利用分子束外延方法在GaAs衬底上制备CdTe单晶薄膜

利用分子束外延方法在国内首次在(100)GaAs衬底上可控制的获得了(100)和(111)两种晶向的CdTe外延层。X光的衍射结果表明外延层为单晶薄膜。光荧光的半峰宽为10meV左右。本文研究了生长条件对外延层晶向的影响。发现,GaAs衬底表面的平整度和洁净度是影响外延层晶向的两个关键因素。我们已在所得到的CdTe缓冲层上成功地生长出Hg_(1-x)Cd_xTe单晶薄膜。     

分子束外延生长GaAs单晶薄膜

本文报导首次用自制的分子束外延(MBE)炉生长GaAs单晶薄膜的初步工艺实验。用一个喷射炉装GaAs多晶作As源,另一个喷射炉装Ga作Ga源。把GaAs(100)衬底腐蚀、清洗后置于衬底台上,调节喷射炉的温度使分子束强度比(As_2)/()Ga为5～10左右,其衬底保持在适当温度时进行外延生长。从电子衍射的花样和外延层厚度等测试结果表明:使用MBE成功地生长出了GaAs单晶薄膜。     

两步生长和直接生长GaAs/Si单晶薄膜的比较

报道了采用热壁外延(HWE)技术,在(100),(111)和(211)三种典型Si表面通过两步生长和直接生长法制备GaAs单晶薄膜,经过拉曼光谱、霍尔测试和荧光光谱分析比较,得出结论:(1)相同取向Si衬底,两步生长法制备的GaAs薄膜结晶质量比直接生长法制备的GaAs薄膜的要好;(2)采用HWE技术在Si上异质外延GaAs薄膜,其表面缓冲层的生长是降低位错、提高外延质量的基础;(3)不同取向Si衬底对GaAs外延层结晶质量有影响, (211)面外延的GaAs薄膜质量最好,(100)面次之,(111)面最差.     

单晶材料的晶体质量及其X射线半宽度

本文叙述可以通过单晶材料,特别是外延生长的半导体单晶薄膜材料的X射线衍射峰的半宽度,定性地判断它们的晶体质量的优劣。测量了GaAs、InP、GaP、Insb等化合物半导体单晶,以及以它们为衬底外延生长的单晶薄膜的半宽度,对测量结果和有关问题进行了讨论。     

溅射GaAs薄膜的光学性质

GaAs薄膜由射频溅射法制备。采用高纯Ar气作为工作气体,衬底有高纯Si单晶,GaAs单晶,兰宝石以及在硅单晶上预先生长一层几千埃厚的SiO_2膜等多种,GaAs靶有掺杂与不掺杂两种,掺杂靶的杂质浓度为10~(18)cm~(-3),衬底有加热装置,以控制薄膜沉积的温度。改变衬底及靶种类,改变衬底温度和阳极电压,便可获得一系列生长条件不同的样品。通常GaAs薄膜的厚度在5000(?)以上。     

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.     

FEC法生长Si和In双掺GaAs单晶生长技术

研究了几种消除LEC GaAs材料的位错措施以降低温度梯度从而尽可能降低晶体的热应力。掺入等电子In或Si使杂质硬化,为了抑制晶体表面产生位错,开发了全液封切克劳斯基(FEC)晶体生长技术。结合以上三种技术开发出了Si和In双掺FEC GaAs单晶生长技术以消除位错。采用此技术已生长出半导体低位错密度的GaAs晶体,经证实这种掺Si和In低位错GaAs衬底可以满足GaAs LED制作。     

半导体技术

TN3OI,TB43 00050361G aAs/srTIO3外延半导体单晶薄膜带间跃迁研究/陈益栋,刘兴权,陆卫,史国良,沈学础(中科院上海技物所红外物理国家实验室)11物理学报.一1999,4s(9).一1718一1722报道了在钙钦矿型结构的SrTIO3衬底上用分子束外延方法生长闪锌矿型结构的G aAs半导体单晶薄膜.应用光调制反射光谱和光荧光方法,研究了GaAs半导体薄膜的带间跃迁,并与通常的G aAs体材料特性进行了对比研究.结果表明,在钙钦矿型结构SrTIO3衬底上生长的GaAs单晶薄膜具有与单晶体材料相似的禁带与光学特性、在带间跃迁的弛豫上,外延薄膜相对体材料大了…     

无掩模Si圆柱纳米图形衬底上GaAs的异变外延生长

采用金属有机化学气相沉积方法在无掩模的直径为400nm的圆柱Si(100)图形衬底上外延生长了GaAs薄膜。图形衬底采用纳米压印技术及反应离子刻蚀技术制作而成。运用两步法生长工艺在此图形衬底上制备了厚度为1.8μm的GaAs外延层。GaAs的晶体质量通过腐蚀坑密度和透射电镜表征。图形衬底上的GaAs外延层表面腐蚀坑密度约1×107 cm-2,比平面衬底上降低了两个数量级。透射电镜观测显示大部分产生于GaAs/Si异质界面的穿透位错被阻挡在圆柱顶部附近。     

ALE ZnSe单晶薄膜的PL性质

最近,日本茨木电气技术研究所的 T.Yao 等人第一次报导了用原子层外延方法(ALE)生长的不掺杂 ZnSe 单晶薄膜的光致发光性质。光谱显示出很强的激子发射,并由此说明了薄膜质量。单晶薄膜生长所使用的衬底是(100)取向的 GaAs 片。ALE 生长采用 MBE 设备。     

GaAs(100)衬底上热壁外延生长的ZnSe薄膜光学声子散射光谱研究

本文给出n型GaAs(100)衬底上热壁外延生长的Znse薄膜室温喇曼散射分析.Znse纵光学(LO)声子喇曼峰的线宽测量表明作者已在GaAs(100)衬底上用封闭式热壁外延法长出了高质量ZnSe单晶膜.较差质量外延膜在背散射喇曼谱中出现的横光学(TO)声子峰被归之于外延膜生长过程中与孪生有关的微观取向错误的出现.首次在意到GaAs表面化学腐蚀处理使n型GaAs的LO声子-等离子激元耦合模喇曼强度有成倍提高,并证明这是因为化学腐蚀使GaAs表面氧化层厚度减小,增加了入射激光束在GaAs基质材料中的穿透深度.     

在GaAs(100)ZnSe(110)衬底上VPE生长ZnSe薄膜

用高纯度Zn和Se做原材料研究了在GaAs(100)和ZnSe(110)衬底上外延生长ZnSe薄膜.实验是在723和873K下进行的,用光致发光测量、二次离子值谱仪(SIMS)、椭圆对称分析和光学显微镜观察对生长的薄膜进行了测量分析,在Zn和Se的输运比接近1的条件下获得了最佳外延生长膜.对异质外延膜的SIMS分析表明主要受主型杂质最Li和Na.同时,发现在相同生长条件下,与在GaAs衬底上生长的薄膜相比,在高纯ZnSe衬底上外延生长薄膜的PL特性有所改进。值得注意的是衬底纯度对ZnSe衬底上生长薄膜的纯度有很大影响。     

CdTe/GaAs(111)B薄膜的MBE生长研究

采用分子束外延方法,在GaAs(111)B衬底上,生长CdTe薄膜,以求研制出用于液相外延生长碲镉汞(HgCdTe)薄膜的CdTe/GaAs(111)B复合衬底.通过理论分析和实验探索,优化了生长温度和Te/Cd束流比等重要生长参数,获得了质量较好的CdTe薄膜,再通过循环热处理,使CdTe/GaAs(111)B复合衬底的质量得到进一步的提高,X-射线回摆曲线半峰宽(FWHM)有明显的降低.为LPE-HgCdTe薄膜的生长打下了较好基础.     

微重力条件下生长GaAs单晶的电学和光学性质研究

用多种实验手段分别对地面和太空生长的掺Te砷化镓单晶的电学、光学均匀性和深能级行为进行了实验研究.初步结果表明:在太空进行再生长的GaAs单晶电子浓度比原地面生长的籽晶小一个数量级,电子浓度由地面晶体到太空晶体的过渡是陡变的;DLTS测量发现太空单晶中存在两个电子陷阱,分别位于导带下0.27eV和0.60eV处,深能级密度为浅施主N_D的10~(-3)-10~(-4);少子注入未观察到空穴陷阱;用太空GaAs单晶为衬底制备的25个单异质结(SH)二极管,具有一致的I-V和发光特性,这反映了太空晶体的均匀性优于地面晶体.此外,还对太空生长GaAs单晶电子浓度降低的可能原因、深能级行为以及太空生长高质量晶体的前景作讨论.     

在GaAs衬底上MOCVD生长的CdTe光致发光

近年来,在 GaAs 衬底上 MOCVD 生长CdTe 和 Hg_xCd_(1-x)Tc 外延层已经得到广泛的研究。但 CdTe 作为衬底材料,缺陷密度大,尚须进一步的改善。在各种高质量的单晶衬底上,如 InSb 和 GaAs 上进行异质生长,提高了 CdTe 外延层的质量。尽管 GaAs 和 CdTe之间有很大的晶格失配,在 GaAs 衬底上能够生长高质量的 CdTe 外延层.X 射线衍射、反射高能电子束衍射、电容—电压法和 Hall     

金属有机化学汽相淀积(MO-CVD)技术

一、引言二、MO-CVD的基本原理及生长系统三、用MO-CVD进行晶体生长及生长晶体的质量(1) GaAs的生长(a) 在绝缘衬底上生长GaAs (b) 在半绝缘GaAs、Ge衬底上生长GaAs (2) 其它Ⅲ—Ⅴ族化合物及固溶体的生长(a) Ga_(1-x)Al_xAs、Ga_xIn_(1-x)As_yP_(1-y)的生长(b) GaSb的生长(c) InAs_(1-x)Sb_x/InAs的生长四、用MO-CVD生长的晶体制备的器件特性     

离子注入对LPCVD淀积非晶硅固相外延的影响

应用高剂量(5×10~(15)/cm~2)的Si~+、P~+离子注入,成功地实现了LPCVD淀积在硅衬底上的非晶硅薄膜的固相外延。本文还研究了Si~+、P~+注入对低压气相淀积非晶硅薄膜固相外延的影响。实验发现,~(31)P~+能加速固相外延的速率,改善再结晶膜的质量,并能抑制SiO_2衬底上的成核,从而为固相生长绝缘衬底上的单晶薄膜(SOI)创造了条件。     

AlN缓冲层厚度对脉冲激光沉积技术生长的GaN薄膜性能的影响

在蓝宝石(Al2O3)衬底上应用脉冲激光沉积技术(PLD)生长不同厚度的AlN缓冲层后进行GaN薄膜外延生长。采用高分辨X射线衍射仪(HRXRD)和扫描电子显微镜(SEM)对外延生长所得GaN薄膜的晶体质量和表面形貌进行了表征。测试结果表明:相比直接在Al2O3衬底上生长的GaN薄膜,通过生长AlN缓冲层的GaN薄膜虽然晶体质量较差,但表面较平整;而且随着AlN缓冲层厚度的增加,GaN薄膜的晶体质量和表面平整度均逐渐提高。可见,AlN缓冲层厚度对在Al2O3衬底上外延生长GaN薄膜的晶体质量和表面形貌有着重要的影响。     

AlN缓冲层厚度对脉冲激光沉积技术生长的GaN薄膜性能的影响

在蓝宝石(Al2O3)衬底上应用脉冲激光沉积技术(PLD)生长不同厚度的AlN缓冲层后进行GaN薄膜外延生长。采用高分辨X射线衍射仪(HRXRD)和扫描电子显微镜(SEM)对外延生长所得GaN薄膜的晶体质量和表面形貌进行了表征。测试结果表明: 相比直接在Al2O3衬底上生长的GaN薄膜, 通过生长AlN缓冲层的GaN薄膜虽然晶体质量较差, 但表面较平整; 而且随着AlN缓冲层厚度的增加, GaN薄膜的晶体质量和表面平整度均逐渐提高。可见, AlN缓冲层厚度对在Al2O3衬底上外延生长GaN薄膜的晶体质量和表面形貌有着重要的影响。     

TiO2薄膜的相结构调控与表征

本文利用脉冲激光沉积技术在LaAlO3(001)衬底上生长了单晶锐钛矿和双相TiO2薄膜,并利用X射线衍射和透射电子显微术对薄膜的显微结构进行了系统表征.单晶锐钛矿薄膜在LaAlO3(001)衬底上实现了外延生长,双相TiO2薄膜以单晶锐钛矿TiO2为基体,在其中夹杂着金红石TiO2颗粒.TiO2薄膜的相结构可通过调整...