Mo-CVD法制备GaAs和CdTe的特种材料研究

用Mo-CVD技术已研制了几种特种半导体材料,(1)注氧GaAs衬底上生长GaAs:根据注氧剂量的不同,已获得各种结晶的GaAs外延层。这种材料将在选择外延中起重要作用;(2)Mo/Si衬底上生长GaAs:由于面积大,价格低和结晶性能较好,GaAs/Mo/Si材料可能成为有前途的太阳电池材料;(3)在GaAs衬底上生长CdTe:CdTe/GaAs是一种复合材料,它有望代替CdTe单晶成为HgCdTe外延的代用衬底。这三种材料的电性和结晶性能已用C-V,I-V,S。E。M和电子衍射以及用x射线能谱进行了研究和测量。     

氯化物体系气相外延镓铟砷

本文报告用Ga/InAs/AsCl_3/H_2体系,在GaAs衬底上气相外延Ga_(1_x)In_xAs的结果。通过生长过渡层,降低晶格失配;用水平舟生长的InAs源,并适当选择生长参数,得到表面光洁、完整性较好的外延层。组份x值在0.25以内,最佳电性为:     

氧离子注入无定形GaAs的形成及其在外延中的应用

用能量为60kev而剂量不同的氧离子注入研究了GaAs无定形层的形成,并从光吸收法测量计算了形成无定形层所需的临界剂量和能量,分别为5×10~(14)O~+/cm~2和每原子38ev。用氧离子注入的GaAs衬底在MO-CVD反应器中进行了GaAs外延生长。发现随着离子注入造成的表面损伤密度的增加,外延单晶过渡到不生长晶核,这就为选择外延获得应用提供了可能性。     

GaAs/Ge太阳电池界面特性研究

采用低压金属有机物化学气相沉积 (MOVPE)工艺 ,分别在p型和n型Ge衬底上生长了GaAs电池 ,发现Ge甚至可以扩散到GaAs电池结区 ,导致电池性能严重下降 ,而Ga和As的扩散 ,常常导致异常Ⅳ曲线 ;在GaAs外延层观察到的主要晶体缺陷是反相畴和线位错 ,通过降低生长温度和优化成核条件 ,获得了较好的界面特性 ,在n Ge衬底上获得了效率为 2 0 .2 % (AM0 ,2 5℃ ,2cm× 4cm)的GaAs电池 ,在p Ge衬底上获得了性能较好的Ge电池。     

LPE GaAs生长条件对外延层补偿度的影响

本文研究了 LPE GaAs 生长条件对外延层补偿度的影响。根据实验结果,指出衬底表面受热缺砷是形成 Si_(As)受主的原因。     

在硅衬底上生长超导薄膜过渡层

本文介绍了在Si(100)衬底上异质外延生长超导薄膜过渡层的方法,研究了过渡层的晶体性质和表面形貌。在Si(100)衬底上外延生长的过渡层依次为Y_2O_3(110)、ZrO_2(100)和Y_2O_3(100)/ZrO_2(100)。最上层生长的即是YBa_2Cu_3O_(7-x)超导膜层,其T_c值达88K。 过渡层用真空蒸镀的方法。首先蒸镀金属钇,并以氧等离子体将其氧化,制成Y_3O_3过渡层。采用ZrO_2晶拉电子束蒸发沉积制成了ZrO_2过渡层。生长器中基础压力为1.33×10~(-5)Pa,生长过程中压力     

低压OMVPE法GaAs外延层表面缺陷

日本研究人员用 SEM 与 TEM 详细研究了低压OMVPE 法 GaAs 外延层的表面缺陷。外延层生长以GaAs 为基底,方向(100)±0.5°,生长温度630～650℃,Ⅴ/Ⅲ约20～100,生长压力0.1～76Torr 文章用 SEM 与 TEM 详细观测了表面缺陷的形状和内部构造。研究发现,低压 OMVPE 法 GaAs 外延层表面分布着从表面凸起的椭圆锥形缺陷,与氯化物 VPE 法GaAs 外延层表面的小丘类似。而且,在每个缺陷中心附近存在一个位错。这一现象表明,具有旋转成分的位错终端的缧旋生长导致了椭圆锥形表面缺陷的形     

国内MOCVD化合物半导体材料的新进展

金属有机气相沉积法(MOCVD)已受到国内外普遍重视,MOCVD技术所用的关键原材料也已研制成功。近年来,国内采用MOCVD技术在GaAs衬底上已生长出GaAlAs、HgCdTe、ZnSe等异质结材料,以InP、CaF_2作衬底,也生长了某些半导体薄膜材料。     

衬底氮化对HVPE法生长GaN的影响

研究了衬底氮化过程对于氢化物气相外延(HVPE)方法生长的GaN膜性质的影响。X射线衍射和原子力显微镜以及光荧光测量的结果表明，不同的氮化时间导致Al2O3表面的成核层发生变化，进一步影响了外延层中的位错密度和应力分布。     

生长温度对Si1-xGex:C合金薄膜性质的影响

用化学气相淀积方法在Si(100)衬底上制备Si缓冲层,继而外延生长Ge组分渐变的si1-xGex:C合金薄膜.研究表明,较低的Si缓冲层或Si1-xGex:C外延层生长温度均不利于获得理想的Si1-x,Gex:C合金薄膜,仅在Si缓冲层和sil一,Ge,:c外延层的生长温度均为750℃时可以获得质量较高、组分均匀的Si1-xGex:C合金薄膜.本文通过对材料结构及表面形貌的分析研究了缓冲层和外延层的生长温度对Si1-xGex:C合金薄膜性质的影响.     

TMG和TEG MOCVD生长GaAs的研究

本文采用三甲基镓(TMG)和三乙基镓(TEG)为镓源的金属有机化合物气相沉积(MOCVD),获得了高质量的 GaAs 外延层。生长速率随 TMG 和 TEG 的浓度增加而增高,而与AsH_3浓度无关。用自制的 TEG 为镓源生长的 GaAs 有较高的低温迁移率。     

GaAs光阴极材料的液相外延

利用液相外延技术生长出了GaAs光阴极材料,并对外延后的材料进行了观察与分析,测试了外延层厚度的均匀性,外延层表面及内部的氧、碳污染以及外延层中载流子浓度的纵向分布情况。结果表明,用此法生长的外延层表面光亮、平整、界面清晰、平直、厚度均匀,载流子浓度达7.6×10~(16)cm~(-3),少子扩散长度达2.1μm。     

φ50mm多层GaAs气相外延技术

介绍了自行设计制造的φ50～76mm GaAs气相外延系统特点,多层GaAs外延生长技术,微机控制程序,分析了外延材料的均匀性;报道了此类材料在多种GaAs MESFET和GaAs IC研制方面的应用结果。     

Si衬底上3C-SiC异质外延应力的消除

利用低压化学气相沉积方法在N型Si衬底上异质外延生长3C-SiC薄膜,研究和分析了不同碳化工艺和生长工艺对3C-SiC外延层的影响;探讨了Si衬底3C-SiC异质外延应力的消除机理.通过台阶仪和XRD对不同工艺条件下的外延层质量进行分析,得到最佳工艺条件的碳化温度为1000 ℃,碳化时间为5 min,生长温度为1200 ℃,生长速度为4 μm/h.对最佳工艺条件下得到的外延层的台阶仪分析表明外延层弯曲度仅为5μm/45 mm;而外延层的XRD和AFM分析表明,3 μm厚度外延层SiC(111)半高宽为0.15°,表面粗糙度为15.4nm,表明外延层结晶质量良好.     

氢化物气相外延氮化镓衬底的制备研究

目前异质外延技术能够得到较高质量的氮化镓(GaN)薄膜,衬底普遍采用蓝宝石、碳化硅以及硅等.各种技术包括缓冲层、外延横向生长技术、悬挂外延技术等是目前最重要的制备氮化镓技术.氢化物气相外延(HVPE)是制备氮化镓衬底最有希望的方法之一.本文介绍了氮化镓材料的电学、光学性质及重要用途,总结了氮化镓体单晶及薄膜材料制备方法,描述了氢化物气相外延原理,分析了HVPE制备自支撑(FS)GaN衬底方法,综述了HVPE技术国内外研究进展.     

用于MESFET的GaAs多层气相外延的研究

用AsCl_3-Ga-H_2体系生长GaAs气相多层外延材料。研究了一些生长参数对缓冲层中Ec-0.82eV深中心密度n_T的影响,讨论有源层和缓冲层之间的界面特性以及有关在微波器件中的应用。     

InAs衬底上液相外延生长InAsPSb的溶体组份,晶格失配及表面形貌

对InAs衬底上液相外延生长四元系InAs_(1-x-y)P_xSb_y(x=0.2,y=0.09)材料进行了研究,此材料适合于2.5μm中红外波段的光源及光探测器应用。实验发现InAsPSb/InAs外延片的表面形貌与晶体失配之间有确定的关系,据此可以方便地调节溶体组份以生长高质量的异质结构。对其机理进行了探讨,已生长了InAsPSb pn结并获得满意的载流子剖面分布。     

自组织纳米复合薄膜BiFeO3-CoFe2O4的微结构与相成分

采用先进电子显微术在原子尺度研究了(001)单晶SrTiO₃衬底上生长的纳米复合薄膜0.65BiFcO₃-0.35CoFe₂O₄的组织形态以及界面结构.BiFeO₃(BFO)和CoFe₂O₄(CFO)两相在外延生长过程中自发相分离,形成自组织的复合纳米结构.磁性尖晶石CFO呈方块状均匀分布于铁电钙钛矿BFO基体中,并沿[001)1]方向外延生长,形成垂直的柱状纳米结构.两相具有简单的立方-立方取向关系,即[001]_BFO//[001]_CFO和(100)_BFO//(100)_CFO,且界面为{110}晶面.薄膜表面起伏不平,形成CFO{111}小刻面而BFO则为平整的(001)表面.能谱分析结果表明各相成分均匀分布并无明显的元素互扩散发生.      

GSMBE InGaP/GaAs材料大面积均匀性研究

报道了气态源分子束外延 (GSMBE)技术生长的Φ5 0mm ,Φ75mmInGaP/GaAs材料的晶体完整性 ,组分均匀性和表面缺陷密度。用PhilipsX Pert′s四晶衍射仪沿Φ5 0mm ,Φ75mmInGaP/GaAs样品的x轴和y轴以 5mm间隔测量ω/2θ双晶摇摆曲线 ,获得沿x轴和y轴方向的晶格失配度分布和组分涨落分布。结果表明 ,用GSMBE生长的Φ5 0mm和Φ75mmIn0 .4 9Ga0 .51 P与GaAs衬底的失配度分别为 1× 10 - 4和 1× 10 - 5,组分波动Φ5 0mm沿x轴和y轴分别为± 0 .1%和± 0 .2 % ,Φ75mm <± 1%。表面缺陷密度在 1× 10～ 1× 10 2 cm- 2 。     

磁控溅射制备YBCO超导薄膜的AFM研究

采用中空柱阴极直流磁控溅射装置制备YBCO超导薄膜,应用原子力显微镜（AFM）研究了在最佳工艺条件下沉积在LaAlO3和Zr(Y)O2上的具有c轴取向的YBCO超导薄膜及其相应衬底的表面形貌,生长的YBCO膜都具有较好的表面结构,在LaAlO3单晶衬底上的YBCO膜形成大颗粒岛状结构,颗粒生长整齐,尺寸大小均匀;生长在单晶Zr(Y)O2上的YBCO膜则形成起伏较大的层状与岛状生长的混合结构,这些差别的产生与衬底的初始状况及制备过程中膜与衬底的界面作用有关。分析了形成超导薄膜不同表面形貌的原因,从生长机理角度讨论了表面形貌与缺陷和位错的形成机制。