双能态Cr+注入法制备GaCrN铁磁性薄膜

采用双能态Cr 注入法结合样品的快速退火工艺,在MOCVD外延生长的n型、非掺杂和p型GaN薄膜样品表面注入相同剂量的Cr ,得到了厚度约200nm的铁磁性GaCrN薄膜,并用XRD,SQUID和Hall法对3种样品的微结构和磁性能进行了测试分析.实验发现:GaCrN薄膜样品的饱和磁化强度与其初始载流子浓度的大小有关,n型和p型GaN样品注入Cr 后形成GaGrN薄膜的饱和磁化强度均显著大于非有意掺杂的样品.     

化学计量比的偏离对GaN的结晶品质及光电性能的影响

用X射线光电子能谱对MOCVD生长的未故意掺杂GaN单晶薄膜进行N、Ga组份测试,同时用RBS/Channeling、Hall测量和光致发光技术对样品进行结晶品质及光电性能研究.结果表明N含量相对低的GaN薄膜,其背景载流子浓度较高,离子束背散射沟道最小产额比χmin较小,带边辐射复合跃迁较强.在N含量相对低的GaN薄膜中易形成N空位,N空位是导致未故意掺杂的GaN单晶薄膜呈现n型电导的主要原因;N空位本身对离子束沟道产额没有贡献,但它能弛豫GaN与Al2O3之间的晶格失配,改善生长的GaN薄膜的结晶品质.     

低能离子束方法制备重掺杂Fe的Si:Fe固溶体

利用质量分离的低能离子束方法,以离子能量为1000eV,剂量为3×1017cm-2,室温下往p型Si(111)单晶衬底注入Fe离子,注入的样品在400 C真空下进行热处理.俄歇电子能谱法(AES)对原位注入样品深度分析表明Fe离子浅注入到p型Si单晶衬底,注入深度约为42nm.X射线衍射法(XRD)对热处理样品结构分析发现只有Si衬底的衍射峰,没有其他新相.X射线光电子能谱法(XPS)对热处理样品表面分析发现Fe2p束缚能对应于单质Fe的峰,没有形成Fe的硅化物.这些结果表明重掺杂Fe的Si:Fe固溶体被制备.电化学C-V法测量了热处理后样品载流子浓度随深度的分布,发现Fe重掺杂Si致使Si的导电类型从p型转为n型,Si:Fe固溶体和Si衬底形成pn结,具有整流特性.     

低能离子束方法制备重掺杂Fe的Si:Fe固溶体

利用质量分离的低能离子束方法,以离子能量为1000eV,剂量为3×1017cm-2,室温下往p型Si(111)单晶衬底注入Fe离子,注入的样品在400 C真空下进行热处理.俄歇电子能谱法(AES)对原位注入样品深度分析表明Fe离子浅注入到p型Si单晶衬底,注入深度约为42nm.X射线衍射法(XRD)对热处理样品结构分析发现只有Si衬底的衍射峰,没有其他新相.X射线光电子能谱法(XPS)对热处理样品表面分析发现Fe2p束缚能对应于单质Fe的峰,没有形成Fe的硅化物.这些结果表明重掺杂Fe的Si:Fe固溶体被制备.电化学C-V法测量了热处理后样品载流子浓度随深度的分布,发现Fe重掺杂Si致使Si的导电类型从p型转为n型,Si:Fe固溶体和Si衬底形成pn结,具有整流特性.     

Mn+离子注入的GaN薄膜的光学性质及其磁性

利用离子注入法将磁性离子Mn+注入到采用金属有机化学气相沉积法制备的GaN薄膜中,获得了稀磁半导体(Ga,Mn)N.光致发光谱结果显示由于Mn的注入,使GaN中常见的黄带发射被大大抑制.在反射和吸收光谱中,观察到锰引入的新吸收带,分析表明该带是由电荷转移过程和锰引入能级(价带顶上310meV处)的吸收组成的.透射光谱显示(Ga,Mn)N的光学带隙发生了红移,计算表明该红移量为30±5meV.震动样品磁强计的测量结果证实了Mn掺杂的GaN样品在室温下具有铁磁性.     

电化学电容-电压法表征等离子体掺杂超浅结

采用电化学电容-电压(ECV)法对等离子体掺杂制备的Si超浅p+n结进行了电学表征.通过对超浅p+n结样品ECV测试和二次离子质谱(SIMS)测试及比较,发现用ECV测试获得的p+层杂质浓度分布及结深与SIMS测试结果具有良好的一致性,但ECV测试下层轻掺杂n型衬底杂质浓度受上层高浓度掺杂影响很大.ECV测试具有良好的可控性与重复性.对不同退火方法等离子体掺杂形成的超浅结样品的ECV系列测试结果表明,ECV能可靠地表征结深达10nm,杂质浓度达1021cm-3量级的Si超浅结样品,其深度分辨率可达纳米量级,它有望在亚65nm节点CMOS器件的超浅结表征中获得应用.     

蓝宝石衬底上氮化镓薄膜的声表面波特性研究(英文)

研究了蓝宝石上非掺杂GaN,p型GaN和p-GaN/n-GaN 3种薄膜材料的声表面波特性。在p型GaN薄膜中观测到中心频率分别为255MHz和460MHz的Rayleigh模和Sezawa模,插入损耗为-42dB。研究了退火工艺的影响。在N2中800K温度下退火,Rayleigh模和Sezawa模的旁带抑制比分别提高了5.5dB和10.2dB。结果表明具有高阻、足够厚度和高表面质量的GaN薄膜在射频单片集成滤波器领域具有广阔的应用前景。     

低源流量Delta掺杂p型GaN外延薄膜的研究

利用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术在蓝宝石衬底上制备了GaN:Mg薄膜.首先,对Delta掺杂p型GaN的掺杂源流量进行优化研究,研究发现在较低46 cm3/min的CP2 Mg源流量下,晶体质量和导电性能都有所改善,获得了较高空穴浓度,为8.73×1017 cm-3,(002)和(102)面FWHM分别为245和316 arcsec.随后,采用XRD、Hall测试、PL以及AFM研究了在生长过程中加入生长停顿对Delta掺杂p型GaN材料特性的影响,发现加入生长停顿后,样品电学特性、光学特性和晶体质量并未得到改善,反而下降.     

化学计量比的偏离对GaN的结晶品质及光电性能的影响

用X射线光电子能谱对MOCVD生长的未故障掺杂GaN单晶薄膜进行N、Ga组份测试,同时用RBS／Channeling,Hall测量和光致发光技术对样品进行结晶品质及光电性能研究。结果表明N含量相对低的GaN薄,其背景流子浓度较高,离子束背散射沟道最小产额比Xmin较小,带边辐射复合跃迁较强,在N含量相对低的GaN薄膜中易形成N空位,N空位是导致未故障掺杂的GaN单晶薄膜呈现n型电导的主要原因,N空位本身对离子束沟道产额没有贡献。但它能弛豫GaN与Al2O3之间的晶格失配,改善生长的GaN薄膜的结晶品质。     

高温AlN模板上p型GaN的生长研究

利用低压金属有机物化学气相沉积技术,采用均匀掺杂和渐变Mg-δ掺杂方法,分别在氮化镓(GaN)和高温氮化铝(HT-AlN)模板上,生长了p型GaN外延材料.生长后,双晶X射线衍射和霍尔测试结果表明:HT-AlN模板上采用渐变Mg-δ掺杂方法生长的p型GaN材料,具有最好的晶体质量和电学性能.该p型GaN样品的(0002)面半峰宽值小至178",其空穴氧浓度为5.78×1017 cm-3.在对Cp2Mg/TMGa进行了优化试验后,p型GaN的空穴氧浓度被提高到8.03×1017 cm-3.