MOCVD生长GaN和GaN∶Mg薄膜的对比研究

对在SiC衬底上采用MOCVD方法制备的GaN和GaN :Mg薄膜进行X射线衍射 (XRD)、扫描电镜 (SEM)和拉曼散射光谱的对比研究发现 :两种样品均处于张力作用之下 ,但是GaN∶Mg样品却由于Mg的掺杂会在样品中引入更多的缺陷和位错加剧薄膜的无序化程度 ,致使薄膜质量变差 ;其次因为Mg原子半径比Ga原子半径大 ,所以当Mg替代Ga以后会引发压力应力 ,从而使薄膜张力减小 ,最后通过计算说明对于GaN :Mg样品而言 ,除了载流子以外 ,薄膜质量同样也会对A1(LO)模式产生影     

GaN:Si薄膜的结构和应力特性研究

对掺杂浓度为1017～1019cm-3的GaN:Si样品进行高精度X射线衍射和拉曼散射光谱的研究发现:随着Si掺杂浓度的增加,GaN晶粒尺寸逐渐减小,引发更多的螺位错和混合位错致使摇摆曲线的半高宽有所增加,同时薄膜中的剩余应力也逐渐减小。当掺杂浓度高于2.74×1018cm-3时,薄膜从压力状态转变为张力状态。     

MOCVD生长MgS薄膜

我们首次采用ＭＯＣＶＤ外延技术在ＧａＡｓ（１００）衬底上生长了ＭｇＳ薄膜，获得了具有ＮａＣｌ结构的ＭｇＳ单晶膜，并测量了纤锌矿结构ＭｇＳ的晶格常数．     

MOCVD侧向外延生长GaN的研究

在低压金属有机化学气相沉积(LP-MOCVD)系统中利用侧向外延生长(epitaxial lateral overgrowth,ELO)技术进行了二次外延GaN的研究.SEM观察结果表明,翼区和窗口区宽度比值不同的图形衬底,侧向和纵向的生长速率不同;其AFM表面形貌图像表明,长平的ELO-GaN表面平整,位错密度较低.ELO-GaN的光致发光(PL)谱的带边峰比传统方法生长的GaN的带边峰红移了14.0 meV,表明ELO-GaN的应力得到部分释放,晶体质量提高.ELO-GaN和普通外延GaN的拉曼散射谱比较表明,ELO-GaN中的应力较小,晶体质量较高,A1(TO)模的出现说明其晶轴取向相对于(0001)方向发生微小的偏移.     

MOCVD外延生长GaN材料的技术进展

第三代半导体材料GaN由于具有优良性质使其在微电子和光电子领域有广阔的应用前景,目前制备GaN的方法主要有分子束(MBE)、氯化物气相外延(HVPE)、金属有机物化学气相沉积(MOCVD)。其中HVPE技术制备GaN的速度最快,适合制备衬底材料;MBE技术制备GaN的速度最慢;而MOCVD制备速度适中。因而MOCVD在外延生长GaN材料方面得到广泛应用。介绍了MOCVD法外延生长GaN材料的基本理论、发展概况、利用MOCVD法外延生长GaN材料的技术进展。认为应结合相关技术发展大面积、高质量GaN衬底的制备技术,不断完善缓冲层技术,改进和发展横向外延技术,加快我国具有国际先进水平的MOCVD设备的研发速度,逐步打破进口设备的垄断。     

GaAs(001)衬底上MOCVD生长的立方相GaN外延薄膜的光学性质研究

本文报道了利用MOCVD方法,在GaAs衬底(001)面制备的立方GaN薄膜的光学性质.利用光致发光(PL)光谱的半高宽确定制备的样品具有不同的晶体质量.利用喇曼散射(RS)光谱研究了立方GaN薄膜中的光学声子模式.横向(TO)和纵向(LO)声子在立方GaN中的散射峰分别位于552cm-1和739cm-1.另外还观察到来自界面无序层的TOB和LOB.根据喇曼频移和选择定则可识别GaN中的相组成.其来自六方相GaN的E2声子模,可作为识别立方GaN中六方相的标志.随着退火温度的升高,样品中的界面层的效应减弱,六方相增加     

利用三步法MOCVD生长器件质量的GaN

在传统的二步MOCVD外延生长的基础上，报道了一种在低压MOCVD中用三步外延生长GaN材料的新方法，它在生长低温缓冲层前，用原子层的方法生长一层高质量的AIN层来减少Al2O3与GaN缓冲层之间的应力以提高缓冲层的质量，从而提高外延层GaN的质量，达到器件制作的要求。     

MOCVD生长GaV的喇曼散射谱

对在ＧａＡｓ、Ａｌ２Ｏ３和Ｓｉ等衬底上ＭＯＣＶＤ技术生长的ＧａＮ薄膜进行了背散射几何配置下的喇曼散射测试分析和比较，观察到α相ＧａＮｌ模，Ａｌ模Ｅｌ模和Ｅ２模，结合射线衍射谱，分析了因不同生长工艺导致ＧａＮ／ＧａＡｓ样品的不同结构相的喇曼谱的差异，发现ＧａＮ喇曼谱与ＧａＮ外延层的结构相，完整性及工艺条件有关，可利用其作为检测ＧａＮ外延层结构特性的一种有用手段。     

MOCVD生长GaN的喇曼散射谱

对在ＧａＡｓ（００１）、Ａｌ２Ｏ３（０００１）和Ｓｉ（１１１）等衬底上ＭＯＣＶＤ技术生长的ＧａＮ薄膜进行了背散射几何配置下的喇曼散射测试分析和比较，观察到了α相ＧａＮ的Ａ１（ＬＯ）模、Ａ１（ＴＯ）模、Ｅ１（ＬＯ）模和Ｅ２模．结合Ｘ射线衍射谱，分析了因不同生长工艺导致ＧａＮ／ＧａＡｓ样品的不同结构相的喇曼谱的差异，发现ＧａＮ的喇曼谱与ＧａＮ外延层的结构相、完整性及工艺条件有关，可利用其作为检测ＧａＮ外延层结构特性的一种有用手段．对含有少量β相ＧａＮ样品，观测到了包含有β相ＧａＮ贡献的声子模式（７４０ｃｍ－１）．     

Study on Mg memory effect in npn type AlGaN/GaN HBT structures grown by MOCVD

AlGaN/GaN npn heterojunction bipolar transistor structures were grown by low-pressure MOCVD. Secondary ion mass spectroscopy (SIMS) measurements were carried out to study the Mg memory effect and redistribution in the emitter-base junction. The results indicated that there is a Mg-rich film formed in the ongrowing layer after the Cp₂Mg source is switched off. The Mg-rich film can be confined in the base section by switching off the Cp₂Mg source for appropriate time before the end of base growth. Low temperature growth of the undoped GaN spacer suppresses the Mg redistribution from Mg rich film. The delay rate of the Mg profile in sample C with spacer growing in low temperature is about 56 nm/decade, which becomes sharper than 80 nm/decade of the samples A and B without low temperature spacer.     

MOCVD生长AlGaInN外延层的光学性质研究

对AlInGaN四元合金进行了微区发光和拉曼散射研究．根据V-形缺陷周围扫描电镜图像和阴极荧光光谱的分析，确定AlInGaN外延层中V-形缺陷的形成与铟的分凝之间的关系．同时，用波长为325纳米的短波长激光研究了AlInGaN外延薄层的拉曼散射，测量了合金铝组分改变引起的A1(LO)声子的频率移动，观测到了出射共振引起的LO声子拉曼散射谱的共振加强，此共振过程的机制是一种类级联的电子-多声子互作用机制．     

MOCVD－Hg_（1－x）Cd_xTe／CdTe／GaAs外延材料红外吸收光谱研究

从理论上完成对ＭＯＣＶＤ工艺生长的ＨｇＣｄＴｅ／ＣｄＴｅ／ＧａＡｓ材料的透过率、吸收边和相干行为的计算．结果表明光的干涉条纹与外延层ＨｇＣｄＴｅ和缓冲层ＣｄＴｅ的总厚度相关，其透过率不能直接反映材料的内在质量．计算结果还表明，外延材料组份的均匀性对红外光谱的吸收边有很大的影响．运用理论计算对实验中测得的光谱曲线进行了分析，发现ＭＯＣＶＤ工艺存在着一种部分过饱和态的生长机制，并发现负禁带ＨｇＴｅ薄膜也具有一定的透光特性．     

Comparative Study on MOCVD Growth of a-Plane GaN Films on r-Plane Sapphire Substrates Using GaN, AlGaN, and AlN Buffer Layers

In this work, we have comparatively investigated the effects of the GaN, AlGaN, and AlN low-temperature buffer layers (BL) on the crystal quality of a-plane GaN thin films grown on r-plane sapphire substrates. Scanning electron microscopy images of the a-plane GaN epilayers show that using an AlGaN BL can significantly reduce the density of surface pits. The full-width at half-maximum values of the x-ray rocking curve (XRC) are 0.19°, 0.36°, and 0.48° for the films grown using Al_0.15Ga_0.85N, GaN, and AlN BLs, respectively, indicating that an AlGaN BL can effectively reduce the mosaicity of the films. Room-temperature photoluminescence shows that the AlGaN BL results in lower impurity incorporation in the subsequent a-plane GaN films, as compared with the case of GaN and AlN BLs. The higher crystal quality of a-plane GaN films produced by the Al_0.15Ga_0.85N BL could be due to improvement of BL quality by reducing the lattice mismatch between the BL and r-sapphire substrates, while still keeping the lattice mismatch between the BL and epitaxial a-plane GaN films relatively small.     

Zn1—xMgxSe外延半导体合金薄膜的红外反射光谱研究

用分子束外延方法在ＧａＡｓ（１００）衬底上生长了Ｚｎ１－ｘＭｇｘＳｅ（０≤ｘ≤１）三元半导体合金薄膜．在室温下测量了这些样品的红外反射光谱．采用介电函数的经典色散理论，并且考虑衬底的影响后，计算了样品的红外反射光谱并与测量结果作了比较．我们发现对于ｘ＜０．２，０．２＜ｘ＜０．５和ｘ≥０．５三种不同情形，反射光谱表现出不同的结构．     

Nb掺杂BaTiO3薄膜的激光分子束外延及其特性

用激光分子束外延方法在SrTiO3(100)基底上外延生长了BaNbxTi 1-xO3(0.01≤x≤0.03)导电薄膜.原子力显微镜测得BaNb0.3Ti 0.7O3薄膜表面均方根粗糙度在2μm×2μm范围内为2.4*!,达到原子尺度光滑.霍 尔测量表明BaNbxTi1-xO3薄膜为n型导电薄膜;在室温下,BaNb0 .02Ti0.98O3、BaNb0.2Ti0.8O3和BaNb0.3Ti0.7O 3薄膜的电阻率分别为2.43×10-4Ω*cm、1.98×10-4Ω*cm和1.297×10 -4Ω*cm,载流子浓度分别为5.9×1021cm-1、6.37×1021cm- 1和9.9 ×1021cm-1.     

铬掺杂0.2PZN-0.8PZT压电陶瓷的XRD和Raman散射分析

采用XRD与Raman散射研究了Cr掺杂0.2PZN-0.8PZT压电陶瓷微观结构的变化。Cr掺杂导致三方—四方相变和晶体四方度增大,Raman散射关于晶格参数和相结构的分析得到了XRD的验证。通过研究不同结构中Ra-man振动模式,可揭示掺杂诱导的两相共存压电陶瓷微观结构的变化。