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)。     

氯化物VPE生长的In_(0.53)Ga_(0.47)As—InP异质结中的二维电子气

我们报导了采用氯化物VPE首次成功地生长出选择掺杂In_(0.53)Ga_(0.47)As-InP异质结,并观察到二维电子气(TDEG)在4.2K时,其最大电子迁移率为106000cm~2V~(-1)s~(-1)。     

制作红外探测器阵列的一种新方法——在蓝宝石衬底上外延HgCdTe

利用体晶 CdTe 衬底外延 HgCdTe 有某些局限性,例如晶片大小、易碎性及均匀性,都对外延生长 HgCdTe 有影响,因此研制出一种 CdTe 的代用衬底。本文就介绍这种 CdTe/蓝宝石混合衬底的合成方法及其某些特性,并介绍在这种衬底上液相外延(LPE)生长 HgCdTe 薄膜和器件的特性。与用 CdTe 衬底生长 HgCd-Te 制作的器件相比,在 CdTe/蓝宝石上 LPE 生长的 HgCdTe 薄膜制作的器件,在低温中波红外(MWIR)焦平面上有极好的电学和光学性质,而且二极管间的 D也极为一致。二极管的电阻与面积乘积的典型值,在195K(截止波长λ_c=4.2μm)时为≥10Ωcm~2;在120K(λ_c=4.45μm)时为≥3×10~4Ωcm~2,在77K(λ_c=4.6μ-m)时为≥1×10~6Ωcm~2。不加增透膜其典型量子效率为60—80%。对1024元 MW-IR 混合焦平面阵列的探测度进行分析表明:即使在小量到中等光子背景(高的光子背景是10~(12)光子 cm~(-2)s~(-1)条件下,不合格元件的数量不到5%。     

氧化锡导电膜的性能和制备方法

氧化锡(SnO_2)导电膜是一种应用广泛的透明金属氧化膜,它是一种多晶结构的薄膜。在可见光范围内透过系数大于0.9,在红外区受到强吸收。纯氧化膜是一种宽禁带的n型半导体,其导电电子浓度为10~(19)～10~(20)cm~(-3),霍耳迁移率30cm~2V~(-1)s~(-1),电阻率为10~8Ωcm。     

用质量分离的低能离子束外延法生长β-FeSi_2半导体外延膜的初步研究

采用质量分析的低能离子束外延法生长了半导体性质的β-FeSi_2外延薄膜.就我们所知,在用同类方法的研究中,国际上尚属首次.AES测量及RHEED观察肯定了外延的β-FeSi_2的存在;垂直入射的光透射谱又证实了外延膜是具有直接禁带的、禁带宽度为～0.84 eV的半导体性质的薄膜.室温下的霍耳迁移率μH达600 cm~2V~(-1)s~(-1),比文献报道高两个量级.     

用溅射淀积法外延生长优质Cd_xHg_(1-x)Te薄膜

采用汞蒸汽等离子体阴极溅射技术,已同时在几种CdTe衬底上(总面积为20cm~2)外延生长了Cd_xHg_(1-x)Te薄膜。薄膜在加热到310℃的衬底上生成,其淀积速率为0.6μm.h(总厚度≤30μm)。采用不同的实验方法对薄膜的结晶学特性进行了分析,这些方法包括:反射X-射线形貌、衍射分布图的半值宽度(FWHM)测量、透射电子显微镜分析(TEM)和卢瑟福反向散射分析(RBS)。TEM法,摆动曲线和RBS的结果揭示出薄膜具有很高的结晶学质量(外延层内的位错密度接近10~4cm~(-2))。在4K和300K之间测量了Cd_xHg_(1-x)Te外延层的霍耳系数。衬底温度为285℃时淀积的外延层(镉的组分为0.23,厚度16μm),在77K测量的结果是:载流子浓度n大约为2.7×10.(16)cm~(-3);霍耳迁移率为64000cm~2·V~(-1·S~(-1)。当镉的组分为0,31时(外延层厚度为18μm),则得到n=1.6×10~(16)cm~(-3);霍耳迁移率为16000cm~2·V~(-1)·S~(-1)。淀积出来的外延膜在双温区炉子内的汞气氛中退火后,其电学性质得到改善。n型外延膜的电子迁移率提高到接近用非最佳退火参量得到的体材料的水平。     

退火温度对铝掺杂氧化锌薄膜晶体质量及光电性能的影响

研究了退火温度对原子层沉积(ALD)生长的铝掺杂氧化锌(AZO)薄膜光电性能的影响,结果发现:AZO薄膜在600℃退火后,X射线衍射峰的半峰全宽从未退火时的0.609°减小到0.454°,晶体质量得到提升;600℃退火后,薄膜的表面粗糙度从未退火时的0.841 nm降低至0.738 nm;400℃退火后,薄膜的载流子浓度和迁移率均达到最大值,分别为1.9×10~(19) cm~(-3)和4.2 cm~2·V~(-1)·s~(-1),之后随着退火温度进一步升高,载流子浓度和迁移率降低;退火温度由300℃升高到600℃过程中薄膜的吸收边先蓝移后红移。     

高电子迁移率Si/SiGe异质结构:缓解性SiGe缓冲层的影响

在不同类型的部分缓解性SiGe缓冲层上生长了n型调制掺杂Si/SiGe异质结构,采用这一材料系统是为了得到足够大的导带突变。对样品进行了各种测试分析,如二次离子质谱,x光摆动像分析,透射电子显微镜分析,卢瑟福背散射分析和变温霍尔测量。在750℃生长的厚的线性渐变SiGe缓冲层样品中得到了最高的霍尔迁移率为1.5K下173000cm~2V~(-1)s~(-1)。这一层序达到的室温迁移率约为1800cm~2V~(-1)s~(-1)。发现不管是用没有Ge组分渐变的一般缓冲层,还是直接用有源层是调制掺杂SiGe势垒开始以缓解应变了的Si阱层,主要是在低温下霍尔迁移率严重地下降。     

主、侧链修饰对异靛蓝基共轭聚合物结构及电学性能的影响

研究了基于异靛蓝及其衍生物的给-受体共轭聚合物主、侧链修饰对电学性能的影响。采用掠入射X射线衍射、原子力显微镜和4200半导体参数测试仪对聚合物结构与形貌以及电学性能进行了表征。实验结果表明,烷基侧链的加入会增大空间位阻,使得分子堆积从较为有序的edge-on结构变得混乱无序,导致结晶性和电学性能的下降。平均空穴迁移率从0.05cm~2·V~(-1)·s~(-1)下降至2.11×10~(-3) cm~2·V~(-1)·s~(-1)。但当主链用苯并二呋喃二酮(BIBDF)这一强吸电子的长共轭单元替代异靛蓝单元之后,由于主链平面性的提高,引起分子堆积变好,结晶性和电学性能显著提高,并不影响溶液加工性且该聚合物显示出良好的双极型传输特性。空气中电子与空穴平均迁移率可以达到0.29cm2·V~(-1)·s~(-1)和0.49cm2·V~(-1)·s~(-1)。     

Ar~+激光结晶非晶硅膜电学性质研究

本文使用TEM分析、X射线衍射以及电导和霍耳效应联合测量等手段研究了Ar~+激光结晶a-Si:H膜的结构和电学性质.结果表明a-Si:H液相激光结晶膜(LP-LCR)的平均晶粒尺寸达数十微米,呈<111>择优取向,室温电导率为1.5(Ω·cm)~(-1),电子霍耳迁移率达36cm~2V~(-1)s~(-1),是一种有应用前景的薄膜.     

偏压对溅射ITO膜载流子浓度和迁移率的影响

研究了基体偏压对 ITO 膜载流子浓度和迁移率影响的机理,并就载流子浓度和迁移率随偏压变化的实验结果与理论结果作了比较,两者基本吻合。获得了n_e=3.2×10~(20)cm~(-3),U_H=50cm~2V~(-1)s~(-1)的 ITO 膜。     

高性能钆铝锌氧薄膜晶体管的制备

本文研究并制备了钆铝锌氧薄膜和以钆铝锌氧为有源层的薄膜晶体管。钆铝锌氧薄膜材料的光致发光光谱和透过率说明钆铝锌氧薄膜在透明显示方向的应用潜力。透射电子显微镜揭示了钆铝锌氧薄膜的非晶态微观结构。钆铝锌氧薄膜晶体管显示了良好的转移特性和输出特性。器件开关比大于10~5、饱和迁移率约为10cm~2·V~(-1)·s~(-1)。实验结果表明,钆铝锌氧薄膜可用作氧化物薄膜晶体管的有源层材料;钆铝锌氧薄膜晶体管可作为像素电路的驱动器件。     

磷化铟材料研究

本报告报导的有关InP材料的研究工作是在1982年10月至1983年9月30日期间,在空军部资助下完成的。资助中的一部分是罗姆空军发展中心提供的。本计划的当前目标是改善用作晶体生长原材料的高纯多晶磷化锢的生长和建立最佳液封直拉法(LEC),以便生长出具有低缺陷密度,低剩余杂质浓度和均匀掺杂浓度的单晶。我们共合成了二十三个InP锭条。在77K下,迁移率有的高达8.6×10~4cm~2V~(-1)s~(-1)。从两个不同炉子合成的锭的头部切下的样品,测量得到的迁移率平均值分别为6.7×10~4和2.8×10~4cm~2V~(-1)s~(-1)。研究迁移率存在这一显著差别的更进一步的实验正在进行。由英国皇家信息雷达研究中心提供的在高磁场下的光荧光数据表明,在最高纯度的多晶锭中,S是主要施主。从富锢熔体中生长了几个标称为非掺杂LEC锭。从这些锭中的一个锭上切下的样品,77K下迁移率为7.0×10~4cm~2V~(-1)s~(-1),这是迄今报导过的LEC InP晶体的最高值。根据皇家信息雷达研究中心的光荧光数据,一类还未被确认的粒子(可能是本身固有的缺陷)在高纯InP锭中是主要施主,而不管这些锭是从富锢熔体还是从化学配比熔体中生长。还有S是重要的施主而Si则是次要的。在掺杂LEC晶体生长实验中,通过增加籽晶或者坩埚转速,可在小范围内把掺杂剂浓度的纵向和径向变化减少百分之几。     

Cd_(0.2)Hg_(0.8)Te光电二极管表面漏电流的减少

在表面形成一层宽带隙外延层,可以减少Cd_(0.2)Hg_(0.8)Te光电二极管的表面漏电流。在CdTe衬底上,液相外延由p-Cd_xHg_(1-x)Te(x>0.2)/p-Cd_(0.2)Hg_(0.8)Te组成双层Cd Hg Te外延层。77K下,经范德堡霍尔测试,得到空穴载流子浓度和迁移率分别为9×10~(15)cm~(-3)和6×10~2cm~2V~(-1)s~(-1)。首先去除p-Cd_(0.2)Hg_(0.8)Te上面直径为100μm的宽带隙层,然后再向p-Cd_(0.2)Hg_(0.8)Te中扩铟而形成p-n结。77K下,有宽带隙层和无宽带隙层光电二极管的R_0A乘积分别为9.1Ωcm~2(λ_c=11μm)和2.0Ωcm~2(λ_c=10μm),这就证实了宽带隙层钝化层起到了减少表面漏电流的作用。     

常压MOVPE生长的调制掺杂GaAs-Ga_(1-x)Al_xAs异质结构

用常压金属有机物汽相外延(AP-MOyPE)生长出单周期和多周期的调制掺杂GaAs-Ga_(1-x)Al_xAs异质结构。在300K、77K和4K下,对应面载流子浓度为7.4×10~(11)cm~(-2)、8.3×10~(11)cm~(-2)和3.9×10~(11)cm~(-2)的单周期结构的电子迁移率分别为6700、80000和90000cm~2.V~(-1).s~(-1)。据我们所知,在AP-MOVPE生长此结构的报导中,这些数值是最好的。用于场效应管的初步结果表明,当温度由室温降到77K,跨导增加了两倍,此外,我们报导了在“反置”结构中提高了迁移率。所谓“反置”结构,就是传导积累层定位于(Ga、Al)As上生长GaAs所形成的界面上。     

KH550-GO复合栅介质低压氧化物薄膜晶体管

采用旋涂法制备硅烷偶联剂-氧化石墨烯(KH550-GO)新型复合栅介质薄膜,由于栅介质层和沟道层界面处明显的双电层效应,单位面积电容高达2.18×10~(–6)F/cm~2。通过自组装法,借助磁控溅射仪,仅需一次掩膜,即可同时生成晶体管的沟道与源漏电极。利用半导体参数分析仪在室温黑暗的条件下测量该晶体管的电学特性,结果表明,KH550-GO栅介质氧化物薄膜晶体管具有优良的电学性能,其工作电压仅为2 V、饱和电流为580μA、亚阈值摆幅108 m V/dec、开关比4×10~7、场效应迁移率16.7 cm~2·V~(-1)·s~(-1)。     

用于FET器件的GaAs高阻汽相外延层的杂质鉴别

采用 Ga/AsCl_3/H_2汽相外延在掺杂半绝缘衬底上生长 FET 的缓冲层。用霍耳、光霍尔、阴极荧光以及新的深能级瞬态电流法(DLTS)研究了缓冲层的双层结构。此双层结构由上层的高纯 n~-层(10~(13)≤n≤10~(15)cm~(-3);70000≤μ≤150000cm~2V~(-1)s~(-1))和下边的高阻补偿区两个部分组成。采用电解质-GaAs 接触,观察到 p 型界面。迁移率分布与界面和衬底的碳和铬(可能还有铁)的外扩散有关。并由此提出补偿模型。     

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。     

单温区碲镉汞液相外延生长

本文首次报道单温区开管生长优质碲镉汞液相外延层,表面光亮、界面平坦清晰。组分x≤0.2时,均匀性△x=0.004,室温下红外透过率达50％以上,典型X射线双晶衍射迥摆曲线半峰宽为176arc s,原生样品呈P型。在77K下,载流子浓度为0.5～5×10~(16)cm~(-3),霍耳迁移率为2.5～4×10~2V~(-1)s~(-1)。文章还详细研究了初始过冷度△T_i对碲镉汞液相外延的影响。     

高质量的热壁外延CdTe(111)薄膜

本文测量了热壁外延CdTe/(111)CdTe薄膜的荧光光谱,并与CdTe体材料的荧光光谱进行了比较,证实了热壁外延CdTe/(111)CdTe薄膜具有很高的质量。实验所用热壁外延CdTe薄膜的生长条件如下:衬底CdTe用Bridgman方法生长,晶向为(111),经机械抛光、化学机械抛光以及(酒精+Br_2)溶液腐蚀。外延之前,衬底在超高真空中在350℃温度下热处理。外延时,使用单个CdTe源,温度为470～550℃,衬底温度