用于高性能MESFET的高迁移率In_(0.53)Ga_(0.47)As

用液相外延法生长了高纯 In_(0·53)Ga_(0·47)As 外延层,其室温电子迁移率高至13,800cm~2/v·s,相应的净电子浓度在10~(15)cm~(-3)的低端。至今所测得的最高78°K 迁移率约70,000cm~2/v·s,其净电子浓度为3.4×10~(14)cm~(-3)。这样高的迁移率能显著改善常断型 FET 的性能。推导出 In_(0·53)Ga_(0·47)As 的肖特基势垒高度约0.28ev,这就使栅极漏泄较大。提出一种新结构,它能减小栅极漏泄,并且,即使正栅偏压很小时,也能把电子限制到 In_(0·53)As 沟道内。这种结构是在 InGaAs 沟道与金属栅之间用了一层 n~--InP 外延层。     

Si~+注入GaAs红外快速退火实验研究

本文研究了GaAs MESFET有源层和n~+层Si~+注入的红外快速退火行为。用该技术获得的有源层和n~+层的载流子浓度与迁移率分别为1～2×10~(17)cm~3和3000～3500cm~2/V·s以及1～2×10~(18)cm~(-3)和1500cm~2/V·s,制成的单栅FET每毫米栅宽跨导为120mS,在4GHz下,NF=1.1dBGa=12.5dB。实验证实了快速退火比常规炉子热退火具有注入杂质再分布效应弱和对衬底材料热稳定性要求低的优点。对两种退火的差别在文中也作了讨论。     

高掺杂沟道GaAs M-I(10~2)-S Schottky势垒栅场效应晶体管(MIS SB FET)

本文首次报道了高掺杂沟道的GaAs MIS SB FET.在S.I.GaAs衬底上用离子注入Si,同时形成高浓度、超薄的有源层和欧姆接触区,载流子峰值浓度为 0.5-1×10~(13)cm~(-3).在Al栅和GaAs有源层间有一层用阳极氧化制备的自身氧化膜,厚度10~2A|°.MIS SB FET为双栅器件,栅尺寸 2 × 400 μm. 实验所得 MIS SB FET的夹断电压为4V,零栅偏跨导为 25mS,高于本实验室相似结构常规工艺的 MES FET器件(峰值浓度1-2×10~(17)cm~(-3),没有氧化膜). 在二区间模型基础上,计入薄氧化膜影响,模拟计算了 MIS SB FET的直流和微波特性,并与常规工艺的 MES FET作了比较.     

650～700℃ LPE生长三元合金In_(0.53)Ga_(0.47)As/(100)Inp

首先用正规溶液模型,在650～700℃间计算了In_(0.53)Ga_(0.47)As的液相组分。通过实验调整,在653℃、684℃和701℃LPE生长了与(100)InP衬底晶格匹配的非故意掺杂三元合金In_(0.53)Ga_(0.47)As,并测量了其外延层的载流子浓度、霍尔迁移率和电阻率。684℃生长的外延层具有光滑的表面彤貌,室温下其载流子浓度为3.7×10~(15)cm~(-3),霍尔迁移率为9.07×10~3cm~2/v·s,电阻率为0.19Ω—cm。     

分子束外延GaAs掺Se

利用Se电化学喷射炉产生的Se分子束,对分子束外延(MBE)GaAs掺杂,获得了载流子浓度为 10~(15)-10~(15)cm~(-3)的N型 GaAs. 载流子浓度 8.0 ×10~(15)-5.76 × 10~(15)cm~(-3)范围相应的室温迁移率为6350-5200cm~2/V·s.还研究了各种生长参数对载流子浓度的影响.对实验结果给予了定性的解释.     

低噪声GaAs MESFET有源层的Si~+注入

本文叙述了用Si~+注入GaAs形成低噪声MESFET有源层的初步实验结果.获得了峰值载流子浓度为1～2×10(17)cm~(-3)、在交界面处迁移率≥3000cm~2/V·s的有源层,制出了在2GHz下NF为0.9dB、G_a为14.5dB的双栅FET和9.5GHz下NF为2.0dB、G_a为9.5dB的单栅FET.实验结果表明,采用Si~+注入沟道的器件达到了汽相外延器件的最佳性能,某些参数超过了汽相外延器件.     

分子束外延砷化镓单晶薄膜

MBE GaAs单晶薄膜的载流子浓度(1.8-8)×10~(16)cm~(-3),室温迁移率 3000-5000cm~2/V.3最高达5466cm~2/V.s,相应的77K迁移率为1.59 ×10~4cm~2/V.s.对高杂质浓度的外延层进行了阴极荧光(4.2K) 和SIMS 测量分析.     

InSb/InAsSb Strained Layer Superlattice Grown by MBE

叙述了采用国产 MBE 装置,在 GaAs 或 InSb 衬底上生长 InSb,InAsSb薄膜材料一些基础研究工作。采用二步生长法在 GaAs 衬底上生长优质 InSb 薄膜,厚度4.8μm,其室温迁移率达到4.3×10~4cm~2V·s,载流子浓度为2.4×10~(18)cm~(-3),77K 时载流子浓度为7.49×10~(15)cm~(-3);并在生长各种类型 InAsSb 超晶格材料的基础上,首次生长了 InAs_(0·05)Sb_(0·95)/InSb 应变层超晶格结构材料,其周期厚度为21nm,InSb 应变层与 InSb 层之间的共格度为0.65,本文还将叙述制作 InAsSb 长波红外探测器的具体工艺及其一些想法。     

分子束外延高性能P型GaAs单晶薄膜

用国产分子束外延设备生长出性能优良、表面平整光洁的GaAs。不掺杂的P型GaAs空穴浓度为 2-8×10~(14)cm~(-3),室温迁移率为360-400cm~2/V·s.使用国产材料,纯度为 2N5并经我们“提纯”的 Be作为 P型掺杂剂.掺 Be的 P型GaAs空穴浓度范围从1.0 × 10~(15)至6×10~(15)cm~(-3).其室温迁移率与空穴浓度的关系曲线与国外文献的经验曲线相符.当空穴浓度为1—2 ×10~(15)cm~(-3)时,室温迁移率达 400cm~2/V·s.低温(77K)迁移率为 3500—7000cm~2/V·s.在4.2K下对不同空穴浓度的P型GaAs样品进行了光荣光测量和分析.     

水平法生长GaSb单晶的研究

本文采用独特的工艺和装置,用水平法研制GaSb单晶.已获得不掺杂p型晶体,室温下其载流子浓度和迁移率分别为1.0～1.7×10~(17)cm~(-3)和630～780cm~2/V·s;渗Te的n型单晶两者分别为1.4×10~(18)cm~(-3)和2690cm~2/V·s,成晶率大于50%.本文还探讨了研制过程中存在的几个问题.     

化学束外延生长GaAs/GaAs,InGaAs/GaAs,InP/InP,InGaAs/InP多量子阱材料

在国产首台CBE设备上,生长了GaAs上的GaAs,InP上的InP,InP上的InGaAs以及GaAs上的InGaAs多量子阱四种材料。纯GaAs为p型,载流子浓度为5.5×10~(15)cm~(-3),μ_(300K)=280cm~2/V·s,μ_(77K)=5000cm~2/v·s,基本没有表面椭圆缺陷,InGaAs/GaAs多量子阱的x光双晶衍射有10个卫星峰,光吸收谱有明显子带吸收。     

InGaAs/InP体材料和量子阱、超晶格材料的低压MOCVD生长及材料特性的测试分析

研究了InP、InGaAs体材料薄膜和InGaAs/InP量子阱和超晶格的低压MOCVD生长。InP外延层背景电子浓度为(1-5)×10~(13)/cm~3,低温电子迁移率为45240cm~2/V·s。InGaAs/InP异质结应变层匹配度可以控制在±(1-3)×10~(-3),匹配的InGaAs层的背景电子浓度为(2-5)×10~(13)/cm~3,室温及低温电子迁移率为8660和65150cm~2/v·s。InGaAs/InP量子阱的标定阱宽从114A减少到6.4A时低温光致发光峰能量上移量从59meV增加到362.5meV,线宽从12.4meV增加到57meV。InGaAs/InP超晶格的X射线衍射曲线显示了高至3级的卫星峰结构。观察到从AsH_3切换到PH_3时由于As的优先掺入特性引起的InP中As的掺入,其组份达到0.09。证实了它是线宽加大、荧光峰上移降低的一个因素。     

用激光诱发淀积的Hg_(0.7)Cd_(0.3)Te外延生长

在130℃用激光诱发淀积法(LAD)在(111)A面CdTe衬底上生长了n型Hg_(0.7)Cd_(0.3)Te。在77K,其电子迁移率为4000～7000cm~2/V·s,载流子浓度为(0.7～3)×10~(16)cm~(-3)。外延薄膜经过410℃退火后可以转变成p型。已用离子注入制成了n~+/p光电二极管。     

B~+、P~+离子注入p-Si中产生的缺陷及其退火特性的DLTS研究

本文利用沟道背散射分析技术、剖面透射电子显微镜(XTEM)等对150keV As~+沿〈100〉沟道方向注入硅的基本特征和临界条件进行了分析测试.剂量达到1×10~(14)/cm~2时,浅注入区(0-0.2μm)晶格损伤严重,导致沟道注入效应基本消失.沟道深注入区(0.2-0.6μm)形成均匀的轻度损伤.常规退火后,沟道深注入区内的载流子浓度一般不超过2×10~(17)/cm~3,本文称之为沟道注入饱和浓度.还发现沟道注入造成的非晶层比相同剂量下随机注入造成的非晶层略厚一些.退火后残留的二次缺陷仍在原重损伤层与衬底之间的过渡区.     

半导体激光器

我们利用普通的液相外延(LPE)技术在n~+-GaAs衬底上制得均匀性良好的高质量四层外延片:第一层n-GaAlAs,厚25μm,载流子浓度为～1×10~(18)cm~(-3),第二层GaAs,有     

亚微米砷化镓气相双层外延与高阻缓冲层

文中叙述了 6 Gc、12Gc GaAs FET所需双层外延材料的制备工艺,获得了 3—5μm厚高阻缓冲层及 0.2—0.3 μm厚,浓度 1.0—1.5 ×10~。(17)/cm~3,迁移率 4500-4870 cm~2/V·scc的有源层.列出了有无缓冲层的电学数据.材料用于制作FET,在6G_c下噪声系数2.8dB,增益7-9 dB,在 12GC下噪声 3.5 dB增益 4.0 dB. 文中还提出了采用含有AsOCl的AsCl_3来制备高阻缓冲层,文末进行了简短的讨论.     

B~+离子注入p型Hg_(0.8)Cd_(0.2)Te

在77K时对150keV的B~+注入p型HgCdTe进行微分霍尔测量表明:以不同剂量的B~+注入后所形成的n~+层是很明显的。n~+层的厚度取决于B~+的注入剂量,当剂量超过1×10~(13)cm~(-2)时,晶片载流子浓度趋于饱和。     

MCT液相外延薄膜的生长和特性

用开管水平液相外延系统从富Te溶剂中生长了不同x值的MCT薄膜。经X射线衍射、Hall电学参数、红外光谱、扫描电镜、X射线能谱仪和电子通道花样分析测试,结果表明:外延薄膜表面平整,光学参数较好,纵向、横向组份均匀,晶体结构完整,电学参数较好,外延膜质量优良。短波材料(n型):载流子浓度3.54×10~(14)cm~(-3),迁移率1.63×10~4cm~2V~(-1)s~(-1);中波材料(n型):载流子浓度9.95×10~(14)cm~(-3),迁移率为1.76×10~4cm~2V~(-1)s~(-1);原生长波材料(n型):载流子浓度为2.15×10~(15)cm~(-3),迁移率2.00×10~4cm~2V~(-1)s~(-1)。     

MOCVD GaAs中剩余杂质的研究

使用MOCVD技术生长GaAs,结果表明,纯度GaAs中起支配作用的电活性杂质是C和Si。综合C和Si的作用,建立了简单的热力学模型,得到As/Ga比对载流子类型和浓度影响的解析表达式,并且与实验结果符合得很好。生长的GaAs外延层室温载流子浓度为9×10~(14)cm~(-3),迁移率为5100cm~2/V·s。     

用化学汽相淀积钨和石墨快速退火降低接触电阻率

本文报道了用选择性低压化学汽相淀积钨和石墨快速退火降低金属与扩散形成的n~+、p~+浅结的接触电阻率.发现硼扩散或磷扩散浓度以及退火温度对接触电阻率都有影响,钨硅之间无明显的相互扩散.采用这种技术,钨与n~+、p~+硅的接触电阻率分别低达(1.5～4)×10~(-7)和(1～3)×10~(-7)Ω·cm~2.但与掺杂浓度较低的掺硼硅的接触电阻率较大.