组分过冲对InP基InAlAs递变缓冲层的影响(英文)

通过在InP基InxAl1-x As递变缓冲层上生长In0.78Ga0.22As/In0.78Al0.22As量子阱和In0.84Ga0.16As探测器结构,研究了缓冲层中组分过冲对材料特性的影响.原子力显微镜结果表明,在InAlAs缓冲层中采用组分过冲可以使量子阱及探测器样品表面粗糙度都得到降低.对于相对较薄的量子阱结构,X射线衍射倒易空间扫描图和光致发光谱的测量表明,使用组分过冲可以增加弛豫度、减小剩余应力并改善光学性质.而对于较厚的探测器结构,X射线衍射和光致发光谱测试发现使用组分过冲后的材料性质没有明显的变化.量子阱和探测器结构的这些不同特性需要在器件设计应用中加以考虑.     

InP衬底上InAlAs异变缓冲层和高铟组分InGaAs的生长温度优化

利用气态源分子束外延技术在InP衬底上生长了包含InAlAs异变缓冲层的In0.83Ga0.17As外延层.使用不同生长温度方案生长的高铟InGaAs和InAlAs异变缓冲层的特性分别通过高分辨X射线衍射倒易空间图、原子力显微镜、光致发光和霍尔等测量手段进行了表征.结果表明, InAlAs异变缓冲层的生长温度越低, X射线衍射倒易空间图 (004) 反射面沿Qx方向的衍射峰半峰宽就越宽, 外延层和衬底之间的倾角就越大, 同时样品表面粗糙度越高.这意味着材料的缺陷增加, 弛豫不充分.对于生长在具有相同生长温度的InAlAs异变缓冲层上的In0.83Ga0.17As外延层, 采用较高的生长温度时, X射线衍射倒易空间图 (004) 反射面沿Qx方向的衍射峰半峰宽较小, 77K下有更强的光致发光, 但是表面粗糙度会有所增加.这说明生长温度提高后, 材料中的缺陷得到抑制.     

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。     

Al掺杂4H-SiC同质外延的缓冲层

利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线双晶衍射谱(XRD)和光致发光谱(PL)对在4H-SiC单晶衬底上采用CVD同质外延的4H-SiC单晶薄膜的特性进行研究,发现外延层有很好的晶格结构和完整性。由于Al原位掺杂引起的晶格失配和衬底和外延的晶向偏离,在样品的衬底和外延的界面出现了约1μm的缓冲层,使得XRD摇摆曲线距主峰左侧约41arcs出现了强衍射峰。缓冲层中存在大量的堆垛缺陷和位错,引入缺陷能级,使室温PL测试为"绿带"发光。通过PL全片扫描发现缓冲层在整个样品中普遍存在且分布均匀。     

采用InGaAs或InAlAs缓冲层的高In组分InGaAs探测器结构材料特性

利用气态源分子束外延在InP衬底上生长了具有InxGa1-xAs或InxAl1-xAs连续递变缓冲层的高In组分In0.78Ga0.22As探测器结构.通过原子力显微镜、X射线衍射、透射电子显微镜和光致发光对它们的特性进行了表征和比较.结果表明,具有InxGa1-xAs或InxAl1-xAs缓冲层的结构都能获得较平整的...     

MBE生长高电阻率GaAs基InAlAs组分渐变缓冲层

研究了用分子束外延(MBE)方法,在SI-GaAs衬底上不同低温生长的台阶式组分渐变InAlAs缓冲层结构.用原子力显微镜(AFM)观测表面形貌,生长温度为340℃时,外延层表面粗糙度为1.79nm.用Van der Pauw方法研究了材料的电学特性,室温电阻率ρ2.6× 10Ω·cm.(电学性能测试表明200V电压间距1mm时,漏电流仅为0.3μA).高分辨X射线测试样品显示为良好的层状结构,晶体质量随生长逐渐变好.首次用变温Hall测试研究多层InAlAs缓冲层材料内部的载流子传输机制,并用热激电流谱(TSC)分析了其高阻机制.     

MBE生长高电阻率GaAs基InAlAs组分渐变缓冲层

研究了用分子束外延(MBE)方法,在SI-GaAs衬底上不同低温生长的台阶式组分渐变InAlAs缓冲层结构.用原子力显微镜(AFM)观测表面形貌,生长温度为340℃时,外延层表面粗糙度为1.79nm.用Van der Pauw方法研究了材料的电学特性,室温电阻率ρ:2.6× 10Ω·cm.(电学性能测试表明200V电压间距1mm时,漏电流仅为0.3μA).高分辨X射线测试样品显示为良好的层状结构,晶体质量随生长逐渐变好.首次用变温Hall测试研究多层InAlAs缓冲层材料内部的载流子传输机制,并用热激电流谱(TSC)分析了其高阻机制.     

外延层组分界面状况的X射线双晶衍射测定

本文介绍了一种用Ｘ射线双晶衍射仪测定外延层与衬底界面状况并同时测定外延层点阵常数及组分的方法，只需测量三个衍射，并考虑了晶体表面偏离对称轴的影响．同时，引入了表征界面状态的界面共格因子，讨论了它的意义．实验结果表明：在测定大失配体系外延材料的组分时，同时测定外延层与衬底之间以及外延层与外延层之间的界面关系是必要的．     

InP（Yb）晶体结构和发光特性的研究

用离子注入法配合优化退火新技术制成了一种高效发光材料ＩｎＰ（Ｙｂ）；用高灵敏度激光光谱仪测量了该材料的发光特性（ＰＬ），并研究了离子注入和退火过程中发光特性的变化，对ＰＬ谱峰作出辨认；用Ｘ射线衍射谱（ＸＤＳ）测量分析晶格结构和注入损伤（缺陷）；研究了原材料的掺杂（Ｓｎ）对发光特性的影响；较深入地探讨了该材料的发光机制，并用一改进ＲＥ发光中心模型阐明该材料的激发发光过程。     

6H-SiC衬底上采用不同厚度AlN缓冲层对GaN外延层的影响

采用不同厚度AlN作为缓冲层在6H-SiC衬底上生长了GaN外延层,并利用X射线衍射,拉曼散射和透射电子显微镜等对GaN性质进行了研究。AlN缓冲层的应变状态对GaN的晶体质量和表面形貌有很大影响。较厚的AlN缓冲层会导致GaN表面出现裂纹,而太薄的AlN缓冲层会导致GaN层较高的位错密度,从而恶化器件性能。分析了GaN产生裂纹和高位错密度的机制,并采用较优厚度（100nm）的AlN缓冲层生长出高质量的GaN外延层。     

太赫兹InP基InAlAs/InGaAs PHEMTs的研制

研制了一种T型栅长为90 nm的InP基In0.52Al0.48As/In0.65Ga0.35As赝配高电子迁移率晶体管(PHEMTs).该器件的总栅宽为2×25 μm,展现了极好的DC直流和RF射频特性,其最大饱和电流密度和最大有效跨导分别为894 mA/mm和1640 mS/mm.采用LRM+ (Line-Reflect-Reflect -Match)校准方法实现系统在1~110 GHz全频段内一次性校准,减小了传统的分段测试多次校准带来的误差, 且测试数据的连续性较好.在国内完成了器件的1~110 GHz全频段在片测试,基于1~110 GHz在片测试的S参数外推获得的截止频率ft和最大振荡频率fmax分别为252 GHz和394 GHz.与传统的测试到40 GHz外推相比,本文外推获得的fmax更加准确.这些结果的获得是由于栅长的缩短,寄生效应的减小以及1~110 GHz全频段在片测试的实现.器件的欧姆接触电阻率减小为0.035 Ω·mm.     

Fabrication of a 120 nm gate-length lattice-matched InGaAs/InAlAs InP-based HEMT

A new PMMA/PMGI/ZEP520/PMGI four-layer resistor electron beam lithography technology is successfully developed and used to fabricate a 120 nm gate-length lattice-matched In_(0.53)Ga_(0.47)As/In_(0.52)Al_(0.48) As InP-based HEMT,of which the material structure is successfully designed and optimized by our group.A 980 nm ultra-wide T-gate head,which is nearly as wide as 8 times the gatefoot(120 nm),is successfully obtained,and the excellent T-gate profile greatly reduces the parasitic resistance and capaci...     

Novel In0.52Al0.48As/In0.53Ga0.47As metamorphic high electron mobility transistors on GaAs substrate with InxGa1−xP graded buffer layers

Compositionally graded In_xGa_1−xP (x=0.48→x=1) metamorphic layers have been grown on GaAs substrate by solid source molecular beam epitaxy using a valved phosphorus cracker cell. Three series of samples were grown to optimize the growth temperature, V/III ratio and grading rate of the buffer layer. X-ray diffraction (XRD) and photoluminescence (PL) were used to characterize the samples. The following results have been obtained: (1) XRD measurement shows that all the samples are nearly fully strain relaxed and the strain relaxation ratio is about 96%; (2) the full-width at half-maximum (FWHM) of the XRD peak shows that the sample grown at 480°C offers better material quality; (3) the grading rate does not influence the FWHM of XRD and PL results; (4) adjustment of the V/III ratio from 10 to 20 improves the FWHM of XRD peak, and the linewidth of PL peak is close to the data obtained for the lattice-matched sample on InP substrate. The optimization of growth conditions will benefit the metamorphic HEMTs grown on GaAs using graded InGaP as buffer layers.     

InAlAs/InGaAs/InP基PHEMTs小信号建模及低噪声应用

利用改进的小信号模型对采用100nmInAlAs/InGaAs/InP工艺设计实现的PHEMTs器件进行建模, 并设计实现了一款W波段单片低噪声放大器进行信号模型的验证。为了进一步改善信号模型低频S参数拟合差的精度, 该小信号模型考虑了栅源和栅漏二极管微分电阻, 在等效电路拓扑中分别用Rfs和Rfd表示.为了验证模型的可行性, 基于该信号模型研制了W波段低噪声放大器单片.在片测试结果表明:最大小信号增益为14.4dB@92.5GHz, 3dB带宽为25GHz@85-110GHz.而且, 该放大器也表现出了良好的噪声特性, 在88GHz处噪声系数为4.1dB, 相关增益为13.8dB.与同频段其他芯片相比, 该放大器单片具有宽3dB带宽和高的单级增益.     

Thermal resistance of metamorphic InP-based HBTs on GaAs substrates using a linearly graded In/sub x/Ga/sub 1-x/P metamorphic buffer

Thermal properties of metamorphic InP-InGaAs heterojunction bipolar transistors (HBTs) on GaAs substrates using a linearly graded InGaP buffer have been investigated. Compared to the widely used InAlAs metamorphic buffer, InGaP offers better thermal properties resulting in a much smaller thermal resistance for the metamorphic HBTs (MHBTs). Theoretical calculations of the thermal resistance of devices have been made based on a simple constant heat-spreading model, and the results are shown to be consistent with experimental results. It has been made clear that the smaller thermal resistance measured from the MHBTs using a linearly graded InGaP buffer is due to the small bowing parameters and high thermal conductivity of the binary endpoints. Although the use of InGaP as a buffer may slightly degrade the devices thermal properties compared to one using InP directly on GaAs substrate, it gives more freedom to the growth optimization of metamorphic buffer by using compositional grading. With regards to the thermal conductivity and flexible growth optimization, InGaP metamorphic buffer could be considered as an important alternative to the existing InAlAs and InP schemes.     

InGaAs（InAIAs）／InP和InP／InAIAs湿法选择腐蚀研究

介绍了两种选择腐蚀液对InGaAs（InAlAs）／InP和InP／InAlAs异质结构材料选择腐蚀的实验结果，重点介绍在InAlAs上面生长InP的湿法选择腐蚀，用HCl：H3PO4：CH3COOH系列腐蚀液，InP／InAlAs选择比大于300。InP／InAlAs湿法选择腐蚀的结果可以很好应用到OEIC芯片制作中，并取得了较好的器件及电路结果。     

InGaAs(InAlAs)/InP和InP/InAlAs湿法选择腐蚀研究

介绍了两种选择腐蚀液对InGaAs(InAlAs)I/nP和InPI/nAlAs异质结构材料选择腐蚀的实验结果,重点介绍在InAlAs上面生长InP的湿法选择腐蚀,用HClH∶3PO4C∶H3COOH系列腐蚀液,InPI/nAlAs选择比大于300。InPI/nAlAs湿法选择腐蚀的结果可以很好应用到OEIC芯片制作中,并取得了较好的器件及电路结果。     

GaAs基InAlAs/InGaAsMHEMT直流特性研究

报道了用 MBE技术生长的 Ga As基 In Al As/In Ga As改变结构高电子迁移率晶体管 (MHEMT)的制作过程和器件的直流性能。对于栅长为 0 .8μm的器件 ,最大非本征跨导和饱和电流密度分别为 3 5 0 m S/mm和1 90 m A/mm。源漏击穿电压和栅反向击穿电压分别为 4V和 7.5 V。这些直流特性超过了相同的材料和工艺条件下 Ga As基 PHEMT的水平 ,与 In P基 In Al As/In Ga As HEMT的性能相当