MOCVD法生长Ga_(l-X)In_xAs_(l-y)Sb_y的物化研究

为更好地控制MOCVD Ⅲ-Ⅴ族锑化物的生长,改进外延层性质,本文用物理化学方法研究了Ga_(1-x)In_xAs_(1-y)Sb_y合金的生长过程。用热力学的“平衡模型”计算了铟和锑的分配系数及外延层固相组成与生长条件的关系,用化学动力学方法推导了当外延过程为物质扩散控制、化学反应控制及混合控制时的外延层生长速率公式,结果均符合实验规律。     

钇铁石榴石单晶薄膜的生长及特性

用液相外延法生长钇铁石榴石单晶薄膜,研究了外延工艺对膜的生长速率和性能的影响,膜厚重复性达±5%,并通过调节生长温度来控制膜中Pb和Pt的含量,使Pb~(2+)和Pt~(4+)离子达到电荷补偿,得到最佳的铁磁共振线宽(△H)为0.70e,这种薄膜已被做成微波器件。     

MBE法生长硅薄膜

以乙硅烷(Si_2H_6)为气体源,在Si(001)基底上均质外延生长了不掺杂硅薄膜。基底温度为533～1000℃,在此温区内均可获得单晶外延层。文章探讨了外延层生长速率、结晶度和杂质在晶体生长过程中的再分配问题。700℃制成的试样为 n     

300mm Si外延片表面颗粒缺陷的研究

研究了不同拉晶速率对300 mm硅外延片表面缺陷的影响,SP1(表面激光颗粒扫描仪)测试结果表明:较低的拉晶速率下,外延片表面出现环状颗粒缺陷分布带;较高的拉晶速率下,外延片表面的环形缺陷带消失.利用Femag-CZ软件模拟了不同速率下晶体的生长结果,结合其c;-cv分布图,分析出这种环状分布的颗粒缺陷是由于晶体中间隙原子富集区产生的微缺陷,在外延过程中( 1050℃)聚集长大,从而在界面处造成晶格畸变引起的.随着衬底拉速的降低,间隙原子富集区的面积增大,硅片外延后越容易出现环状分布的颗粒缺陷.因此在单晶拉制过程中,为了避免这种环状缺陷的产生,应适当提高晶体的拉速.     

用ALE法以锌和H_2S生长ZnS

日本科研人首次用常压原子层外延法(ALE)以锌和 HzS 制备出 ZnS 外延层,并证明了外延生长速率由自限制工艺本身控制。ZnS 的 ALE 生长是在基本温度为350～500℃的条件下实现的。输入气体的锌分压为2.6×10~(-6)～9.1×~(-5)atm,硫分压为2×10~(-4)～2.4×10~(-3)atm。外延层晶格参数及半高宽数值由×射线双晶     

分子束外延GaAs单晶薄膜

本文主要介绍我们在自己研制的分子束外延(MBE)设备上进行的GaAs单晶薄膜的生长研究。这个工作从1980年开始,在不断改进分子束外延设备和外延生长条件的基础上,使MBEGaAs的性能有了大幅度的提高。     

GaN MOCVD生长速率及表面形貌随生长参数的变化

根据现有氮化镓(GaN)金属有机物化学气相淀积(Metalorganic Chemical Vapor Deposotion)生长动力学理论,结合具体的MOCVD反应腔体的构造,用计算流体力学和动力学蒙特卡罗方法对GaN MOcvD生长过程中的生长速率和表面形貌演变进行了计算机模拟.结果表明,在950～1350 K的温度范围内反应气体充分热分解,是适合GaN外延生长的温度区间;温度低于950 K,反应气体未能充分地分解,导致较低的生长速率;而温度高于1350 K则Ga组分的脱附现象开始变得严重,从而抑制GaN的生长速率.另一方面,较高的v/Ⅲ也会抑制GaN的生长速率.生长过程中表面形貌随时间的演变结果显示,GsN薄膜在高温下(1073～1473 K)为2D层状生长,在1373 K的温度下生长的GaN薄膜表面最为平整.     

Si衬底上3C-SiC异质外延应力的消除

利用低压化学气相沉积方法在N型Si衬底上异质外延生长3C-SiC薄膜,研究和分析了不同碳化工艺和生长工艺对3C-SiC外延层的影响;探讨了Si衬底3C-SiC异质外延应力的消除机理.通过台阶仪和XRD对不同工艺条件下的外延层质量进行分析,得到最佳工艺条件的碳化温度为1000 ℃,碳化时间为5 min,生长温度为1200 ℃,生长速度为4 μm/h.对最佳工艺条件下得到的外延层的台阶仪分析表明外延层弯曲度仅为5μm/45 mm;而外延层的XRD和AFM分析表明,3 μm厚度外延层SiC(111)半高宽为0.15°,表面粗糙度为15.4nm,表明外延层结晶质量良好.     

TMG和TEG MOCVD生长GaAs的研究

本文采用三甲基镓(TMG)和三乙基镓(TEG)为镓源的金属有机化合物气相沉积(MOCVD),获得了高质量的 GaAs 外延层。生长速率随 TMG 和 TEG 的浓度增加而增高,而与AsH_3浓度无关。用自制的 TEG 为镓源生长的 GaAs 有较高的低温迁移率。     

生产4英寸硅片的分子束外延设备

据日本电报电话公用公司报道,由该公司设计,经Anelva公司制造的硅分子束外延设备能大量生产4英寸的硅外延片。生产一片外延片需20分钟,最高的生长速率为20(?)/s。硅片沉积室50cm~3。硅片可以旋转,整个片子上的厚度均匀性变化<±5％。掺杂剂为锑,掺杂均匀度变化<±10％。均匀度的变化反应整个硅片上温度变化±5℃。加     

NH3分解率对GaN半导体MOVPE外延生长成分空间的影响

研究了以三甲基镓 (TMGa)和氨 (NH3 )为气源物质 ,以氢气 (H2 )为载气进行GaN半导体的金属有机物气相外延 (MOVPE)生长时 ,NH3 分解率对于GaN半导体外延生长的成分空间的影响。热力学计算结果表明 :随着NH3分解率的提高 ,用于生长GaN外延层的气 固两相区逐渐向高Ⅴ /Ⅲ比方向变小 ,解释了实际生长过程中Ⅴ /Ⅲ比要求很高的原因。预计高的Ⅴ /Ⅲ比及低的NH3 分解率有助于GaN的MOVPE外延生长。     

GaAs气相选择外延生长的研究

本文采用AsCl_3—Ga—H_2体系,研究了衬底晶面与窗壁方向、气相组分以及窗孔的几何形状、尺寸和深度等因素对GaAs气相选择外延生长表面形貌的影响。研究结果表明,如果在一定量HCl气的外延系统内进行选择外延生长,在衬底晶面为(001),窗壁方向为(100)时各种大小和深度的方形和长方形窗孔材料均有良好的表面形貌。已用掺Te法制得18GC平面型肖特基二极管用的选择外延材料,外延层的杂质浓度为1×10~(17)cm~(-3),V_B≥_4V,厚度为2～3μ。文中对GaAs选择外延生长过程中的若干问题也作了初步探讨。     

低压OMVPE法GaAs外延层表面缺陷

日本研究人员用 SEM 与 TEM 详细研究了低压OMVPE 法 GaAs 外延层的表面缺陷。外延层生长以GaAs 为基底,方向(100)±0.5°,生长温度630～650℃,Ⅴ/Ⅲ约20～100,生长压力0.1～76Torr 文章用 SEM 与 TEM 详细观测了表面缺陷的形状和内部构造。研究发现,低压 OMVPE 法 GaAs 外延层表面分布着从表面凸起的椭圆锥形缺陷,与氯化物 VPE 法GaAs 外延层表面的小丘类似。而且,在每个缺陷中心附近存在一个位错。这一现象表明,具有旋转成分的位错终端的缧旋生长导致了椭圆锥形表面缺陷的形     

生长温度对Si1-xGex:C合金薄膜性质的影响

用化学气相淀积方法在Si(100)衬底上制备Si缓冲层,继而外延生长Ge组分渐变的si1-xGex:C合金薄膜.研究表明,较低的Si缓冲层或Si1-xGex:C外延层生长温度均不利于获得理想的Si1-x,Gex:C合金薄膜,仅在Si缓冲层和sil一,Ge,:c外延层的生长温度均为750℃时可以获得质量较高、组分均匀的Si1-xGex:C合金薄膜.本文通过对材料结构及表面形貌的分析研究了缓冲层和外延层的生长温度对Si1-xGex:C合金薄膜性质的影响.     

硅外延的新工艺——低温液相外延

据报道,最近西德马克斯——布朗克固体研究所,已研究了一种在Ga溶液中液相外延硅的新方法,与汽相外延及一般液相外延法比较,此法具有更低的沉积温度,较高的沉积速率,品格缺陷密度低和少子寿命较高等优点。该工艺简述如下:采用浸溃法,最大的衬底尺寸     

走带速率对Y2O3隔离层生长的影响

采用反应溅射的方法在具有立方织构的Ni基底上连续制备了 Y2O3隔离层.用X射线θ～2θ扫描, φ扫描对薄膜的取向和织构进行表征,用扫描电子显微镜(SEM)对薄膜的表面形貌进行观察.主要研究了走带速率对隔离层外延生长及表面形貌的影响.实验表明:随着走带速率的增大,Y2O3的平面内φ扫描半高宽(FWHM)增大,(400)峰的相对强度减小,晶粒更加细小;同时,制备的三层Y2O3隔离层,其面内φ扫描半高宽取决于第一层的半高宽;最终在三层Y2O3隔离层上沉积了有良好外延取向的YBCO超导层,其FWHM为8.0°.     

氯化物SFT法制备InGaAsP处延层

日本学者用氯化物单平台温度层(SFT)法成功地气相外延制成了 InGaAsP 薄膜。此法具有较高的组份控制能力和重复性。文章列出了 InGaAsP 外延层的基本参数,生长动力学、光学和电学性质参数。指出,In-GaAsP 外延生长同其它Ⅲ—Ⅴ族合金一样,缓慢的动力学过程控制着外延生长速度。另外还制成了一个     

SiCl_4-H_2外延系统的Si迁移反应

本文用热力学方法研究了SiCl_4-H_2外延系统中的各种腐蚀反应和沉积反应。所得结果可以用于认识硅外延生长过程中的硅迁移效应。     

氧离子注入无定形GaAs的形成及其在外延中的应用

用能量为60kev而剂量不同的氧离子注入研究了GaAs无定形层的形成,并从光吸收法测量计算了形成无定形层所需的临界剂量和能量,分别为5×10~(14)O~+/cm~2和每原子38ev。用氧离子注入的GaAs衬底在MO-CVD反应器中进行了GaAs外延生长。发现随着离子注入造成的表面损伤密度的增加,外延单晶过渡到不生长晶核,这就为选择外延获得应用提供了可能性。     

初始速率法研究仲钨酸铵晶体线生长级数

应用“初始速率法”研究了仲钨酸铵(APT)晶体的线生长级数。采用不同初始钨浓度下,APT成核期晶体线生长速率最大值(L·max)和平均线生长速率(L·)作为“初始速率”,测出的APT晶体线生长级数分别为0.93和0.79。