截止频率达千兆赫的10.6微米CdHgTe光伏探测器

利用化学计量偏离法制备了x(～-)0.20的p-n结Cd_xHg_(1-x)Te器件,来研究10.6微米波长的光伏探测。这种光电二极管的灵敏面积为4×10~(-4)～10~(-3)厘米~2,观测到器件在77°K下当反向偏压为-0.1伏时,其并联电阻和电容分别为10~5欧和8微微法。研究了探测CO_2激光的性能,当本机振荡器功率为1毫瓦时,所得结果是:10~(10)相似文献   

BST/LSCO异质结构的研究

利用脉冲激光沉积法在STO(001)基片上外延生长了La0.5Sr0.5CoO3(LSCO)导电氧化物薄膜,研究了基片温度对LSCO薄膜结构和电性能的影响,并制备了Ni-Cr/BST/LSCO多层膜结构。XRD谱发现,沉积温度在450~700℃均能得到高度(00 l)取向的LSCO薄膜,LSCO(002)峰的半高峰宽FWHM=0.1°~0.2°;在LSCO薄膜上制备的BST介质膜具有良好的c轴取向和较高的表面平整度,其εr约为470,tgδ为0.036~0.060。     

高D~*、快响应钛酸锆酸铅热电探测器

已制得D~*(500°K,1.1)=7×10~8厘米·赫~(1/2)/瓦的大面积PZT探测器和最小响应时间为5毫微秒的快速探测器。热电系数为27毫微库仑/厘米~2°K及对此器件测得的材料灵敏值为2.8×10~(-9)库伦厘米/焦耳。     

离子束溅射淀积铬薄膜沉积速率的分布

本文介绍采用石英晶体测厚仪测得铬靶不同方位上的溅射沉积速率,试验结果表明不同方位上的沉积速率为正态分布,其表达式为 y=66exp-(X-74.18)~2/2×2×33.93~2 当溅射入射角为45°时,其分布峰值在74.18°,不在45°的反射方向上。而溅射沉积速率与接收距离平方成反比,其表达式为 y=-45.8+19686.3(1/X)-249430(1/X~2)     

用电子束微探针测定Cd_xHg_(1-x)Te的均匀度和克分子浓度x

1.引言除其它半导体材料外,Cd_xHg_(1-x)Te因质优而可制作高品质红外光子探测器。探测度D_λ~*≥1×10~(10)厘米·赫~(1/2)·瓦~(-1)(λ=10微米)、时间常数τ≤1微秒的探测器,工作温度T=77K时,得用载流子浓度n<10~(15)厘米~(-3)、霍尔迁移率μ_H>100000厘米~2·     

C-轴取向PbTiO_3薄膜的制作及其结晶、介电和热电性能

采用RF磁控溅射方法在MgO单晶及外延Pt膜基片上成功地生长了高度c~-轴取向的外延PbTiO_3薄膜.在低淀积速率(<2nm/min)、低气压(<1Pa)及采用过量PbO靶的条件下,薄膜的c~-轴取向率为98%.用高温X-射线衍射研究了PbTio_3薄膜的相变.发现了当温度正好在Tc以下时四方相的c~-轴平行于基片,随着温度的下降c~-轴变成垂直于基片.薄膜具有高的电阻率(～10~(10)Ω·cm).在全部未经极化处理的样品中都检测到了较大的热电电流.薄膜的极化方向在全部样品中完全一样.未经极化处理样品之一的相对介电常数为97,热电系数高达25×10~(-8)C/cm~2K.这种薄膜适用于热电红外探测器和压电换能器.     

掺磷低压化学汽相沉淀的硅薄膜

本文对于低压化学汽相沉淀方法沉积的多晶硅薄膜的电导性能进行了研究,并与大气压下沉积的薄膜的导电性能作了比较。低压薄膜在580℃和620℃下沉积成,然后用离子注入法掺入磷。在620℃下沉积的薄膜是多晶膜,而在580℃下沉积的薄膜最初是无定形膜,但经过热处理后,它就变成结晶膜。对于两种不同掺磷剂量的低压膜,研究了退火温度对电阻率的影响,发现电阻率随退火温度的升高而减小。580℃下沉淀的薄膜经退火后,它的电阻率总是比620℃下沉淀的薄膜的电阻率低,而且在退火温度较低的情况下,两者的差别最为显著。在第二组实验中,注入的磷量范围很宽,相当于平均掺杂浓度在2×10~(15)—2×10~(20)cm~(-3)之间。只有在浓度低于2×101~(15)cm~(-3)和高于2×10~(20)cm~(-3)的情况下,电阻率才是掺杂浓度的一个慢变化函数(Slowfunction);而浓度在2×10~(15)cm~(-3)和2×10~(20)cm~(-3)之间时,掺杂浓度稍有改变就会使电阻率发生很大的变化。如上所述,在580℃沉淀的薄膜,其电阻率总是最低,在掺杂浓度居于中间的情况下,这尤其显著。测量了霍尔迁移率,发现它在掺杂浓度近于6×10~(18)cm~(-3)时有一最大值,而且随掺杂浓度降低急速减小。可以预料,所观察到的霍尔迁移率的这种变化特性与薄膜是由含有大量载流子陷阱的晶粒间界环绕的微晶构成这一解释相一致。     

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。     

钪酸盐阴极的研制及应用

本文介绍了大电流密度钪酸盐阴极的制造工艺。采取共沉淀法,解决了关键工艺—S_(c2)O_3溶于酸的问题。此工艺制备简便、稳定、性能良好。直流发射1000℃大于10安/厘米~2;直流温度补偿数据900℃大于10安/厘米~2;脉冲发射在 f=100周/秒,τ=50微秒时,1000℃大于48.5安/厘米~2,二次发射σ=3.5,活性物质蒸发1000℃时1.2×10~(-10)克/厘米~2秒。     

外延碲镉汞红外光伏探测器

用碲镉汞外延层制备了在77～130°K温度范围内工作的快速灵敏光伏探测器。采用结区形成技术就要牵涉到材料化学计量上的偏差。在77°K时,每个量子的光谱响应在很宽的波长范围内(3～14微米)都是平的,此时所测得的探测度值是3×10~9～3×10~(10)厘米赫~(1/2)瓦~(-1)。外部量子效率是13％左右。时间常数不到1毫微秒。     

半导体表面沾污的放化研究——痕量杂质在硅和二氧化硅上的沉积

用放化示踪原子法研究了八种低能级杂质元素对硅和二氧化硅表面的沾污。标记痕量组分使用的放射性同位素是 Au~(198)、Cu~(64)、Fe~(59)、Gr~(51)、Zn~(65)、sb~(122)、Sb~(124)、Mn~(54)和 Mo~(99)。以试剂组成,溶液中的杂质浓度、浸泡时间和温度、吸附剂的表面条件以及溶液中有或没有螫合剂为函数研究了在制造硅器件时这些杂质从使用的典型试剂溶液中的沉积。对各种解吸处理加以评论,例如在水、酸、络合剂和螫合化合物中洗涤。比较了从试剂溶液中沉积的各种杂质的数值,在这里列出了数据,每种杂质的浓度通常是固定在4ppm(重量/体积),用每平方厘米的原子数表示。硅片在 HF+HNO_3混合液中腐蚀时,有的加入 CH_3CO_2H 或 I_2,有的则不加,都含有一种指定的放射性示踪原子,表面浓度数值如下:10~(13)Au/厘米~2,10~(12)Cr/厘米~2,10~(11)Cu/厘米~2,小于10~(11)Mn/厘米~2和10~(10)或更少的 Fe/厘米~2,这些数值表明仅覆盖硅单原子层的一小部分。由于硅没腐蚀时氧化物表面就被溶解了,产生了不可阻止的电化学置换镀敷,所以从 HF 中沉积,这种情况是极其严重的。用相应离子标记这种试剂得到表面浓度为3×10~(16)Cu/厘米~2、7×10~(14)Au/厘米~2、4×10~(14)Cr/厘米~2和1×10~(11)Fe/厘米~2。Sb 和 Mo 也沉积,但锌离子不沉积,它在 HF 中强烈地被络合。硅从浓 HNO_3、HCl 或王水中吸附痕量金属只有2～4×10~(12)Au 或 Cu/厘米~2和3×10~(11)Fe/厘米~2,因为在这些酸中氧化膜保护了硅。如果表面预先处理生成氧化层,用含放射性铜的热去离子水和蒸馏水洗涤硅片,则得到同样低的数据。二氧化硅就是这类吸附表面的最典型的例子,甚至得到更低的吸附,包括浸在 HF 中。但是氧化物被溶掉(氟化物效应),硅从无机酸或水中会吸附大量金属。从稀 H_2O_2中吸附金属离子有波动,与条件有关,但通常吸附作用是强烈的。在硅腐蚀的条件下(100℃),从5%NaOH 中的沉积是2×10~(16)Cu/厘米~2、6×10~(15)Fe/厘米~2、1×10~(15)Au/厘米~2和5×10~(13)Sb/厘米~2。硅表面结构和光洁度(氧化层除外),掺杂类型和浓度,以及浴浸时间对杂质沉积量没有多大影响。杂质沉积的最终数量对杂质沉积的 log 通常与溶液中的杂质浓度成正比,并且一般地成直线 log-log 关系。在试剂溶液中加入螯合剂防止杂质在硅上沉积一般是不太有效的,但是有些螫合剂能够从半导体表面除去沉积的金属。在酸性 H_2O_2中络合溶解得到极好的结果。对解吸沉积的 Fe 来说,HCI 效果是显著的。     

Ag_3AsS_3单晶中10.6微米讯号的上转换

报告了淡红银矿(Ag_3AsS_3)单晶中10.6微米讯号上转换实验.使用未调Q红宝石激光作泵源,在0.2千瓦/厘米~2泵光功率密度下获得的最大功率转换系数为1.6×10~(-5)(量子转换系数～1×10~(-6)).测量了位相匹配曲线及转换系数随泵光功率密度的变化曲线,最佳位相匹配角是26°30＇±10′.对实验结果进行了讨论.     

高性能高密度平面碲锡铅探测器阵列

在PbSnTe衬底上用液相外延生长铅-锡碲层并通过很好限定的氧化物窗进行杂质扩散,已制备成可再现的高质量光伏探测器。外延层的载流子浓度约为4×10~(16)厘米~(-3),衬底的约为5×10~(18)厘米~(-3)。代替光致抗蚀剂作绝缘层用的氧化物层没有针孔并很好地附着在PbSnTe表面上。采用标准光刻和扩散技术制成了平面单片探测器阵列。在77K时,124(2×2密耳)元阵列的平均阻抗-面积乘积为1.85欧·厘米~2。在300K背景和180°视场时,在11微米不加增透膜情况下的平均量子效率和峰值探测度(D~*)分别为40％和2.6×10~(10)厘米·赫~(1/2)/瓦。     

温度稳定的低噪声前置放大器

叙述了用2P303zh 场效应晶体管的温度稳定低噪声前置放大器电路,介绍了各种类型负反馈电路的温度特性。在-10°～+40℃温度范围内,增益不稳定性为0.04～0.05％/℃,电压从9伏变到15伏时δK/K<2.5×10~(-2)。在1千赫下,源阻抗为5欧姆时,前置放大器噪声电平在4～5×10~(-9)伏赫~(-1/2)。     

零温度系数ZnO/玻璃结构声表面波带通滤波器

为了实现低成本和温度稳定的声表面波带通滤波器,研究了沉积在硼硅酸玻璃上5—10μm厚的氧化锌(ZnO)膜层.讨论了生长ZnO膜采用的溅射方法,同时给出不同膜厚的声学和热特性的测量结果,高的耦合系数(10%)和十分好的温度稳定性(一阶温度系数为零,二阶温度系数为1×10~(-8)/℃~2).此外,在ZnO/玻璃结构上制成了工作频率约为110MHz,1dB相对带宽为8%的带通滤波器.这些结果证实,用这种新的压电基片制成的滤波器的性能比用ST切石英基片为好.     

GaAs和GaAs_(1-x)P_x外延沉积的多片生长系统

本文描述了在多至8个衬底上同时沉积外延层的系统。在外延层中物理和电学特性均具有高度的均匀性。片内层厚的变化低于10％,而每炉片间层厚的典型变化为±5％。GaAs_(1-x)P_x薄层的组分变化无论是在片内或是每炉片间均低于±1％。用几种技术测定的电学数据表明片内和每炉片间具有极高的掺杂均匀性。对于轻掺杂的GaAs薄层在300°K下的迁移率>6000厘米~2/伏·秒,而且>7000厘米~2/伏·秒的迁移率也经常获得。本文中叙述了载流子浓度为1×10~(15)/厘米~3至3×10~(19)/厘米~3的n型和5×10~(16)/厘米~3至5×10~(19)/厘米~3的P型的材料制备工艺。     

电子束蒸发非晶硅光学薄膜工艺研究

研究了沉积时真空室真空度、基片温度和沉积速率对常用电子束蒸发非晶硅(a-Si)光学薄膜的折射率和消光系数的影响。结果表明,在300~1100nm的波长范围内,真空室真空度、基片温度和沉积速率越高,则所得a-Si薄膜折射率越高,消光系数越大。并将实验结果用于半导体激光器腔面高反镜用a-Si膜镀制,发现在选择初始真空为1E-6×133Pa、基片温度为100℃和沉积速率为0.2nm/s时所得高反镜的光学特性比较好,在808nm处折射率和消光系数分别为3.1和1E-3。     

双层SiO2薄膜对ZnO/Si结构瑞利波器件性能的改善

利用3D有限元法分析了SiO2薄膜对ZnO/IDT/Si结构中瑞利波特性的影响,包括相速度(vp)、机电耦合系数(k2)和频率温度系数(τf)。结果表明,当hZ/λ=0.44时,ZnO/IDT/Si结构激发的瑞利波的机电耦合系数最大值k2max=2.38%,且vp=3 016 m/s,τf= -32.94×10-6 ℃-1。引入底层SiO2薄膜,即ZnO/IDT/SiO2/Si结构,瑞利波的机电耦合系数大幅提高,当hZ/λ=0.44,hsb/λ=0.25时,k2max=3.41%,且vp=2 801 m/s,τf=-11.43×10-6 ℃-1。继续引入顶层SiO2薄膜,即SiO2/ZnO/IDT/SiO2/Si结构,瑞利波相速度得到提高,但机电耦合系数随着SiO2厚度的增加而减小。当hZ/λ=0.44,hsb/λ=0.25,hst/λ=0.25时,k2=2.61%,vp=3 036 m/s,τf=18.44×10-6 ℃-1。双层SiO2薄膜的引入提高了ZnO/IDT/Si结构瑞利波器件的相速度、机电耦合系数,实现了温度补偿,因此,该结构可用于高机电耦合系数、高温度稳定性及低成本SAW器件的研制。     

红外探测用PbTiO_3铁电薄膜门场效应晶体管

制成了PbTiO_3铁电薄膜门FET,它是作为在室温下工作和在宽的频谱范围内具有红外灵敏度的红外探测器之用。在铂箔上用RF溅射法沉积PbTiO_3膜的介电常数为200,最大剩余极化为27微库/厘米~2。沉积在涂铂云母上的膜获得了电压响应率R和探测率D分别为330伏/瓦和1.5×10~8厘米赫~(1/2)/瓦(20赫、1赫)的热电响应。测量是从白炽灯光源通过Ge滤光器的红外光辐照下进行的。为控制电流沟道上的表面势,在SiMOSFET门上沉积了PbTiO_3薄膜。FET也具有R_v和D分别为390伏/瓦和3.5×10~5厘米赫~(1/2)/瓦的热电灵敏度。在CO_2激光器脉冲辐照下通过测量输出获得了上升时间为～3.5微米的快速响应。     

热处理对TaN薄膜电性能的影响

采用直流磁控溅射法在Al2O3陶瓷基片上制备了TaN薄膜,研究了热处理温度和时间对TaN薄膜的方阻(R□)及电阻温度系数(TCR)的影响。研究发现,在热处理时间为2h的条件下,热处理温度在200℃到600℃变化时,R□从12?/□增加到24?/□,TCR从15×10-6/℃下降到-80×10-6/℃;在热处理温度为300℃的条件下,热处理时间对R□及TCR影响较小,随着热处理时间的增长,R□及TCR略有变化。