较大直径,低位错锑化铟单晶的研制

本文简要介绍了用ＴＤＫ－３６单晶炉拦制的较大直径、低位错的锑化铟单晶的理论和实践。通过对晶体生长室内温汤，特别是内外坩埚尺寸的调整及对循环水流量的控制，成功地拉制出较大直径、低位错是锑化铟单晶。     

大直径高质量锑化铟单晶的生长研究

锑化铟单晶是制备3μm～5μm红外探测器的重要材料.为了适应红外焦平面探测器大规模化发展的趋势,我们开展了高质量3in锑化铟单晶的生长研究.本文解决了大直径锑化铟单晶生长的关键技术,讨论了3in锑化铟单晶生长过程中的多晶原料提纯问题,以及单晶电性能参数控制、位错密度控制和直径控制问题,并采用Czochraski法成功地在国内首次生长出直径为3in的锑化铟单晶.其中,直径大于3in的单晶长度超过100mm,单晶的位错密度小于100cm-2.试验结果表明:相对于其他半导体单晶生长位错密度沿晶棒增大的分布规律,我们得到的锑化铟单晶位错密度沿晶棒从头至尾递减,单晶尾部位错密度可小于50cm-2;同时单晶的电子迁移率、载流子浓度均满足制备高性能大规格红外焦平面探测器的要求.     

大直径锑化铟单晶位错控制研究

本文采用的晶体生长装置具有特别的生长室结构,其外壳为不锈钢水套,可保证生长室与外界热隔离,使晶体生长不受外界干扰;另外,生长室尺寸较大,外壳直径为500mm,可使用外径达Φ100mm的坩埚;又采用了自动等径控制技术,因而可生长出大直径(Φ30～45mm)的锑化铟单晶。通过调整生长室内的温场,有效地控制了锑化铟单晶中的位错数量,得到了位错密度非常小的锑化铟晶片(EPD<10~2cm~(-2))。     

高质量5 in InSb单晶生长

锑化铟(InSb)焦平面探测器是中波红外探测领域应用广泛的一种探测器。作为制备探测器的基础,InSb晶体材料的质量和性能显得尤为重要。近年来InSb晶体材料在向高质量大尺寸方向发展。通过多举措坩埚设计和温场条件设计,采用直拉法生长了直径大于135 mm的InSb单晶。测试结果表明,5 in晶片的位错腐蚀坑密度小于50 cm^-2,双晶衍射峰的半峰宽为8.32 arcsec,晶体具有相当好的完整性。通过优化生长工艺参数,晶体生长过程中具有较为平坦的固液界面,表现出良好的径向电学均匀性。这为制备低成本和超大规模InSb红外探测器阵列奠定了基础。     

锑化铟位错显示中后处理的效果

本文提出了半导体锑化铟单晶位错显示中对样品处理的一种新方法,并通过大量的实验证实了这种方法的可行性。这种方法无须象传统方法那样对样品进行严格的研磨、抛光,将制作、显示一个样品所需时间由原来的80min左右缩短为5min左右。本方法具有迅速、准确、简单可靠等特点,可供研究晶体缺陷时参考。     

锑化铟单晶材料研究进展

锑化铟(InSb)材料因其特殊性质,是一种重要的中波红外探测、霍尔元件材料。本文总结了InSb材料的需求现状以及国内外主流InSb材料厂商的研究进展,重点介绍了中国电子科技集团公司第十一研究所在InSb材料方面的最新研究进展。最后,本文提出了InSb材料未来发展趋势。     

大直径低位错密度InSb单晶研制

大直径低位错密度ＩｎＳｂ单晶研制叶真吉，陶世端，李忠良（昆明物理研究所昆明６５０２２３）本文介绍了采用国产低熔点化合物单晶炉，首次成功生长大直径低位错密度ＩｎＳｂ单晶。单晶参数为：尺寸：３５～４２ｍｍ晶体生长方向：＜１１１＞、＜２１１＞、＜１００＞杂...     

大尺寸锑化铟晶体生长等径技术研究

为了获得高质量的晶体,需要解决大尺寸锑化铟晶体生长过程中的精确等径控制问题.阐述了采用提拉法生长晶体时的直径控制原理及方法,分析了影响等径控制的温度与时滞因素,并采用计算机辅助控制方法解决了大尺寸锑化铟晶体生长过程中的精确等径控制问题.生长出的3in锑化铟晶体的生长条纹不明显,位错密度小于10个/cm2.     

InSb晶片的显微拉曼研究

对热处理前后的InSb晶片进行了显微拉曼面扫描测试,开发了一种新的InSb晶片应力面分布表征方式。热处理前后InSb晶片的横向光学(Transverse Optical, TO)声子散射峰分别位于179.3 cm^-1和178.5 cm^-1;纵向光学(Longitudinal Optical, LO)声子散射峰分别位于188.8 cm^-1和188.7 cm^-1;特征峰的半峰宽分别为5.8 cm^-1和5.0 cm^-1。X射线双晶衍射曲线半峰宽值分别为12.10～20.04 arcsec和7.61～7.74 arcsec。用经热处理后的晶片制得的器件在80℃烘烤20天后,盲元增加量较小,整体数量较少。这表明热处理释放了晶片的残余应力,对后期抑制器件新增盲元存在有利影响,为新一代超高性能、超大面阵红外探测器的制备奠定了材料基础。     

MBE生长InSb外延层特性及红外探测器研究

本文报道了采用含有ＩｎＳｂ非晶过渡层的两步ＭＢＥ生长技术，在ＧａＡｓ（１００）衬底上异质外延生长的ＩｎＳｂ外延层材料特性及初步的器件性能。５μｍ厚的ｎ型本征ＩｎＳｂ外延层７７Ｋ时的电子浓度和迁移率分别为：ｎ～２．４×１０￣（１５）ｃｍ￣（－３），μ～５．１２×１０￣４ｃｍ￣２Ｖ￣９－１）ｓ￣（－１），高质量ＩｎＳｂ外延层的Ｘ射线双晶衍射半峰宽（ＦＷＨＭ）＜１５０″。ＩｎＳｂ表面的相衬显微形貌，ＩｎＳｂ／ＧａＡｓ界面的ＴＥＭ形貌相和ＩｎＳｂ外延层的红外透射谱等测试结果都肯定了ＭＢＥＩｎＳｂ外延层的质量。研究结果已基本达到目前国外同类研究水平。用ＭＢＥ生长的ｎ型ＩｎＳｂ外延层薄膜首次制作了中波（３～５μｍ）多元光导线列器件，终测表明，器件的光导响应率较高Ｒ（Ｖ）～７８００Ｖ／Ｗ，均匀性很好ΔＲ（Ｖ）／Ｒ（Ｖ）＜７％，ＭＢＥＩｎＳｂ外延薄膜展示了良好的红外探测器应用前景。     

锑化铟无接触磁敏电位器电学参数测试和环境试验

文中介绍了锑化钢无接触磁敏电位器的主要电学参数（磁敏灵敏度、线性度和线性范围）及其测试方法，检测准确、可靠，特别是采用了TBLCURVE软件，很容易得到磁敏器件的校准曲线和拟合直线，从而可准确地得到磁敏器件的电学参数，并能准确计算出磁敏器件的线性度。磁敏电位器的环境条件试验对其可靠地应用是十分重要的，如低温（－40±3℃，1．5h）、高温（70±2℃，0．5h）试验，振动试验（功率谱密度为0．02g2／Hz，总均方根值5.2g振动频率为50～2000Hz，振动时间3min），低温工作试验（－5～－10℃），恒定湿热试验（4±3℃，湿度80％，时间48h），老化试验，室温零漂试验及低温零漂试验。所有参试磁敏电位器均通过了环境试验。     

InSb晶体生长固液界面控制技术研究

在固液界面控制方面,对Si等成熟半导体的研究较多,而对锑化铟(InSb)材料的研究极少。对InSb晶体等径段生长过程中晶体拉速、转速和坩埚转速对固液界面形状的影响进行了模拟分析以及实际的晶体生长实验。结果表明,这三个生长参数对固液界面形状的平稳控制具有一定的效果。获得了平稳固液界面控制方法,为后续生长更低位错密度、更均匀径向电学参数分布的InSb材料打下了基础。     

低相位噪声毫米波单片压控振荡器的研制

采用0.18um GaAs PHEMT工艺,设计和研制了毫米波压控振荡器.该压控振荡器采用反射式结构,并针对了我国本地多点分配业务(LMDS)频段进行了优化设计,芯片采用OMM IC ED02AH工艺实现,芯片的尺寸为1.2mm×0.8mm.实测性能指标为:在28.46GHz,该压控振荡器的输出功率为7.3dBm,偏移1MHz处的相位噪声为-101dBc/Hz,调谐范围为27.5~30.4GHz.     

大线视场大相对口径红外成像系统的光学设计

在同轴三反射光学系统基础上,采用视场离轴方式,设计了一个在地球同步轨道上对地观测的空间离轴三反射光学系统.该系统同时具有大线视场和大相对口径的特点,设计结果表明,成像质量达到了衍射极限.     

低频低噪声集成运放XD1531的设计和分析

本文阐明了低频低噪声运放XD1531的设计原理。从电路和版图设计两方面论述了该电路整个设计过程。针对电路第一级的结构,采用低频低噪声方法进行设计。在版图方面主要考虑了降低低频噪声,尤其是降低表面1/f噪声的措施。通过对XD1531噪声性能的分析以及与国内外同类产品的比较,说明了该集成电路具有低噪声特性。同时,说明本文提出的设计方法对于降低集成电路的低频噪声是有效的。     

单光源、单探测器的近红外光学乳腺成像系统

阐述了一套基于频域技术的新型近红外光学乳腺成像系统.与本实验室曾经研制过的多光源、多探测器样机相比,此系统采用单光源、单探测器,因而从根本上避免了多通道成像系统中各路之间不匹配的现象,并简化了结构,同时降低了成本.仿体实验和临床实验结果证明,本系统具有较高的灵敏度和分辨率,可能成为一种行之有效的乳腺癌检测方法.