应变超晶格In_(0.15)Ga_(0.85)As/GaAs的电镜和光谱研究

用光调制反射谱和透射电镜技术研究分子束外延生长的应变超晶格In_(0.15)Ga_(0.85)As/GaAs,并讨论了实验结果。     

In Ga As/Ga As超晶格的界面研究

In_xGa_(1-x)As/Ga As之间晶格失配度与X成线性关系,其最大值为7％。因而当外延层厚度大于临界厚度时在界面会产生微缺陷,这些缺陷对其材料性能有很大影响。因此对In x Ga_(1-x)As Ga As界面研究就显得很重要。本工作就GaAs衬底上MBE生长In_(0.2)Ga_(0.8)As/Ga As超晶格样品进行平面,断面的TEM研究。实验结果表明超晶格平整,均匀,只看到位错一种微缺陷。GaAs衬底内位错。表面机械损伤会在超晶格层内引入位错。在In Ga As Ga As界面上失配位错情况如图1所示。图1a为[110]方向衬象,可见界面上位错线及露头(箭头所示)倾转约30,在图1b中看到位错网络,箭头所示位错为1a中所示的露头。     

应变和成份调制超晶格的CBED研究

由A晶格和B晶格超薄层构成一维周期性结构称为超晶格。根据超晶格中应变量的大小可对超晶格进行分类,当应变量很小,各层的原子散射振幅相差甚远时,则为成份调制的超晶格,如AlAs/GaAs超晶格:若应变量显著,而各层的原子散射振幅相差不大时,则为也变调制的超晶恪,如In_xGa_(1-x)As/GaAs超晶格。最近我们用会聚束电子衍射(CBED)研究了成份调制的超晶格AlAs/GaAs和应变调制的超晶格In、Ga_(1-x)As/GaAs的运动学和动力学衍射效应。     

GaAs/Ga_(0.7)Al_(0.3)As超晶格中场致激子峰展宽机制的研究

我们利用光电流谱在10—300K温度范围内研究了GaAs/Ga_(0.7)Al_(0.3)As(35A/35A)短周期超晶格中的Wannier-Stark效应,实验发现0h激子峰随电场的增加而展宽。我们把激子峰的场致展宽归因于:Wannier-Stark局域化使界面的涨落对电子态的散射增加而使激子峰展宽。这种与电场有关的散射机制会使L.Esaki和Tsu所预期的超晶格的负微分电阻效应减小。     

94GHz低噪声PM-HEMT

<正>《IEEE EDL》1990年12月报道了94GHz频段以GaAs为衬底的迄今最低噪声系数的PM-HEMT器件.首先在半绝缘GaAs衬底上生长未掺杂超晶格/GaAs/超晶格结构的缓冲层,并在其上相继生长19nm未掺杂In_(0.15)Ga_(0.85)As沟道;30nm未掺杂Al_(0.25)Ga_(0.75)As隔层,其表面有一浓度为5×10~(12)cm~(-2)的Si平面掺杂;30nm未掺杂Al_(0.25)Ga_(0.75)As和40nm掺杂浓度为6×10~(18)cm~(-8)     

具有高跨导和高峰值饱和漏电流的FET

<正> 据报导,美国桑迪亚国立实验室已研制成一种新的多应变量子阱场效应晶体管。这种晶体管是具有两个平行的10nm量子阱的GaAs/In_(0.2)Ga_(0.8)As结构,用Be从顶部和底部进行调制掺杂。晶体管的栅为1×150μm~2Ti/Au、     

In_(0.15)Ga_(0.85)As/GaAs和GaAs/Al_(0.3)Ga_(0.7)As量子阱的静压下光致发光的对照研究

在77K,0—60kbar范围内对在同一衬底上生长的In_(0.15)Ga_(0.85)As/GaAs和GaAs/Al_(0.3)Ga_(0.7)As量子阱的静压下的光致发光进行了对照研究。在GaAs/Al_(0.3)Ga_(0.7)As量子阱中同时观察到导带到轻重空穴子带的跃迁。而在In_(0.15)Ga_(0.85)As/GaAs阱中只观察到导带到重空穴子带的跃迁。与GaAs/Al_(0.3)Ga_(0.7)As的情况相反,In_(0.15)Ga_(0.85)As/GaAs 量子阱的光致发光峰的压力系数随阱宽的减小而增加。在压力大于48kbar时观察到多个与间接跃迁有关的发光峰,对此进行了简短的讨论。     

In0.15Ga0.85As／GaAs多量子阱子能带跃迁压力效应

用光调制吸收光谱方法在不同压力条件下研究了In_(0.15)Ga_(0.85)As/GaAs应变多量子阱的子能带跃迁,发现子能带跃迁能量随压力的变化行为与构成量子阱的组成体材料带间跃迁能量的变化相似,并且子能带跃迁能量压力系数与量子阱的宽度有关。还讨论了压力可能引起的导带不连续率的变化和In_(0.15) Ga_(0.85)As应变层的临界厚度。     

InP衬底上Ga_(0.47)In_(0.53)As/InP液相外延生长

用液相外廷获得了与InP晶格匹配的Ga_(0.47),In_(0.53)As单晶外延层.本文叙述在(100)和(111)InP衬底上Ga_(0.47)In_(0.53)As/InP液相外延生长方法.用常规滑动舟工艺生长的这种外延层,其表面光亮,Ga的组分x=0.46～0.48,晶格失配率小于2.77×10~(-4),禁带宽度E_g=0.74～0.75eV.使用这种Ga_(0.47)In_(0.53)As/InP/InP(衬底)材料研制的长波长光电探测器,在波长为0.9～1.7μm范围内测出了光谱响应曲线,在1.55μm处呈现峰值.     

应变In_xGa_(1-x)As/Al_(0.15)Ga_(0.85)As多量子阱的电光双稳

在垂直于异质界面电场存在的情况下,用光电流光谱学研究了分子束外延生长的应变 In_xGa_(1-x)As/Al_0.15Ga_0.85As 多量子阱的光学吸收性质。在体 GaAs 衬底透明的波长范围内,观察了量子限定斯塔克效应。室温下无须去除 GaAs 衬底,显示出自电光效应器件的光学双稳性。     

新的高速长波Al_(0.48)In_(0.52)As/Ga_(0.47)In_(0.53)As多量子阱APD

一种新的长波(λ=1.3μm)超晶格雪崩光电二极管已工作。该器件结构为p~+in~+,是采用MBE生长的,在p~+和n~+Al_(0.48)In_(0.52)As透明层之间,由35个周期的Al_(0.48)In_(0.52)As(139A)/Ga_(0.47)In_(0.53)As(139A)多量子阱     

应变层多量子阱InGaAs—GaAs的光电流谱研究

在10—300K温度范围,用光电流谱方法研究了未掺杂的x为0.1、0.15和0.2,InGaAs层厚度为8和15nm的In_xGa_(1-x)As—GaAs应变层多量子阱的能带结构。在1.240—1.550eV光子能量范围,除11H、11L和22H激子跃迁以及GaAs的基本带间跃迁外,还观察到束缚子带到连续带的跃迁。对样品In_(0.15)Ga_(0.85)As(8nm)-GaAs(15nm),观察到11H重空穴激子的2s及其它激发态跃迁,由此得到激子结合能的近似值,约为8meV。重空穴能带台阶Q_v=0.40±0.02。应变效应使得电子和重空穴束缚在InGaAs层,而轻空穴束缚在GaAs层。     

MOVPE生长GaAs／AlxGA1—xAs超晶格及其TEM表征

报道用金属有机汽相外延技术(MOVPE)生长GaAs/Al_xGa_(1-x)As超晶格结构材料及其光电器件应用,用横断面透射电子显微术(XTEM)表征外延层结构.在自电光效应光学双稳态器件(SEED)中,超晶格层-层之间界面清晰,厚度均匀,周期性完整.对某些用超晶格作缓冲层的高电子迁移率晶体管(HEMT)结构,观察到超晶格对生长面的平滑作用及间断生长造成的界面等.     

In_(0.25 )Ga_(0.75)As/GaAs应变异质结的离子沟道分析

本文采用Li离子作为背散射-沟道实验的分析束来研究In_(0.75)Ga_(?)As/GaAs应变异质结的结构.沟道效应和角扫描的实验表明,由于晶格失配,异质结的点阵发生应变,晶格常数在生长方向产生～0.04A的拉伸或压缩,于是离子沟道在<110>倾斜方向发生0.9°的扭折,导致沿这个方向的严重退道.对较厚外延层的样品,除应变结构外,在生长过程中还形成失配位错结构及其他点阵缺陷,从而产生附加的退道。     

f_T超过300GHz的650 自对准栅PHEMT

<正> 这种器件的外延结构,是在半绝缘InP衬底上用Riber2300 MBE系统生长的,由Al_(0.48)In_(0.52)As缓冲层(2500 )、晶格匹配的Ga_(0.47)In_(0.53)As“前置沟道”(Pre-channel,125 )、窄的赝配Ga_(0.20)In_(0.80)As沟道(75 )、     

In_(0.25)Ga_(0.75)As/GaAs应变异质结的离子沟道分析

本文采用Li离子作为背散射-沟道实验的分析束来研究In_(0.75)Ga_(?)As/GaAs应变异质结的结构.沟道效应和角扫描的实验表明,由于晶格失配,异质结的点阵发生应变,晶格常数在生长方向产生～0.04A的拉伸或压缩,于是离子沟道在<110>倾斜方向发生0.9°的扭折,导致沿这个方向的严重退道.对较厚外延层的样品,除应变结构外,在生长过程中还形成失配位错结构及其他点阵缺陷,从而产生附加的退道。     

简讯

要在Si衬底上制作GaAs及其它Ⅲ—Ⅴ族材料,面临两个主要问题:一个是非极化单晶上生长单一极化单晶的问题;另一个是Ga_(0.47)In_(0.53)As与Si之间大的晶格失配(Δa/a～3%)问题。英国Plesey公司报导了采用大气MOCVD在Si上生长出Ga_(0.47)In)_(0.35)     

0.35μm栅长的GaAs和GaInAs HEMT的理论比较

<正> 用GaAs/Al_(0.32)Ga_(0.68)As,In_(0.15)Ga_(0.85)As/Al_(0.15)Ga_(0.85)As和Ga_(0.47)In_(0.53)As/Al_(0.48)In_(0.52)As三种不同材料系统制作了栅长几乎都为0.35μm的HEMT,我们报道了对这三种HEMT性能所做的理论研究结果。采用综合Morite Carlo模型进行计算,该模型包括实空间转移的整个过程:二维电子气输运特性、不稳定输运及由Poisson方程独立解得到的二维电场分布。根据Ⅰ-Ⅴ特性、跨导和截止频率的测试结果,比较了每种器件的性能。采用这种方法可以完全区别材料参数对器件性能的影响,并将它们分别弄清楚。结果表明,采用InGaAs材料制作的器件的工作性能比传统的GaAs/AlGaAs器件好     

半导体材料

0019792In_(0.4) Ga_(0.6)As/GaAs 自组织量子点的光伏谱温度特性[刊]/吴正云//光电子·激光.-2000,11(4).-366～369(C)0019793半导体超晶格研究与相关学科领域发展的关系[刊]/彭英才//固体电子学研究与进展.-2000,20(3).-276～280(D)     

GaAs/AlAs超短周期超晶格中的纵光学声子模

在室温和非共振条件下,测量了超短周期(1—3个单层)GaAs/AlAs超晶格的 Raman散射光谱.样品用分子束外延方法生长在(001)晶向的半绝缘 CaAs衬底上.实验结果表明,在这种超短周期超晶格中存在两种作用:一种是光学声子的限制效应,另一种是混晶化效应.对于单层超晶格,在各种散射配置下的 Raman光谱都与Al(0.5)Ga_(0.5)As三元混晶的Raman光谱十分相似.而对于4个单层或者更厚的超晶格样品,混晶化效应基本可以忽略,仅仅表现为界面效应,光学声子的限制效应起主导作用.