温PL谱峰值波长位于1625 nm, 半峰全宽为60 meV。实验结果表明, 该异质外延方案有可能成为实现InP-GaAs单片光电子集成的一种有效途径。     

量子阱激光器超晶格缓冲层的研究

在量子阱半导体激光器结构中采用优化超晶格缓冲层来掩埋衬底缺陷，获得了性能优良的激光器。对超晶格缓冲层所具有的“量子阱陷阱效应”进行了理论分析。     

大应变InGaAs/GaAs/AlGaAs微带超晶格中波红外QWIP的MOCVD生长

基于中波红外(峰值响应波长4.5μm)量子阱红外探测器QWIP进行了大应变In0.34Ga0.66As/GaAs/Al0.35Ga0.65As微带超晶格结构的MOCVD外延生长研究。通过对生长温度、生长速率、Ⅴ/Ⅲ比以及界面生长中断时间等生长参数的系统优化,获得了高质量的外延材料。     

多缓冲层对MOCVD生长的GaN性能的影响

采用多低温缓冲层法和高低温联合缓冲层法在 MOCVD系统上生长 Ga N外延膜 .对薄膜进行了 X射线衍射和光致发光谱 (PL)测试 ,(0 0 0 2 ) X射线摇摆曲线和 PL 谱的半高宽与常规的单低温缓冲层法制备的薄膜相比均有不同程度的改善 .实验结果表明改进的缓冲层法能提高 MOCVD生长的氮化镓外延膜晶体质量     

GexSi1—xSi应变层和超晶格及其临界厚度

异质外延层的性能和质量,往往取决于异质结构的特性。文章讨论了Ge_xSi-(1-x)/Si 应变层和应变层超晶格中的应变、位错和临界厚度,并比较了实验结果。     

基于MOCVD的InP/GaAs异质外延生长

使用金属有机物气相沉积方法(MOCVD),在GaAs衬底上生长InP外延层.先在GaAs衬底上生长一层低温InP缓冲层,然后再生长InP外延层.通过比较不同缓冲层生长条件下的外延层晶体质量,发现在生长温度为450℃,厚度约15nm的缓冲层上外延所得到的晶体质量最理想;此外,外延层厚度的增加对其晶体质量有明显改善作用.实验在优化生长条件的同时,也考虑了热退火等辅助工艺,最后所获得的外延层的双晶X射线衍射(DCXRD)的ω/2θ扫描外延峰半高全宽(FWHM)值为238.5".     

Growth,characterization and modeling of InxGa1−xP stripes by selective-area MOCVD

A computational diffusion model is used to predict the lateral thickness and composition profiles of In_xGa_1−xP stripes grown by selective-area, atmospheric pressure metalorganic chemical vapor deposition. Standard profilometry is used to measure the thickness profiles of InP and GaAs stripes grown on SiO₂ patterned InP and GaAs substrates, respectively. The model is used to find self-consistent empirical diffusion parameters for the In and Ga components which yield fits to the measured thickness data. The InP and GaAs data is then used to predict the growth thickness profile of InGaP by a weighted sum of the predicted profiles of the InP and GaP binary constituents. InGaP composition profiles are calculated by taking the ratio of the InP deposited volume to the InGaP deposited volume predicted by the model at each of the simulation points. Predicted thickness profiles are verified by standard profilometry, and composition profiles are verified by secondary ion mass spectrometry imaging using a fast resistive anode encoding detector. It is found that the measured thickness and composition profiles agree well with the profiles predicted by the model, thus verifying that the model can be used for the InGaP material system. The derived empirical parameters are used to predict the thicknesses and compositions of selectively grown InGaP quantum wells as a function of oxide width.     

缓冲层用于改善硅基氮化镓外延薄膜质量

介绍了GaN材料的基本特性及重要意义,讨论了在Si衬底上外延GaN的可取之处以及存在的主要问题.详细阐述了各种不同材料以及不同结构的缓冲层应用于MOCVD方法在Si衬底上外延GaN,及其所取得的最新成果.对缓冲层降低应力的机制进行了说明.     

MOCVD生长InGaAs/InP体材料研究

首先给出在InP衬底上利用MOCVD法生长InP、InGaAs的生长条件，而后分别给出了InP／InP的生长特性，InGaAs／InP的组份控制和生长特性及生长温度对InGaAs特性的影响。     

缓冲层用于改善硅基氮化镓外延薄膜质量

介绍了GaN材料的基本特性及重要意义,讨论了在Si衬底上外延GaN的可取之处以及存在的主要问题。详细阐述了各种不同材料以及不同结构的缓冲层应用于MOCVD方法在Si衬底上外延GaN,及其所取得的最新成果。对缓冲层降低应力的机制进行了说明。     

用MOCVD方法生长940nm应变多量子阱发光二极管

采用金属有机物化学气相淀积（MOCVD）方法设计并生长了应变多量子阱InGaAs/AlGaAs,并且对其进行了光致发光（PL）谱、双晶X射线衍射（DXRD）谱和电化学C－V等的测试。然后以InGaAs/AlGaAs作为有源层，以GaAs衬底作为透明衬底，p面金属电极AuBe合金作为镜面反射层，采用倒装技术制备了近红外发光二极管（LED）。在输入电流为20mA下的正向电压为1．2V左右，电致发光谱的峰值波长为938nm,10μA下的反向击穿电压为5－6V，在输入电流为50mA下得出输出功率3．5mW，对应电压为1．3V,在输入电流为300mA时得到最大输出功率为12mW。     

MOCVD生长InGaAs／Alj0.2Ga0.8As应变多量子阱

用MOCVD方法生长了3种InGaAs/Al0.2Ga0.8As应变多量子阱（MQWs）样品，用于研究在气相中TMIn的含量对MQWs的发光波长和半峰宽（FWHM）以及在X射线中零级峰位的影响。研究表明，随着In组分在MQW中的增加，MQWs中应变也随之增加，这是造成FWHM增大的原因。同时也研究了应变MQWs中In组分与气相中TMIn含量的关系，为准确设计和控制MQWs的组分提供了依据。     

应用厚缓冲层实现蓝宝石上高质量AlN外延层的MOCVD生长

在蓝宝石衬底上采用由低温AlN成核层、中温AlN生长层、温度渐变AlN生长层和高温AlN生长层组成的厚三维生长缓冲层来实现AlN外延层位错密度的减少和应力的释放.用光学显微镜、原子力显微镜(AFM)及X射线衍射仪对样品进行了表征,结果表明所生长外延层表面无裂纹,并显示出清晰的阶梯流表面形貌,其平均粗糙度为0.160 nm,KOH腐蚀坑密度为5.8×108 cm-2,(0002)和(10-12)回摆曲线FWHM分别为210”和396”.详细论述了AlN外延层的生长模式、位错行为和应力释放途径.     

Characterization of Mg-doped InP grown by MOCVD using a bis(methylcyclopentadienyl)magnesium dopant source

The use of bis(methylcyclopentadienyl)magnesium (MCp₂Mg) as ap-dopant source for MOCVD-grown InP has been investigated. The Mg incorporation was nonlinear. The relationship between the H₂ flow through the MCp₂Mg bubbler and the Mg concentra-tion in the epilayers suggested that when [Mg] <20 ppb in the reactor it was mostly depleted from the gas mixture, probably by means of reaction with O₂ or H₂O, but at higher concentrations a large fraction of the Mg diffusing to the epilayers was incor-porated. For concentrations >10¹⁹ cm^s-3 the layer morphology deteriorated and stacking faults were observed by TEM, at a density greater than 10⁹ cm^s−2. Significant diffusion of Mg into the substrates during the growth was observed, with diffusion depths up to 0.1 μm at a concentration of 10¹⁹ cm^s−3 in S-doped, and up to 32 μm at 10¹⁷ cm^s-3 in Fe-doped substrates. These concentrations correspond to the S and Fe doping level in those substrates, and the results are explained in terms of the formation of a complex between the S or Fe dopants and the diffusing Mg, which immobilizes the latter species. At [Mg] >10¹⁸ cm^s−3, the net hole concentration, measured by means of electrochemical C-V pro-filing, decreases with increasing [Mg], indicating significant self compensation. Com-pensation at high [Mg] was also suggested by the effect of excitation power density on the peak shift of the donor to acceptor transition observed during photoluminescence measurements at 7 K.