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。     

InSb／GaAs界面的高分辨电镜研究

InSb因具有高的迁移率,长的电子平均自由程及窄的带隙而受到重视。如能在与它有大错配度的GaAs衬底上外延生长出缺陷少的高质量薄膜,可望在光电器件上得到应用。在GaAs(001)面上长出同取向的InSb,其错配度高达14.6%,只能进行半共格生长。分子束外延法已能成功地制备出高质量的InSb膜,其中缺陷随膜厚增加而明显减少。图1a是半导体所用分子束外延法在GaAs衬底上长出的InSb膜沿〈110〉取向的复合电子衍射图。一对斑     

高质量InSb薄膜的MBE同质和异质外延生长

InSb是3~5 μm中波红外波段具有重要研究意义的材料。本文以单位内部生产的InSb(100)衬底为基础,通过摸索InSb(100)衬底的脱氧、生长温度和V/III束流比,获得了高质量的InSb同质外延样品,1.5 μm样品的表面粗糙度RMS≈0.3 nm(10 μm×10 μm),FWHM≈7 arcsec;采用相同的生长温度和V/III束流比并采用原子层外延缓冲层的方法在GaAs(100)衬底上异质外延生长本征InSb层,获得了较高质量的异质外延InSb样品,1.5 μm样品的室温电子迁移率高达6.06×104cm2 V-1s-1,3 μm的样品最好的FWHM低至126 arcsec。InSb材料的同质和异质外延优化生长可为高温工作掺Al的InSb器件结构的优化生长提供重要参考依据。     

在GaAs衬底上MOCVD生长的CdTe光致发光

近年来,在 GaAs 衬底上 MOCVD 生长CdTe 和 Hg_xCd_(1-x)Tc 外延层已经得到广泛的研究。但 CdTe 作为衬底材料,缺陷密度大,尚须进一步的改善。在各种高质量的单晶衬底上,如 InSb 和 GaAs 上进行异质生长,提高了 CdTe 外延层的质量。尽管 GaAs 和 CdTe之间有很大的晶格失配,在 GaAs 衬底上能够生长高质量的 CdTe 外延层.X 射线衍射、反射高能电子束衍射、电容—电压法和 Hall     

MBE生长中缓冲层对InSb/GaAs质量影响的研究

用分子束外延(MBE)方法在GaAs(001)衬底上外延生长了InSb薄膜,并研究了异质外延InSb薄膜生长中缓冲层对材料质量的影响.采用原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线双晶衍射(DCXRD)等方法研究了InSb/GaAs薄膜的表面形貌、界面特性以及结晶质量.通过生长合适厚度的缓冲层,获得了室温下DCXRD半高峰宽为272",迁移率为64 300 cm2V-1s-1的InSb外延层.     

分子束外延InSb薄膜材料的表面微观形貌研究

用原子力显微镜等方法研究了在InSb (001)衬底和(001)偏(111)B面2°衬底上分子束外延生长的同质外延薄膜和掺Al薄膜样品表面的微观形貌。对比了不同衬底同质外延时生长模式的差异,并观察了加入Al后引入的交叉影线,分析了其产生的原因。研究表明,使用有偏角的衬底更有利于减少分子束外延薄膜的表面缺陷。     

低Al组分In1-xAlxSb薄膜的MBE生长和优化

采用分子束外延的方法进行了低Al组分In1-xAlxSb薄膜的生长和优化。通过在InSb(100)衬底上外延生长一系列不同条件的In1-xAlxSb薄膜,分析总结了衬底的热脱氧特征以及InAlSb薄膜低Al组分(2%左右)的控制,探讨了退火和InSb缓冲层的优化等参数对In1-xAlxSb外延薄膜表面形貌和质量的影响。测试结果表明薄膜质量得到极大改进。     

在兰宝石衬底上金属有机外延生长CdTe和HgCdTe薄膜

红外探测系统中的光敏元件需要HgCdTe外延膜。通常,HgCdTe生长于CdTe衬底上,这种衬底具有能与HgCdTe晶格紧密匹配且又能不受HgCdTe膜自动掺杂影响的诱人性能。但是,CdTe衬底昂贵、脆、不能得到大的面积且与平常得到的衬底如Si、GaAs、Al_2O_3(兰宝石)或InSb相比结晶质量较差。因此需要另选一种基片材料。兰宝石就是一种诱人的候选者,这是因为它的结晶质量高、成本低、有刚度且能得到大的面积。液相外延技术是外延生长HgCdTe用的最普通的技术。然而,由于生长的熔料不能湿润兰宝石衬底,从而防碍了在兰宝石衬底上液相外延生长。为在兰宝石衬底上生长薄膜,最近     

InSb分子束外延原位掺杂技术研究

对InSb分子束外延薄膜的本征掺杂、N型掺杂以及P型掺杂进行了研究,其中分别以Be作P 型以及以Si、Te作N 型的掺杂剂。实验采用半绝缘的GaAs衬底作为InSb分子束外延用衬底,通过采用低温生长缓冲层技术降低大失配应力,获得高质量InSb外延膜。实验样品采用霍尔测试以及SIMS测试掺杂浓度和迁移率分析掺杂规律、掺杂元素偏聚和激活规律的影响因素。     

InSb缓冲层的波纹结构及其对InSb/GaAs外延薄膜电学性能的影响

采用分子束外延方法在GaAs(001)衬底上生长了InSb外延薄膜,其中采用"二步法"制备了不同厚度的低温InSb缓冲层结构.利用Mullins扩散模型对缓冲层的生长过程进行了具体演化.结合扩散模型的计算结果,通过原子力显微镜以及透射电子显微镜研究了InSb缓冲层表面的波纹结构对后续InSb薄膜生长的影响规律.研究表明,适"-3的缓冲层厚度有利于InSb薄膜的外延生长,缓冲层厚度超过60nm后,InSb薄膜表面的粗糙度明显增加,引入了大量位错导致外延薄膜的电性能下降,采用"二步法"生长30-50nm厚的InSb缓冲层比较合适.     

p-InSb异质外延层在交叉电场和磁场下的发光

作者用体单晶样品研究了InSb在交叉电场和磁场下的带-带发光并报导了在MCE(磁浓度效应)条件下异质外延p-InSb薄层的带-带发光研究结果,对用体单晶制备样品的测量结果进行了对比。为了获得显著的MCE,薄半导体板的相应表面应具有明显不同的表面复合速率。在有较大晶格常数差的绝缘衬底上生长的异质外延半导体薄层可显示出这种特性。这种薄层是采用高真空热蒸发凝聚技术在半绝缘GaAs衬底上生长的,衬底的取向为(100),厚度为350μm。8μm厚的外延InSb薄层呈现出单晶结构和镜面晶格常数的极大不同(～14％)导致     

InAs_(0.07)Sb_(0.93)膜的光电性能

在非晶形玻璃衬底上同时蒸发InSb和InAs,再用液相微熔区再结晶法生长成n型InAs_(0.07)Sb_(0.93)半导体固溶体膜。这种膜虽是多品的,而且厚度不到5微米,但与以往报道的块状或外延生长的InAs_xSb_(1-x)单晶相比,电学和电磁学参数不是相近就是更好。     

液相外延InSbN~+P结特性分析

外延生长采用水平滑动式液相外延法。衬底为掺Ge的InSb单晶片。母液中掺Te,浓度10~(18)～10~(19)/cm~3。用微量回熔线性冷却工艺,基本解决了母液和基片的浸润问题。并获得符合要求的外延层厚度。对这一工艺在420℃下的生长动力学进行研究,从实验上得出生长速率和时间的关系为V∝t~(1.67),因此界面过程对生长也有一定的影响。霍尔测量表     

InSb晶片的表面状态参数研究

随着InSb红外探测器的不断发展,像元数不断增加,线宽不断减小;在 采用外延工艺生长衬底时,人们对InSb晶片表面状态的要求也越来越高。主要讨论了 InSb晶片的表面状态参数及其相关的测试方法,列举了一些相关标准以及国内外厂家和研究机构对 表面状态参数的关注点,并找到了下一步的研发方向。该研究为生产更大规格的焦平面 探测器、提高探测器性能的稳定性以及给外延生长提供优质衬底打好了基础。     

熔体外延法生长截止波长8～12μm InAs1-xSbx单晶的透射光谱

用熔体外延法在InAs衬底上成功地生长了截止波长为8～12mm的InAs1-xSbx单晶.用红外光谱仪测量了样品的透射光谱.提出了组分微观分布函数的概念,并计算了InSb单晶和3种不同组分InAs1-xSbx样品的透射光谱.结果表明,实验测得的样品截止波长与计算得到的数据基本一致,从而证实了熔体外延法生长的InAs1-xSbx单晶的禁带宽度变窄现象,并认为组分微观分布的不均匀性可能影响Ⅲ-Ⅴ族混晶的能带结构.     

熔体外延法生长截止波长8～12μm InAs1-xSbx单晶的透射光谱

用熔体外延法在InAs衬底上成功地生长了截止波长为8～12mm的InAs1-xSbx单晶.用红外光谱仪测量了样品的透射光谱.提出了组分微观分布函数的概念,并计算了InSb单晶和3种不同组分InAs1-xSbx样品的透射光谱.结果表明,实验测得的样品截止波长与计算得到的数据基本一致,从而证实了熔体外延法生长的InAs1-xSbx单晶的禁带宽度变窄现象,并认为组分微观分布的不均匀性可能影响Ⅲ-Ⅴ族混晶的能带结构.     

采用改进型钝化层的红外光电二极管及传感器列阵

美国专利US7544532 (2009年6月9日授权)本发明提供采用改进型钝化层的InSb红外光电二极管及传感器列阵,同时还提供了其制作方法。该方法的具体步骤如下:在n型衬底中形成光电二极管探测器区之前,用分子束外延技术在n型InSb衬底上沉积一层AlInSb钝化层;直接通过该AlInSb钝化层注入一种合适的P~+掺杂剂,以形成光电二极管探测器区;有选择地去除AlInSb钝化层,使InSb衬底的第一区暴露出来,然后在InSb衬底第一区形成栅接点;在光电二极管     

ALE法对InSb/GaAs异质薄膜电学性能的改进

以GaAs(100)为衬底,采用原子层外延(ALE)的方法在GaAs缓冲层和常规InSb外延层间引入85个周期约30 nm的InSb低温缓冲层,以快速降低InSb和GaAs界面间较大的晶格失配(14.6%)对外延层质量造成的不利影响,从而改进异质外延薄膜的电学性能。实验结果显示,ALE低温缓冲层能较快地释放晶格失配应力,降低位错密度。室温和77 K的Hall测试显示,引入低温ALE缓冲层生长的InSb/GaAs异质外延薄膜,其InSb外延层本征载流子浓度和迁移率等电学性能较常规的方法有着较大的改进。     

MBE外延InSb基CdTe工艺研究

成功制备了CdTe/InSb复合衬底,为长波HgCdTe外延提供了可能。通过工艺研究解决了InSb氧化层去除及In元素扩散控制两个难点问题,使用As钝化法可以解决双腔衬底转移的问题,在常用的退火工艺下,通过厚度的调整可以阻挡In元素的扩散。     

高Al组分In1-xAlx Sb/InSb的MBE生长研究

高Al(10%~15%)组分的In1-xAlx Sb层可作为势垒层以抑制隧穿暗电流、提高器件工作温度而显得很重要。采用分子束外延的方法对InSb(100)衬底高Al组分的In1-xAlx Sb/InSb外延生长进行了实验探索,确定出了Al组分(约12.5%)并讨论了Al组分梯度递变的In1-xAlx Sb缓冲层和生长温度对外延薄膜质量的影响。