NEA GaN光电阴极的制备及其应用

近年来,随着晶体生长技术的发展,GaN基材料的生长技术与生长工艺取得了重大突破.基于NEA的GaN紫外光电阴极是非常理想的新型紫外光电阴极.本文重点探讨了NEA GaN光电阴极材料的金属有机化学汽相沉积(MOCVD)、分子束外延(MBE)和卤化物汽相外延(HVPE)等主流生长技术的优缺点,介绍了两步生长、横向外延生长及悬空外延技术等新工艺.讨论了GaN光电阴极的性能特点、制备方法以及在紫外光电探测器和电子束平版印刷术领域的应用状况.     

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。     

MBE法生长碲汞镉合金薄膜的前景

制备高性能HgCdTe多元列阵探测器,需要高质量的晶体材料。本文介绍了目前已有的HgCdTe薄膜外延生长工艺,比较了液相外延(LPE)、分子束外延(MBE)、有机金属化学汽相淀积(MOCVD)、激光蒸发淀积(LADA)等HgCdTe薄膜外延生长工艺的优缺点,着重     

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.     

GaN的低压MOCVD生长模型

用停滞边界层理论分析了低压MOCVD外延GaN的生长模型。通过优化反应室结构和工艺条件，成功生长了厚度均匀、晶体质量优良的GaN外延层。     

同质外延硅汽相淀积法的改进

硅外延淀积工艺的重点在于生长突变结和改善外延层的径向厚度和电阻率均匀性。外延层的载流子迁移率和寿命取决于晶体完整性。衬底表面及其晶向对外延淀积有影响。讨论了有利于得到无缺陷的外延硅,有利于集成电路制备,诸如结隔离和介质隔离的方法。最后给出了有关汽相淀积同质外延硅的参考文献。     

在蓝宝石衬底上外延生长光导探测器用的HgCdTe

用等温汽相外延(ISOVPE)和液相外延(LPE)组合,在用金属有机物化学汽相淀积(MOCVD)的CdTe/蓝宝石衬底上生长HgCdTe。用ISOVPE把CdTe层转变为Hg_(0.8)Cd_(0.2)Te。ISOVPE和LPE过程连续在闭管内进行,应用转变工艺,降低CdTe和HgCdTe间的晶格失配、并减少CdTe衬底和外延层间互扩散产生的组分梯度。晶片在Hg气氛中退火后制做成光导探测器性能验证了晶片质量,结果可与在CdZnTe上外延生长HgCdTe制做的一般探测器性能相比。     

GaN基材料及其外延生长技术研究

介绍了GaN基材料的基本特性、三种主要外延生长技术(MOCVD、MBE、HVPE)、衬底材料的选择及缓冲层技术;分析得出目前存在的GaN体单晶技术不完善、外延成本高、衬底缺陷及接触电阻大等主要问题制约了研究的进一步发展;指出今后的研究重点是完善GaN体单晶材料的生长工艺,以利于深入研究GaN的物理特性及有效地解决衬底问题,研究缓冲层的材料、厚度、组分等以提高GaN薄膜质量。     

GaN基材料及其外延生长技术研究

介绍了GaN基材料的基本特性、三种主要外延生长技术（MOCVD、MBE、HVPE）、衬底材料的选择及缓冲层技术;分析得出目前存在的GaN体单晶技术不完善、外延成本高、衬底缺陷及接触电阻大等主要问题制约了研究的进一步发展;指出今后的研究重点是完善GaN体单晶材料的生长工艺,以利于深入研究GaN的物理特性及有效地解决衬底问题,研究缓冲层的材料、厚度、组分等以提高GaN薄膜质量。     

大尺寸HVPE反应室生长GaN的数值模拟

利用有限元法对单片6英寸(1英寸=2.54 cm)GaN衬底用氢化物气相外延(HVPE)生长系统的工艺参数进行了数值模拟和优化.通过建立反应室二维几何模型,依次改变HVPE系统中的GaCl,NH3和分隔气(N2)流速等主要参数进行数值模拟,研究分析了反应室内各反应物的浓度分布和衬底上GaN的生长速率变化,同时考虑了涡旋分布以及GaCl出口管壁上寄生沉积等对衬底上GaN生长的影响,并给出了HVPE系统高速率均匀生长GaN的优化参数.模拟分析还表明,适当降低HVPE反应室内的压强可以改善衬底上GaN生长的均匀性.     

蓝宝石上横向外延GaN薄膜

在蓝宝石衬底上利用金属有机物气相外延(MOCVD)方法对横向外延(ELO)GaN薄膜的生长条件进行了研究.在蓝宝石衬底上利用化学腐蚀的方法刻饰出图案,再沉积低温GaN缓冲层作为外延层的子晶层,以降低外延层与衬底的晶格失配与热失配,制备出低位错密度的GaN外延层.分别利用X射线衍射、原子力显微镜及湿法腐蚀对外延层进行检测.     

蓝宝石上横向外延GaN薄膜

在蓝宝石衬底上利用金属有机物气相外延(MOCVD)方法对横向外延(ELO)GaN薄膜的生长条件进行了研究.在蓝宝石衬底上利用化学腐蚀的方法刻饰出图案,再沉积低温GaN缓冲层作为外延层的子晶层,以降低外延层与衬底的晶格失配与热失配,制备出低位错密度的GaN外延层.分别利用X射线衍射、原子力显微镜及湿法腐蚀对外延层进行检测.     

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。     

ZnAl2O4/α-Al2O3衬底上GaN的生长

研究了直接在ZnAl2O4/α-Al2O3衬底上用MOCVD法一步生长GaN薄膜．利用脉冲激光淀积法在α-Al2O3衬底上淀积了高质量ZnO薄膜,对ZnO/α-Al2O3样品在1100℃退火得到了具有ZnAl2O4覆盖层的α-Al2O3衬底,并在此复合衬底上利用光加热低压MOCVD法直接生长了纤锌矿结构GaN．X射线衍射谱表明反应得到的ZnAl2O4层为（111）取向．扫描电子显微镜照片显示随退火时间从小于30min增加到20h,ZnAl2O4表面由均匀的岛状结构衍变为突起的线状结构,相应的GaN X 射线衍射谱表明GaN由c轴单晶变为多晶,单晶GaN的摇摆曲线半高宽为0.4°．结果表明薄ZnAl2O4覆盖层的岛状结构有利于GaN生长初期的成核,从而提高了GaN的晶体质量．     

采用离子注入MOCVD缓冲层制作的MESFET

采用离子注入的金属有机化学汽相淀积(MOCVD)缓冲层制作了低噪声GaAs金属-半导体场效应晶体管(MESFET)。在12GHz下,0.5μm(栅长)×300μm(栅宽)的FET器件的噪声系数可达1.46dB,相关增益达到10.20dB。此结果证明,采用离子注入MOCVD缓冲层能制成极好的GaAs LNFET,它可以与采用AsCl_3汽相外延和分子束外延制作的类似器件所得的最佳结果相比拟。     

用籽晶汽相生长CdTe大单晶

本文叙述了一种生长CdTe(～18cm~3)大单晶的方法,这种方法是用籽晶通过汽相淀积法按常规生长晶体。在(111)面上观测到了外延生长,但在(111)面上未观测到。     

长波红外焦平面材料技术的进展与新途径

评述长波红外焦平面阵列技术的进展,介绍一种适合于发展长波红外焦平面阵列的新材料—InAsSb 应变层超晶格及其生长技术、发展背景、目前现状,生长这种材料用的分子束外延和有机金属化学汽相淀积工艺及其这种材料的发展前景。     

GaN基侧向外延生长技术与特性研究

为解决目前外延生长技术存在的弊端,总结了新的侧向外延方法以减少GaN中的位错密度,提高晶体质量.主要研究了在蓝宝石图形衬底上侧向外延生长GaN的技术.用MOCVD侧向外延技术的方法获得了很少位错的生长在掩膜层上的GaN薄膜,晶体的质量得到了改善.X射线和TEM测试出掩膜层能够阻挡其下GaN层中的穿透位错继续向上传播,用这种方法能够有效地降低位错密度,但同时也引出了一些新的问题.     

用二异丙基碲化物低温生长CdTe和HgCdTe外延膜

红外探测系统中的灵敏元件要求高质量HgCdrTe薄膜。最近研究了用有机金属化学汽相淀积(MOCVD)法生长HgCdTe外延膜的能力。用这种方法,生长温度的下限就由常用的二乙基碲(DET)化合物的稳定性决定。本工作的主要目的是要通过采用不太稳定的有机碲化合物来降低HgCdTe的生长温度。在低温下生长HgCdTe有许多潜在优点。在低温下减少了扩散过程,从而得到了较明显     

化学束外延介绍

化学束外廷(Chemical Beam Epitaxy,简称CBE)是一种由分子束外延(MBE)和金属有机物化学汽相淀积(MOCVD)发展而来的新技术,它结合了MBE的束的属性和MOCVD的控制和采用全汽相源的特点,它综合了两者的优点而使各自的缺点得到弥补。最近用化学束外延得到的结果表明CBE具有超过MBE和MOCVD的潜力而成为一种非常重要的新的外延技术。本文主要通过与MBE和MOCVD的对比,对CBE作了简单的介绍。