采用金属镓层氮化技术在石英衬底上生长多晶GaN

随着多晶GaN材料发光研究的不断深入，大面积、价格低廉的多晶GaN基光电器件的研制已成为工业生产中一个重要的研究领域。石英玻璃以其自身特有的优势，成为生长多晶GaN材料的较为理想的衬底。本采用一种新的金属镓层氮化技术，使用无定形石英作衬底，在常压下制备出多晶GaN。经分析测试表明，生长出的多晶GaN为六方结构且质量较好，并观察到针状的表面结构。     

金属缓冲层上生长GaN薄膜的结构、发光性能及其生长机理

为了解决硅衬底与GaN之间的晶格失配和热失配问题,实验尝试采用常压化学气相沉积法(APCVD),分别以金属镓(Ga)和氨气(NH3)为镓源和氮源,在加入A1、Au/Al两种金属缓冲层和不加缓冲层的硅衬底上生长氮化镓(GaN)薄膜.采用高分辨X射线衍射仪(HRXRD)、X-ray能谱仪(EDS)、场发射扫描电子显微镜(F...     

Si衬底上横向外延GaN材料的微结构和光学性质的研究

用氢化物气相外延 (HVPE)方法在Si(III)衬底上成功横向外延生长出晶体质量较好的GaN薄膜材料。透射电子显微镜 (TEM )的研究结果表明 ,横向外延区域GaN的位错密度明显减小。由于SiO2 掩膜腐蚀角的不同 (分别为 90°和 6 6°) ,导致了横向外延GaN材料一些独特的微观形貌。微区拉曼光谱由数百条拉曼散射曲线组成 ,每一条曲线有三个振动模 ,分别对应Si振动模式 (5 2 0cm- 1) ,E2 模式 (5 6 6cm- 1)和E1(LO)模式(732cm- 1)。在垂直条纹方向 ,峰位和峰宽没有明显的变化 ,而峰强约 5 μm会发生周期性变化     

Si基n型GaN的欧姆接触研究

GaN材料在光电子器件领域的广泛应用前景使得金属与其欧姆接触的研究成为必然。本对Si基n型GaN上的A1单层及Ti/Al双层电极进行了研究。通过对不同退火条件下的I—U特性曲线，X射线衍射以及二次离子质谱分析，揭示了界面固相反应对欧姆接触的影响，提出了改善这两种电极欧姆接触的二次退火方法。     

AlN缓冲层对提高硅基GaN薄膜质量的作用机理及其研究进展

AlN作为中间层可以有效提高硅基GaN的晶体质量。本文对于AlN作为形核层和插入层提高GaN晶体质量的机理进行分析和总结，并给出AlN的最佳生长条件。     

硅基GaN外延层的SIMS及XPS研究

采用真空反应法在硅基上制备出了GaN外延层。利用二次离子质谱和X射线光电子能谱对GaN外延层进行了深度剖析和表面分析。结果表明 ,外延层中Ga和N分布均匀 ;在表面处Ga发生了偏聚 ;外延层中还存在Si,O等杂质 ,但这些并未影响到GaN外延层的物相及发光性能。实验还表明 ,在外延生长前采用原位清洗可去除Si衬底表面的氧     

Al预沉积层对金属有机物化学气相沉积方法在Si衬底上生长AlN缓冲层和GaN外延层的影响

采用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)在硅(Si)衬底制备铝/氮化铝/氮化镓(Al/AlN/GaN)多层薄膜,使用光学显微镜(OM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)等手段表征AlN和GaN薄膜的微观结构和晶体质量,研究了TMAl流量对AlN薄膜和GaN薄膜的形核和生长机制的影响。结果表明,预沉积Al层能促进AlN的形核和生长,进而提高GaN外延层的薄膜质量。TMAl流量太低则预沉积Al层不充分,AlN缓冲层的质量取决于由形核长大的高结晶度AlN薄膜与在气氛中团聚长大并沉积的低结晶度AlN薄膜之间的竞争,AlN薄膜的质量随着TMAl流量的升高而提高,GaN薄膜的质量也随之提高。TMAl流量太高则预沉积Al层过厚,AlN缓冲层的质量取决于由形核长大的高结晶度AlN薄膜与Al-Si回融蚀刻之间的竞争,AlN薄膜的质量随着TMAl流量的升高而降低,GaN薄膜的质量也随之降低。     

Si基ZnO缓冲层溅射Ga2O3氨化反应生长GaN薄膜

利用射频磁控溅射法在Si（111）衬底上先溅射ZnO缓冲层,再溅射Ga2O3薄膜,然后在开管炉中分别以850℃,900℃,950℃和1 000℃等温度及常压下通氨气进行氨化,反应生长GaN薄膜.利用该方法制备的GaN薄膜是沿c轴方向择优生长的六角纤锌矿多晶结构,并且随着氨化温度的升高,GaN向棒状和线状形态生长.     

Si(001)衬底上方形3 C-SiC岛的LPCVD生长

Si衬底上SiC的异质外延生长深受关注,为了了解Si衬底上的成核及长大过程,采用PLCVD方法在Si(001)衬底上生长出了方形3C-SiC岛,利用Nomarski光学显微镜和扫描电子显微镜（SEM）观察了SiC岛的形状,尺寸,密度和界面形貌,结果表明,3C－SiC岛生长所需的Si原子来自反应气源,衬底上的Si原子不发生迁移或外扩散,气相中C原子浓度决定了SiC岛的生长过程。     

采用Al缓冲层在蓝宝石衬底上合成GaN多晶薄膜

采用CVD法以金属镓(Ga)和氨气(NH3)为原料,在镀有Al膜的蓝宝石衬底上成功地制备了GaN多晶薄膜。采用高分辨X射线衍射仪(HRXRD)、场发射电子扫描电镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)和光致发光能谱(PL)对样品进行了成分、形貌、表面粗糙度和发光性能分析。结果表明,制备的GaN薄膜为结晶性较好的六方纤锌矿GaN多晶薄膜,用266nm的激光作为激发光源时,光致发光谱中除出现354nm的近带边发射峰外,同时还观察到中心波长位于530nm附近的黄光发光峰及中心波长位于约637nm的红光发光峰。     

以TiO_2为缓冲层在GaN上外延生长PZT铁电薄膜

采用脉冲激光沉积技术在(0001)取向的GaN基片上以TiO2为缓冲层外延生长了PZT(111)单晶薄膜。X射线衍射分析表明PZT(111)衍射峰的摇摆曲线半高宽为0.4°,说明薄膜结晶性能良好。PZT薄膜疲劳特性测试结果表明,在经过107次翻转后PZT薄膜的剩余极化强度开始出现下降。P-E电滞回线和I-V测试表明PZT薄膜矫顽场(2Ec)为350 kV/cm,剩余极化(2Pr)约为96μC/cm2,在1 V电压下薄膜的漏电流密度为1.5×10-7A/cm2。以上性能测试结果表明,在半导体GaN上外延生长的PZT铁电薄膜性能基本满足铁电随机存储器的需要。     

Effects of Mg Doping on Photoconductivity of GaN Films

This paper presents the UV photoconductivity properties of GaN films doped with different Mg concentrations deposited by MOCVD. It was observed that for the undoped and weakly doped GaN films the UV photocurrent response was relatively large and the relax time was relatively short. With an increase in doped Mg content, the samples became p-type, the photocurrent response became weak and the relax time became longer.     

Front and backside-illuminated GaN/Si based metal-semiconductor-metal ultraviolet photodetectors manufactured using micromachining and nano-lithographic technologies

This paper presents the fabrication and characterization of GaN/Si based Ultraviolet (UV) Metal/Semiconductor/Metal (MSM) photodetectors. The thin GaN membranes have been obtained by semiconductor micromachining techniques. The two MSM interdigitated structures are contrived of fingers and interdigit spacings 100 and 200 nm wide respectively, obtained by nanolithographic techniques on GaN. Responsivity measurements were performed using both front side as well as backside-illumination. For front side illumination and for a wavelength of 365 nm and 2.5 V bias the structure with 100 nm wide fingers/interdigit spacing, exhibited the high value of 1.45 A/W. Backside-illumination responsivity of the same structure was ~ 0.37 A/W at the same wavelength and bias. Backside-illuminated photodetctors are interesting in two dimensional UV CCD imaging array manufacturing.     

Nanotube Arrays in Porous Anodic Alumina Membranes

This review summarizes the various techniques developed for fabricating nanotube arrays in porous anodic alumina membranes （AAMs）. After a brief introduction to the fabrication process of AAMs, taking carbons, metals, semiconductors, organics, biomoleculars, and heterojunctions as typical examples, attention will be focused on the recently established methods to fabricate nanotubes in AAM, including electrochemical deposition, surface sol-gel, modified chemical vapor deposition, atomic layer deposition, and layer-by-layer growth. Every method is demonstrated by one or two reported results. Finally, this review is concluded with some perspectives on the research directions and focuses on the AAM-based nanotubes fields.     

纳米多孔铝阳极氧化膜的形成机理研究

为探讨多孔铝阳极氧化膜的形成机理,研究了不同气压条件下铝在磷酸溶液中的阳极氧化过程,发现在真空下进行阳极氧化,氧气析出非常明显。通过测定不同气压下的阳极氧化曲线,分析了致密膜向多孔氧化铝膜的转化和生长过程,结果显示氧气析出是导致氧化膜从致密膜向多孔膜转变的主要原因。提出了在氧化膜/电解液界面上氧气分子的聚集是造成表面条纹的新观点。通过氧化膜断面的SEM形貌表征,首次发现多孔膜的主孔道中存在分孔道。分孔道的产生说明析氧反应不但在致密膜/电解液界面发生,而且在多孔膜孔壁/电解液界面也同时发生。     

采用金属镓层氮化技术在石英衬底上生长多晶GaN

随着多晶GaN材料发光研究的不断深入 ,大面积、价格低廉的多晶GaN基光电器件的研制已成为工业生产中一个重要的研究领域。石英玻璃以其自身特有的优势 ,成为生长多晶GaN材料的较为理想的衬底。本文采用一种新的金属镓层氮化技术 ,使用无定形石英作衬底 ,在常压下制备出多晶GaN。经分析测试表明 ,生长出的多晶GaN为六方结构且质量较好 ,并观察到针状的表面结构