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。     

MBE生长的InSb和InASxSb1—x的载流子浓度剖面分布

在(111)InSb 和(100)GaAs 衬底上,用分子束外延技术生长了 InSb 和 InAs_xSb_(1-x)外延层。用自动电化学 C—V 法测量了外延层的载流子浓度剖面分布。结果表明:(1)外延层呈 P 型;(2)InSb/GaAs 异质外延层的载流子浓度为(1～2)×10~(16)cm~(-3),比相应的同质外延层 InSb/InSb 的(1～2)×10~(17)cm~(-3)小一个数量级;(3)生长层的载流子浓度剖面分布和质量取决于衬底表面的制备。讨论了有关问题。     

用多层加热器LEC方法和同时掺镓和砷生长半绝缘低位错磷化铟单晶

用多层加热器VM-LEC工艺和同时掺镓和砷拉制了直径为2in的半绝缘低位错磷化铟单晶。熔体中镓和砷的浓度小于10~(19)～10~(20)cm~(-3)就能有效地把位错减小到1～5×10~3/cm~(-2)。镓和砷的掺入没有影响电阻率和光荧光谱。在单晶上生长的外延层中没有观察到失配位错。     

n-on-p锑化铟薄膜的液相外延生长

用水平开管液相外延技术在锑化铟衬底上用富铟锑化铟母液生长锑化铟薄膜材料,薄膜材料具有n-on-p结构,衬底为p型层,掺Ge,浓度1×10~(15)~5×10~(16) cm~(-3);薄膜为n型层,掺Te,薄膜面积20 cm×25 cm,厚度2~3μm,表面平整度±0.2μm,浓度1×10~(17)~5×10~(18) cm~(-3)。n-on-p锑化铟薄膜材料能满足制作的中波红外焦平面器件要求。     

InGaAs/InP体材料和量子阱、超晶格材料的低压MOCVD生长及材料特性的测试分析

研究了InP、InGaAs体材料薄膜和InGaAs/InP量子阱和超晶格的低压MOCVD生长。InP外延层背景电子浓度为(1-5)×10~(13)/cm~3,低温电子迁移率为45240cm~2/V·s。InGaAs/InP异质结应变层匹配度可以控制在±(1-3)×10~(-3),匹配的InGaAs层的背景电子浓度为(2-5)×10~(13)/cm~3,室温及低温电子迁移率为8660和65150cm~2/v·s。InGaAs/InP量子阱的标定阱宽从114A减少到6.4A时低温光致发光峰能量上移量从59meV增加到362.5meV,线宽从12.4meV增加到57meV。InGaAs/InP超晶格的X射线衍射曲线显示了高至3级的卫星峰结构。观察到从AsH_3切换到PH_3时由于As的优先掺入特性引起的InP中As的掺入,其组份达到0.09。证实了它是线宽加大、荧光峰上移降低的一个因素。     

In_(0.53)Ga_(0.47)As的液相外延生长

用液相外延的方法在(100)取向的InP衬底上生长了晶格匹配的In_(0.53)Ga_(0.47)s.采用普通的原材料,经过适当的处理工艺,已经获得室温载流子密度为(5-10)×10~(15)cm~(-3),电子迁移率高达9450cm~2/V·s的In_(0.53)Ga_(0.47)As外延层.     

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)。     

用分子束外延法生长的Hg_(1-x)Cd_xTe制作的红外光电二极管

用分子束外延(MBE)方法在Cd Te(111)B衬底上生长了0～20μm厚.具有器件品质的Hg_(1-x)Cd_xTe(0.26相似文献   

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。     

InAs/GaSb超晶格/GaSb体材料中短波双色红外探测器

采用GaSb体材料和InAs/GaSb超晶格分别作为短波与中波吸收材料,外延生长制备了NIPPIN型短中双色红外探测器。HRXRD及AFM测试表明,InAs/GaSb超晶格零级峰和GaSb峰半峰宽FWHM分别为17.57 arcsec和19.15 arcsec,10μm×10μm范围表面均方根粗糙度为1.82?。77 K下,SiO_2钝化器件最大阻抗与面积乘积值RA为5.58×10~5Ω?cm~2,暗电流密度为5.27×10~(-7)A?cm~(-2),侧壁电阻率为6.83×10~6Ω?cm。经阳极硫化后,器件最大RA值为1.86×10~6Ω?cm~2,暗电流密度为4.12×10~(-7)A?cm~(-2),侧壁电阻率为4.49×10~7Ω?cm。相同偏压下,硫化工艺使器件暗电流降低1-2个数量级,侧壁电阻率提高了1个数量级。对硫化器件进行了光谱响应测试,器件具有依赖偏压极性的低串扰双色探测性能,其短波通道与中波通道的50%截止波长分别为1.55μm和4.62μm,在1.44μm、2.7μm和4μm处,响应度分别为0.415 A/W、0.435 A/W和0.337 A/W。     

氩气氛中高纯GaAs的外延生长

采用AsC_T_3-Ga-Ar系统外延生长 GaAs,获得了77K电子迁移率为 2.05 × 10~3cm~2/V·s和峰值迁移率高达 3.78 ×10~5cm~2/V·s(在 35K)的结果.为了比较,用同一批源材料分别在Ar气和N_2气系统中外延生长GaAs,井作了霍尔测量.结果表明,Ar气系统较有利于制备高纯GaAs,尤其是生长厚度较薄的外延层.光致发光研究结果揭示了Ar气系统中生长未掺杂外延层的主要残留受主杂质是碳.     

分子束外延高性能P型GaAs单晶薄膜

用国产分子束外延设备生长出性能优良、表面平整光洁的GaAs。不掺杂的P型GaAs空穴浓度为 2-8×10~(14)cm~(-3),室温迁移率为360-400cm~2/V·s.使用国产材料,纯度为 2N5并经我们“提纯”的 Be作为 P型掺杂剂.掺 Be的 P型GaAs空穴浓度范围从1.0 × 10~(15)至6×10~(15)cm~(-3).其室温迁移率与空穴浓度的关系曲线与国外文献的经验曲线相符.当空穴浓度为1—2 ×10~(15)cm~(-3)时,室温迁移率达 400cm~2/V·s.低温(77K)迁移率为 3500—7000cm~2/V·s.在4.2K下对不同空穴浓度的P型GaAs样品进行了光荣光测量和分析.     

掺铬砷化镓汽相外延

使用 Ga/As Cl_3H_2系统,以 CrO_2Cl_2作掺杂剂生长半绝缘掺铬GaAs 外延层,电阻率的数量级可达10~8欧姆·厘米。这表明铬起着深能级受主的作用,其激活能为0.57电子伏,约可补偿浓度为10~(16)厘米~(-3)的浅能级施主。载流子浓度为1.2×10~(17)厘米~(-3)、迁移率为5200厘米~2/伏·秒的掺硫 n 型层可在一次试验中连续生长在半绝缘外延层上。边界层陡峭适用于场效应晶体管。     

低x值Hg_(1-x)Cd_xTe开管等温汽相外延

在国内本文首次报道用改进的开管等温汽相外延法,重复很好地生长出低x值Hg_(1-x)Cd_xTe汽相外延层,其组分、膜厚可控,x值低至0.16,膜厚达110μm。用金相显微镜、扫描电子显微镜、范德堡霍耳测量以及红外透射光谱研究分析了外延层的表面、剖面金相形貌、组分及其分布,电、光性能等。在12mm×13mm外延片上,表面光亮如镜,剖面层次分明,界面极为平直。在室温下,其红外透过率达40％。面扫表明,外延层组分纵深均匀性良好。实验制得的外延片多呈p型,在液氮温度下,典型原生外延片的载流子浓度为2.3×10~(16)cm~(-3),霍耳迁移率为3.62×10~2cm~2/V·s(x=0.21)。     

三氯化砷流速对外延生长砷化镓性质的影响

外延砷化镓的载流子浓度和迁移率随 AsCl_3—Ga—H_2流动系统中的三氯化砷流量而改变。业已用比较大的三氯化砷流量制成了高纯外延层。当三氯化砷流量分别为3.2×10~(-5)克分子/分和1.1×10~(-4)克分子/分时,可分别得到载流子浓度为2×10~(15)厘米~(-3)和2.5×10~(14)厘米~(-3)的外延层。在外延生长以前用砷饱和45克镓,生长参数是:镓温920℃;生长温度735℃;氢气流量250毫升/分。     

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。     

用于制备FET的磷化铟汽相外延

磷化铟汽相外延已用于沉积制备 FET 所需的亚微米多层结构。该结构是沉积在绝缘掺铁衬底上,由缓冲层、表面沟道层和 n~(++)接触层组成。缓冲层之 N_d-N_d<10~(14)cm~(-3)、μ_(77°K)>50,000cm~2/v·s。表面沟道层掺硫,其厚度为0.3～0.5μm,载流子浓度控制在8×10~(16)cm~(-3)到2×10~(17)cm~(-3),相应的298°K 电子迁移率为3900cm~2/v·s 和3000cm~2/v·s,并且没有观察到性能随沟道层的减薄而退化的现象。由于材料具有极好的横向均匀性,从而用实验证明了生长 n~(++)层能使接触电阻减少以及采用隐埋沟道能引起栅的改善。发展了用于测量载流子浓度分布的金属-氧化物-半导体技术,当FET 的沟道掺杂浓度为2×10~(17)cm~(-3)时,用这种技术能提供6000(?)的耗尽。     

分子束外延中的掺硼工艺

我们在硅分子束外延中利用共蒸发B_2O_3的方法在硅中进行硼掺杂,掺杂浓度可控制在4×10~(17)cm~(-3)至4.2×10~(19)cm~(-3)之间,这说明不需要利用离子注入或高温掺杂炉,也可以在硅外延层中实现有效的P型硼掺杂.我们还对掺杂外延层的质量进行了初步分析:外延层剖面均匀、没有明显的偏析现象;当硅源速率在 2A/s时,外延层中氧含量与衬底相同.     

MOCVD法生长HgCdTe／CdTe／GaAs多层异质材料的特性研究

本文用多种方法分析MOCVD外延片的表面形貌、结晶性、界面和缺陷、组分和其均匀性,电、光性能。在15×15mm~2面积上,HgCdTe外延层表面形貌较好,为单晶。CdTe和HgCdTe外延层的半宽度为450弧度秒。界面平坦、清晰过渡层约0.12μm,几乎没有发现Ga、As的扩散,但局部有微观缺陷。X值可生长出0.1～0.8,均匀性△X=0.008,典型样品,77K下,电子浓废为1.4×10~(16)cm~(-3),迁移率为7.4×10~4cm~2/V·S,透过率约42％。     

光助OMVPE法生长ZnSe的发光和电学特性

用光致发光和 Hall 效应测量确定了用光助(氙灯)OMVPE 法在 GaAs 上生长 ZnSe外延层的特性,在照射条件下生长的非故意掺杂外延层具有 n 型导电性,电子浓度为10~(16)-10~(17)cm~(-3)。造成这种现象的原因是波长为400<λ<800nm 的辐照使外延层与残留的或故意掺入的施主杂质的结合得到了很大的增强,尽管这种辐照对生长速率的增快并无很大影响。为了获得纯度更高的外延层,λ<400nm 的辐射是最理想的.然而,如果在外延生长过程中采用更纯的源材料,就可以利用400<λ<800nm 辐射来避免残余杂质的引入,而且可将这种现象应用于更理想的掺杂技术。