2英寸高均匀性GaAs多层外延材料

用法国进口的ＧａＡｓＶＰＥ设备，采用ＡｓＣｌ）３／Ｈ＿２／Ｇａ体系，以ＳｎＣｌ＿４ｌ／ＡｓＣｌ＿３为掺杂液，生长了２英寸多层ＧａＡｓ外延材料，自行设计了反应器的热场分布，在反应器中增加了合适的搅拌器，用以改变反应器中气体流动情况。ＧａＡｓ外延层的浓度均匀性与厚度均匀性均小于５％。浓度均匀性的最佳值为３．７％，厚度均匀性的最佳值为１．５％，当外延层载流子浓度为１．９×１０￣（１７）ｃｍ￣（－３）时，室温迁移率达到４３９０ｃｍ￣２／Ｖ·ｓ。     

GaN材料生长研究

用常压ＭＯＣＶＤ方法我们在蓝宝石，Ｓｉ衬底上，成功地制备出ＧａＮ单昌薄膜材料，取得了ＧａＮ材料的初步测试结果，纯度ＧａＮ为ｎ型，载流子浓度为１０＾＾１７－１０＾１８ｃｍ－＾－３，迁移率为２００－３５０ｃｍ＾２／Ｖ．ｓ．双晶衍射半峰宽为７‘，室温ＰＬ光谱本征发光波长为３７０ｎｍ，并首次观察到掺ＺｎＧａＮ呈ｐ型电导。     

GSMBE生长掺杂Si及GeSi/Si合金及其电学性质研究

用气态源分子束外延法对Ｓｉ及ＧｅＳｉ／Ｓｉ合金进行了Ｎ、Ｐ型掺杂研究，结果表明，杂质在外延层中的掺入行为取决于生长过程中乙硅烷与相关掺杂气体的竞争吸附与脱附过程，所获得的Ｎ型及Ｐ型载流子浓度范围分别为１．５×１０１６～４．０×１０１９ｃｍ－３及１．０×１０１７～２．０×１０１９ｃｍ－３，基于对Ｎ型Ｓｉ外延材料中迁移率与杂质浓度、温度的关系，我们用Ｋｌａａｓｓｅｎ模型对实验结果进行拟合，分析了不同散射机制，特别是少数载流子电离散射对迁移率的影响．此外，样品的二次离子谱及扩展电阻分析表明，Ｎ、Ｐ型杂质浓度纵向     

GaN材料生长研究

用常压ＭＯＣＶＤ方法我们在蓝宝石（０００１）、Ｓｉ（１１１）衬底上，成功地制备出ＧａＮ单晶薄膜材料，取得了ＧａＮ材料的初步测试结果。纯度ＧａＮ为ｎ型，载流子浓度为１０１７～１０１８ｃｍ－３，迁移率为２００～３５０ｃｍ２／Ｖ·ｓ，双晶衍射半峰宽为７′，室温ＰＬ光谱本征发光波长为３７０ｎｍ，并首次观察到掺ＺｎＧａＮ呈ｐ型电导。     

光加热金属有机物化学气相淀积生长氮化镓

我们用光加热低压金属有机物化学气相淀积方法在α－Ａｌ２Ｏ３衬底上成功地外延生长出高质量的纤锌矿结构ＧａＮ．生长温度约９５０℃,比普通射频加热的ＬＰ－ＭＯＣＶＤ生长温度低１００℃．外延层（０００２）晶面Ｘ射线摇摆曲线半高宽（ＦＷＨＭ）为９．８′．光致发光谱（ＰＬ）有很强的带边发射,没有观察到“黄带”发射．范德堡法霍耳测量表明样品载流子浓度为１．７１×１０１８ｃｍ－３,霍耳迁移率为１２１．５ｃｍ２／（Ｖ·ｓ）．结果表明,光辐射有利于增加生长过程中ＮＨ３的分解,并有利于抑制寄生反应,从而降低生长温度,提高样品质     

碳在GaN中的形态

氮化镓是制造蓝光或紫外光器件以及大功率器件最有发展前途的半导体材料之一．浅杂质（包括Ｐ型和ｎ型的）离子注入ＧａＮ是研究 ＧａＮ的主要课题之一．本文研究注碳（Ｃ） ＧａＮ经不同温度退火后的Ｒａｍａｎ和 Ｈａｌｌ效应,发现两个重要的实验事实：在适当的温度范围内,在注 Ｃ ＧａＮ中存在石墨微晶; ＧａＮ中分离的Ｃ是受主． 文中所用样品的制作过程是在（０００１）晶向的蓝宝石衬底上用金属有机汽相沉积（ＭＯＣＶＤ）技术生长的１ｕｍ ＧａＮ外延层,外延层的自由电子浓度和霍尔迁移率分别为 １～５×１０１７ｃｍ－３和 ６０…     

在含有InSb非晶过渡层的GaAs衬底上用分子束外延生长InSb薄膜

在（１００）取向半绝缘ＧａＡｓ衬底上，采用独特的含有ＩｎＳｂ非晶过渡层的两步分子束外延（ＭＢＥ）生长了异质外延ＩｎＳｂ薄膜。ＩｎＳｂ外延层表面为平滑镜面，外延层厚度约为６μｍ，导电类型为ｎ型，室温（３００Ｋ）和液氮（７７Ｋ）霍尔载流子浓度分别为ｎ＿（３００Ｋ）：２．０×１０￣（１６）ｃｍ￣（－３）和ｎ＿（７７Ｋ）：２．４×１０￣（１５）ｃｍ￣（－３）；电子迁移率分别为μ＿（３００Ｋ）：４１０００ｃｍ￣２Ｖ￣（－１）Ｓ＿（－１）和μ＿（７７Ｋ）：５１２００ｃｍ￣２Ｖ￣（－１）Ｓ￣（－１）。ＩｎＳｂ外延层双晶衍射半峰宽为１９８ａｒｃｓ，最好的ＩｎＳｂ外延层的半峰宽小于１５０ａｒｃｓ。采用ＩｎＳｂ非晶过渡层有效地降低了外延层中的位错密度，改善了ＩｎＳｂ外延层的质量。     

硅分子束外延中硼δ掺杂生长研究

利用硅分子束外延技术和Ｂ２Ｏ３掺杂源，成功地实现了硅中的硼δ掺杂，硼δ掺杂面密度ＮＢ可达３．４e１４ｃｍ－２（１／２单层）以上，透射电镜所示宽度为１．５ｎｍ．我们首次用原位俄歇电子能谱（ＡＥＳ）对硼在Ｓｉ（１００）表面上的δ掺杂行为进行了初步的研究，发现在ＮＢ＜３．４e１４ｃｍ－２时，硼δ掺杂面密度与时间成正比，衬底温度６５０℃，掺杂源温度９０００℃时，粘附速率为４．４e１３ｃｍ－２／ｍｉｎ；在ＮＢ＞３．４e１４ｃｍ－２时，粘附有饱和趋势，测量表明在硼δ掺杂面密度ＮＢ高达４．４e１４ｃ     

MBE生长轻掺Si高迁移率GaAs材料的杂质补偿特性研究

本文报道了用ＭＢＥ生长轻掺Ｓｉ高迁移率ＧａＡｓ材料的杂质补偿特性实验研究．已得到７７Ｋ温度下迁移率为１６．２e４ｃｍ２／（Ｖ·ｓ）的ＧａＡｓ材料．样品的Ｈａｌｌ测量结果表明：在较低的杂质浓度范围（１e１３ｃｍ－３＜ｎ＜１e１５ｃｍ－３）内，在大体相同的生长温度（５９０℃左右）下，选择适当的生长速率Ｇｒ会增强对浅受主杂质的抑制作用，同时也会抑制Ｓｉ的自补偿效应，减小杂质的补偿度Ｎａ／Ｎｄ之值，从而提高ＭＢＥ外延ＧａＡｓ材料的迁移率．     

高迁移率Si／Si_（0．7）Ge_（0．3）／Si调制掺杂异质结构的生长和输运性质

采用计算机控制的快速辐射加热、超低压ＣＶＤ（ＲＲＨ／ＶＬＰ－ＣＶＤ）方法生长了Ｓｉ／Ｓｉ０．７Ｇｅ０．３／Ｓｉｐ－型调制掺杂双异质结构．研究了该结构的输运性质，其空穴霍尔迁移率高达３００ｃｍ２／Ｖ·ｓ（３００Ｋ，薄层载流于浓度ｐｓ为２．６e１３ｃｍ－２）和８４００ｃｍ２／Ｖ·ｓ（７７Ｋ，ｐｓ为１．１e１３ｃｍ－２）．     

HgCdTe分子束外延薄膜的研制

本文概要报导我们ＨｇＣｄＴｅＭＢＥ上作的最近进展。一批面积２．０－１６．６ｃｍ２，组份ｘ０．１８８－０．３０，载流子浓度７．８１×１０１４～１．０×１０１６ｃｍ－３，迁移率１．０×１０４～１．４５×１０５ｃｍ２ｖ－１．ｓ－１和ｘ射线双晶衍射半峰宽（ＦＷＨＭ）６４～１００ａｒｃｓｅｃ的Ｎ型原生ＨｇＣｄＴｅ外延膜已经得到，某些参数已接近或达到国外报导的典型值，并在国内首先研制了直径为５０ｍｍ的ＨｇＣｄＴｅ外延膜。为了评价材料的特性，用一块Ｘ＝０．２４３的外延膜经适当热处理后研制了光伏探测器试验阵列，其最好的一元探测率Ｄλ＊＝２．４４×１０１０ｃｍＨｚ１／２Ｗ－１（λｃ＝７．９μｍ）。     

GaAs／AlGaAs多量子阱红外探测器材料研究

本文报道ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ多量子阱长波长红外探测器材料的制备及其性能．这种材料由ＧａＡｓ阱和ＡｌＧａＡｓ势垒组成，除内ｎ型掺杂，具有５０个周期．利用分子束外延技术成功地生长出了大面积（２英寸）均匀（厚度△ｔ＿ｍａｘ／≤３％，组分△　ｘ＿ｍａｘ／ｘ≤３．４％，掺杂浓度△ｎｍａｘ／ｎ≤３％，椭圆缺陷≤３００ｃｍ－２）的外延材料．分析了暗电流的成因，通过加厚势垒（Ｌｂ≥３００）、控制掺杂（ｎ≤１×１０￣１８ｃｍ￣３）、精确设计子带结构，将暗电流降低了几个数量级，同时使电子的输运得到了改善．由此得到了高质量的     

应变致能带分裂对Si_（1－x）Ge_x应变层中重掺杂禁带窄变的影响

针对应变Ｓｉ１－ｘＧｅｘ的应变致能带分裂及重掺杂对裂值的影响，提出了多子双带结构的等价有效简并度模型和有关算法。模型中考虑了非抛物线能带结构。应用该模型，计算了赝形生长在（１００）Ｓｉ衬底上的Ｓｉ１－ｘＧｅｘ应变层的重掺杂禁带窄变，发现当掺杂超过一定浓度（对于ｐ型和ｎ型合金，该浓度分别约为１．９×１０１９ｃｍ－３和３．５×１０１９ｃｍ－３）后，它在某一Ｇｅ组分下得到极大值，而当掺杂低于这个浓度时，它则随Ｇｅ组分的增加单调下降。文中还将计算结果与其它未细致考虑应变致能带分裂因素的理论工作进行了比较。     

有机薄膜衬底ITO透明导电膜的结构和光电特性

我们用反应蒸发法在氧分压２×１０－２Ｐａ、衬底温度８０～２４０℃条件下蒸发铟－锡合金，在有机薄膜衬底上制备出ＩＴＯ膜，并研究了其结构和光电特性随制备衬底温度的变化．制备膜的最佳取向为（１１１）方向，迁移率为２０．７～３６．７ｃｍ２·Ｖ－１·ｓ－１，载流子浓度为（１．７～４．４）×１０２０ｃｍ－３，适当调节制备参数，可得电阻率为６．６３×１０－４Ω·ｃｍ、在可见光区透过率达８２％的有机薄膜衬底ＩＴＯ膜     

用MOCVD在ZnO/Al_2O_3衬底上生长GaN及其特性

本文报道利用直流反应磁控溅射技术在Ａｌ２Ｏ３上生长一层ＺｎＯ,再用ＬＰＭＯＣＶＤ在ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３衬底上生长ＧａＮ．实验发现低温生长ＣａＮ过渡层有利于晶体质量的提高;ＰＬ谱主峰红移到蓝光区;二次离子质谱仪（ＳＩＭＳ）测量发现有Ｚｎ扩散到ＧａＮ外延层,Ｚｎ的扩散引起光致发光谱主峰移动．估算出在１０５０℃Ｚｎ在ＧａＮ中扩散系数是８６×１０－１４ｃｍ２／ｓ．     

Ⅲ族锢源对LP－MOVPE方法生长In_（1－x）Ga_xAs材料的影响

本文报道了利用低压金属有机物汽相外延（ＬＰ－ＭＯＶＰＥ）技术，在（００１）ＩｎＰ衬底上生长Ｉｎ_（１－ｘ）Ｇａ_ｘＡｓ体材料及Ｉｎ_（１－ｘ）Ｇａ_ｘＡｓ／ＩｎＰ量子阶结构材料的结果．对于ＴＭＧ／ＴＥＩｎ源，Ｉｎ_（１－ｘ）Ｇａ_ｘＡｓ材料的非故意掺杂载流子依匿为７．２×１０１６ｃｍ－３，最窄光致发光峰值半宽为１８．９ｍｅＶ，转靶Ｘ光衍射仪对量子阶结构材料测到±２级卫星峰；而对于ＴＭＧ／ＴＭＩｎ源，非故意掺杂载流于浓度为３．１×１０￣１５ｃｍ￣（－３），最窄光致发光峰值半宽为８．９ｍｅＶ，转靶Ｘ光衍射仪对量子阶     

P型Si_（1－x）Ge_x应变层中重掺杂禁带窄变的计算

本文提出了应变Ｓｉ１－ｘＧｅｘ价带结构的等价有效简并度模型．借助这个模型，计算了赝晶生长在（１００）Ｓｉ衬底上的Ｐ型Ｓｉ１－ｘＧｅｘ应变层的重掺杂禁带窄变，发现当杂质浓度超过约２～３×１０１９ｃｍ－３后，它在某一Ｇｅ组分下得到极大值，而当掺杂低于此浓度时，它则随Ｇｅ组分的增加单调下降．与实验报道的对比证实了本模型的有效性．     

GaN压电效应对载流子浓度的影响

在ＮＨ３源ＧＳＭＢＥ生长的ＧａＮ中观察到较大的双轴张应变．随着张应变的增加光致发光谱带边峰展宽，Ｈａｌ测试得到的背景电子浓度增大．本文应用ＧａＮ的压电效应对此进行了解释．     

Ⅱ-Ⅵ族宽禁带蓝绿色发光器材料的MBE研究

本文报道ＺｎＳｅ基ⅡⅥ族宽带发光材料分子束外延系统的建立、ｐ型掺杂用等离子体活性氮源的研制、两性掺杂的ＺｎＳｅ材料的生长。实验证明国产ＭＢＥ设备能够自洽生长优质ＺｎＳｅ单晶薄膜；用自制的等离子体活性氮源作受主掺杂剂，获得了ｐＺｎＳｅ单晶薄膜，经ＣＶ测量发现，［Ｎａ］［Ｎｄ］高达～５×１０１７·ｃｍ－３；用国产粉末状ＺｎＣｌ２源作施主掺杂剂，获得了ｎＺｎＳｅ单晶薄膜，Ｈａｌ测量表明［ｎ］高达～２３×１０１９·ｃｍ－３。生长速度均控制在～０５μｍ／ｈ。     

MOCVD生长GaN的喇曼散射谱

对在ＧａＡｓ（００１）、Ａｌ２Ｏ３（０００１）和Ｓｉ（１１１）等衬底上ＭＯＣＶＤ技术生长的ＧａＮ薄膜进行了背散射几何配置下的喇曼散射测试分析和比较，观察到了α相ＧａＮ的Ａ１（ＬＯ）模、Ａ１（ＴＯ）模、Ｅ１（ＬＯ）模和Ｅ２模．结合Ｘ射线衍射谱，分析了因不同生长工艺导致ＧａＮ／ＧａＡｓ样品的不同结构相的喇曼谱的差异，发现ＧａＮ的喇曼谱与ＧａＮ外延层的结构相、完整性及工艺条件有关，可利用其作为检测ＧａＮ外延层结构特性的一种有用手段．对含有少量β相ＧａＮ样品，观测到了包含有β相ＧａＮ贡献的声子模式（７４０ｃｍ－１）．