用分子束外延技术在GaAs(110)衬底上生长AlGaAs材料

采用分子束外延技术在GaAs(110)衬底上制备了一系列生长温度和As2/Ga束流等效压强比不同的样品,通过室温光致发光谱、高分辨X射线衍射仪和低温光致发光谱对这些样品进行了分析,找到了在GaAs(110)衬底上生长高质量高Al组分的Al0.4Ga0.6As生长条件.     

In Ga As/Ga As超晶格的界面研究

In_xGa_(1-x)As/Ga As之间晶格失配度与X成线性关系,其最大值为7％。因而当外延层厚度大于临界厚度时在界面会产生微缺陷,这些缺陷对其材料性能有很大影响。因此对In x Ga_(1-x)As Ga As界面研究就显得很重要。本工作就GaAs衬底上MBE生长In_(0.2)Ga_(0.8)As/Ga As超晶格样品进行平面,断面的TEM研究。实验结果表明超晶格平整,均匀,只看到位错一种微缺陷。GaAs衬底内位错。表面机械损伤会在超晶格层内引入位错。在In Ga As Ga As界面上失配位错情况如图1所示。图1a为[110]方向衬象,可见界面上位错线及露头(箭头所示)倾转约30,在图1b中看到位错网络,箭头所示位错为1a中所示的露头。     

用X射线衍射研究缓冲层对GaInAs材料的影响

用分子束外延方法制备了具有GaInAs组分渐变缓冲层和不具有GaInAs组分渐变缓冲层的Ga0.9In0.1As/GaAs结构的外延材料。利用高分辨率X射线衍射法(HRXRD)对制备的两种样品分别进行了测试分析。实验结果表明,GaInAs组分渐变缓冲层对外延生长在GaAs衬底上的Ga0.9In0.1As外延材料的晶体质量具有显著的改善作用,极大降低了由于外延层与衬底晶格不匹配所带来的影响。从X射线倒易空间衍射(RSM)二维图谱结果来看,具有GaInAs组分渐变缓冲层结构的样品,其Ga0.9In0.1As外延层与GaInAs组分渐变缓冲层接近完全弛豫,Ga0.9In0.1As外延层的应变降低,表面残留应力小于0.06%,同时,GaAs衬底与Ga0.9In0.1As外延层之间的偏移夹角明显变小。     

垂直堆垛InAs量子点的光学性质

垂直堆跺InAs量子点是用分子束外延(MBE),通过Stranski-Krastanov(S-K)方式生长.利用光致发光(PL)实验对InAs量子点进行了表征.在生长过程中使用对形状尺寸控制的方式来提高垂直堆垛InAs量子点形貌均匀性.样品的外延结构是Si掺杂GaAs衬底生长500nm的过渡层,500nm的GaAs外延层,15nm的Al0.5Ga0.5As势垒外延层,5个周期的InAs量子点生长后2单层GaAs的外延结构,50 nh的Al0.5Ga0.5As势垒外延层,最后是15 m的GaAs覆盖层.外延结构中Al0.5Ga0.5As势垒外延层对镶嵌在里面的InAs量子点有很强的量子限制作用产生量子效应.PL测量系统使用514.5 nn的缸离子激发源.发现了量子点基态光致发光峰等距离向红外方向劈裂等新的物理现象.利用光致发光通过改变势垒的宽度和掺杂情况,研究了外延结构的光致发光特性,得到二维电子气(2DEG)随势能变化局域化加强等的新结果.     

贴合法制造长波长InGaAs/InP-GaAs/AlGaAs APD

报道了一种用于长波长新的片直接贴合In0.53Ga0.47As/InP-GaAs/Al0.2Ga0.8As APD的设计和制造。使用MBE技术,在p+InP衬底上生长掺Be的p型InP薄层,在n+GaAs衬底上生长掺Be的p型GaAs薄层,并对此两薄层界面进行片直接贴合。成功地在1.3、1.55μm的波长分别获得约47%和33%的均匀增益外量子效率,雪崩增益M为25的APD。     

溅射ZnO薄膜钝化GaAs表面性能的研究

为了改善GaAs(110)与自身 氧化物界面由于高表面态密度而引起的费米能级钉扎(pinning)问题 ,提出采用射频磁控溅射技 术在GaAs(110)衬底上沉积一定厚度 ZnO薄膜作为钝化层,并利用光 致发光(PL)光谱和X射线光电子能谱(XPS) 等方法对ZnO薄膜的光学特性及钝化性能进行表征。实验结果表明,经ZnO薄膜钝化后的 GaAs样品,其本征PL峰强度提高112.5%,杂质峰强度下降82.4%。XPS光谱分析表明,Ga和As原子的比值从1.47降低 到0.94,ZnO钝化层能 够抑制Ga和As的氧化物形成。因此,在GaAs表面沉积ZnO薄膜是一种可行的GaAs表面钝化 方法。     

GaAs/Si外延层的TEM研究

外延生长半导体材料中的微缺陷对其性能及应用有着关键性的影响,为此微观缺陷的研究的必要性就显得更突出了。而透射电子显微学恰是进行微缺陷研究的重要手段。本工作就Si衬底上外延生长Ga As开展研究。实验样品有两类:(1)在Si衬底上直接生长Ga As;(2)在Si衬底上先生长一定量的Ga AsIn Ga As超晶格作为缓冲层,而后再生长Ga As。实验结果表明两类样品中的Si衬底晶体完整度很好,外延层中存在着大量的晶体缺陷,但缺陷性质不完全类同。对于第(1)类样品缺陷以位错为主,同时有一些微孪     

激光器

0603223 (221)GaAs衬底上分子束外延生长自组织In0.2Ga0． 8As／GaAs量子线激光器室温振荡=Room temprature oscillation of self-organized In0．2Ga0．8As／GaAs quantum wire lasers grown on(221)A GaAs substrates by molecular beam epitaxy[刊,英]／H．Kanamori,K．Hyodo     

分子束外延生长GaAs单晶薄膜

本文报导首次用自制的分子束外延(MBE)炉生长GaAs单晶薄膜的初步工艺实验。用一个喷射炉装GaAs多晶作As源,另一个喷射炉装Ga作Ga源。把GaAs(100)衬底腐蚀、清洗后置于衬底台上,调节喷射炉的温度使分子束强度比(As_2)/()Ga为5～10左右,其衬底保持在适当温度时进行外延生长。从电子衍射的花样和外延层厚度等测试结果表明:使用MBE成功地生长出了GaAs单晶薄膜。     

粗糙GaAs(001)表面对In015Ga085As薄膜生长的影响

通过改变衬底降温速率的方法利用分子束外延(MBE)和扫描隧道显微镜(STM)联合系统制备了不同形貌的GaAs(001)表面。采用SPIP软件测量统计和Bauer定则理论分析,研究了粗糙GaAs(001)表面对In015Ga085As薄膜生长的影响。结果表明粗糙GaAs(001)表面存在大量的岛和坑,表面能增加,易于In015Ga085As薄膜层状生长形成平整表面。经计算,面积为100×100 nm2的粗糙GaAs(001)表面相对平坦GaAs(001)表面,其表面能增加了4.6×103 eV,大于生长厚度为15 ML的In015Ga085As薄膜应变能(2.3×103 eV),说明In015Ga085As薄膜在粗糙GaAs(001)表面的外延生长模式为层状生长。