用溅射淀积法外延生长优质Cd_xHg_(1-x)Te薄膜

采用汞蒸汽等离子体阴极溅射技术,已同时在几种CdTe衬底上(总面积为20cm~2)外延生长了Cd_xHg_(1-x)Te薄膜。薄膜在加热到310℃的衬底上生成,其淀积速率为0.6μm.h(总厚度≤30μm)。采用不同的实验方法对薄膜的结晶学特性进行了分析,这些方法包括:反射X-射线形貌、衍射分布图的半值宽度(FWHM)测量、透射电子显微镜分析(TEM)和卢瑟福反向散射分析(RBS)。TEM法,摆动曲线和RBS的结果揭示出薄膜具有很高的结晶学质量(外延层内的位错密度接近10~4cm~(-2))。在4K和300K之间测量了Cd_xHg_(1-x)Te外延层的霍耳系数。衬底温度为285℃时淀积的外延层(镉的组分为0.23,厚度16μm),在77K测量的结果是:载流子浓度n大约为2.7×10.(16)cm~(-3);霍耳迁移率为64000cm~2·V~(-1·S~(-1)。当镉的组分为0,31时(外延层厚度为18μm),则得到n=1.6×10~(16)cm~(-3);霍耳迁移率为16000cm~2·V~(-1)·S~(-1)。淀积出来的外延膜在双温区炉子内的汞气氛中退火后,其电学性质得到改善。n型外延膜的电子迁移率提高到接近用非最佳退火参量得到的体材料的水平。     

MCT液相外延薄膜的生长和特性

用开管水平液相外延系统从富Te溶剂中生长了不同x值的MCT薄膜。经X射线衍射、Hall电学参数、红外光谱、扫描电镜、X射线能谱仪和电子通道花样分析测试,结果表明:外延薄膜表面平整,光学参数较好,纵向、横向组份均匀,晶体结构完整,电学参数较好,外延膜质量优良。短波材料(n型):载流子浓度3.54×10~(14)cm~(-3),迁移率1.63×10~4cm~2V~(-1)s~(-1);中波材料(n型):载流子浓度9.95×10~(14)cm~(-3),迁移率为1.76×10~4cm~2V~(-1)s~(-1);原生长波材料(n型):载流子浓度为2.15×10~(15)cm~(-3),迁移率2.00×10~4cm~2V~(-1)s~(-1)。     

分子束外延砷化镓单晶薄膜

MBE GaAs单晶薄膜的载流子浓度(1.8-8)×10~(16)cm~(-3),室温迁移率 3000-5000cm~2/V.3最高达5466cm~2/V.s,相应的77K迁移率为1.59 ×10~4cm~2/V.s.对高杂质浓度的外延层进行了阴极荧光(4.2K) 和SIMS 测量分析.     

液相外延生长Hg_(1-x)Cd_xTe薄膜晶体

由于冶金学性质的限制和高的Hg蒸汽压,要制备均匀的接近完整的Hg_(1-x)Cd_xTe块状晶体非常困难。然而,采用改进的开管水平滑移接触型液相外延(LPE)系统,能成功地控制生长系统中的Hg压和溶液的组分,在CdTe衬底上生长出Hg_(1-x)Cd_xTe薄膜晶体。用金相观察、X光衍射、扫描电镜分析、电学测量等方法,证明了Hg_(1-x)Cd_xTe薄膜晶体具有高质量。样品组分一般为x(?)0.2～0.4。薄膜层的厚度均匀,层厚在10～40μm之间。层的结构受CdTe衬底限制。低温纯化处理后,外延层为n型。x=0.27的外延层77K时的电学性质为n≤3×10~(15)/cm~8,霍尔迁移率μH为10~3～4×10~4cm~2/V·s。在国内首先做出了可以出售的光导探测器,此探测器在77K时,D_(λp)~*(500,1000,1)=2.8×10~9～1.8×10~(10)cm·Hz~(1/2)·W~(-1),可与块状晶体的相比较。     

铌酸锂集成光学基片折射率的测量

在2″精度的测角仪上,用棱镜耦合法,以0.6μm的准直He-Ne激光束(直径1mm)实现了铌酸锂(LN)晶片折射率的高精度测量。实验中使用了差分技术与液晶旋光器,结果表明折射率测量精度达到1×10~(-4),系统重复性误差小于5×10~(-5)。     

光学玻璃暂态形变的全息干涉测量

采用二次曝光全息差分干涉术测定了大尺寸光学玻璃的自重形变和负荷形变所引起的折射率变化。测量精度为±1×10~(-6)。     

自聚焦棒透镜A参数的测试方法

本文提出一种测量自聚焦棒透镜A参数的新方法——成象法。这是一种快速简单、非破坏性的比较理想的方法,目前采用的装置对φ1.0、φ1.5、φ1.8规格的测量精度分别优于±2×10~(-3)mm~(-1)、±1×10~(-3)mm~-1、±5×10~(-4)mm~(-1)。文章介绍该方法的测试原理、装置;给出实验结果,并提出改进的措施。     

用高频电容法测量P／P外延层电阻率

高频电容法是测量P／P~+外延层电阻率的一种简单易行的新方法。这种方法，直接利用同质均匀掺杂外延层电阻率ρ与空间电荷电容Cs（势垒电容）平万的倒数关系，通过测量势垒电容Cs，直接得到P／P~+外延层的电阻率ρ。从而实现对P／P~+外延片的生产第艺过程，进行监控测试。这种方法，不但测试过程简单，而且，不损伤外延层。它既可以在国外仪器上完成，又可以在国内仪器上完成，适用于我国一般IC单位。在国外仪器上，测量范围为2．20×10~(－4)Ω·cm～1．95×10~5Ω·cm，测量误差为±0．02％：在国内仪器上，电阻率测量范围为1．0×10~(－3)Ω·cm～1．0×10~5Ω·cm，测量误差为±2％。     

半导体器件钝化膜应力的测量研究

作者建立了一套激光反射法薄膜应力测量装置。经分析得到其测量相对误差小于10％,灵敏度为1.8×10~8dyn/cm~2。利用该装置测量了常用的PECVD SiN和SiO_2钝化膜的应力,它们均呈压应力,数值分别为1～3×10~(10)dyn/cm~2和1～2×10~9dyn/cm~2。给出了不同的工艺条件、薄膜厚度和测试温度下的应力以及退火处理对应力的影响。     

聚合物DR／PMMA薄膜的红外非线性光学特性

报道了聚合物DR/PMMA薄膜材料的红外光学特性及由薄膜材料形成法—珀腔结构的透射率随外加电压的变化规律,测定了折射率的色散n(λ)、三阶极化率χ~((3))(-ω;ω,0,0)和二次电光系数(kerr系数)R,在室温下测得波长为792.4 nm时χ~((3))=(2.0-i0.32)×10~(-11)esu,R=-(4.9-i7.9)×10~(-20)m~2/V~2。     

高温超导薄膜GdBa_2Cu_3O_(7-x)的制备和分析

我们用原位直流磁控溅射的方法,在(100)SrTiO_3,(110)SrTiO_3,(100)LaAlO_3和(100)Zr(Y)O_2衬底上制备了高质量外延生长的GdBa_2Cu_3O_(7-s)高温超导薄膜,重复性非常好.在这四种衬底上生长的超导薄膜最高零电阻转变温度 Tco分别为 93.2、93.1、92.6和 92.5K,77K零场下的临界电流密度分别为 3.0 ×10~6,3 × 10~5,3.6 ×10~6和 1.4 × 10~6A/cm~2.我们用扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM),反射高能电子衍射(RHEED)和不同几何结构的X射线衍射研究了薄膜的结构,这些研究结果证明薄膜系外延生长的.     

Nb掺杂BaTiO3薄膜的激光分子束外延及其特性

用激光分子束外延方法在SrTiO3(100)基底上外延生长了BaNbxTi 1-xO3(0.01≤x≤0.03)导电薄膜.原子力显微镜测得BaNb0.3Ti 0.7O3薄膜表面均方根粗糙度在2μm×2μm范围内为2.4*!,达到原子尺度光滑.霍 尔测量表明BaNbxTi1-xO3薄膜为n型导电薄膜;在室温下,BaNb0 .02Ti0.98O3、BaNb0.2Ti0.8O3和BaNb0.3Ti0.7O 3薄膜的电阻率分别为2.43×10-4Ω*cm、1.98×10-4Ω*cm和1.297×10 -4Ω*cm,载流子浓度分别为5.9×1021cm-1、6.37×1021cm- 1和9.9 ×1021cm-1.     

在InGaAsP/InP双异质结构中的光弹效应及其对侧向光的限制作用

从理论上计算了厚度为 110 nm的 W0 .95 Ni0 .0 5 金属薄膜应变条在 In Ga As P/ In P双异质结构中形成的应力场分布 ,及由应力场分布引起的折射率变化 .在 W0 .95 Ni0 .0 5 金属薄膜应变条下半导体中 0 .2— 2μm深度范围内 ,由应变引起条形波导轴中央的介电常数 ε相应增加 2 .3× 10 - 1— 2 .2× 10 - 2 (2 μm应变条宽 )和 1.2× 10 - 1— 4.1× 10 - 2(4μm应变条宽 ) .同时 ,测量了由 W0 .95 Ni0 .0 5 金属薄膜应变条所形成的 In Ga As P/ In P双异质结光弹效应波导结构导波的近场光模分布 .从理论计算和实验结果两方面证实了 In Ga As P/ In P     

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。     

用单光束方法研究C_(60)/C_(70)溶液的非线性光学性质

本文报道了利用单光束方法研究C_(60)/C_(70)甲苯溶液的非线性光学性质,C_(60)/C_(70)的浓度为3.5×10~(-3)mol,C_(60)∶C_(70)=3∶1,实验所用的泵浦光源为被动锁模Nd∶YAG激光器,脉宽40ps,实验给出C_(60)/C_(70)溶液的非线性折射率n_2=(2.3±0.3)×10~(-11)(esu),并给出三阶超极化率r=1.1×10~(-31)(esu)。     

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。     

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。     

电子和Ar_2~+的复合

本文描述了用能量约100KeV,半宽为8毫微秒的电子束脉冲电离纯Ar气,通过观察电离气体电导率的时间衰减,在1～4大气压和电子平均能量为(2.8±0.4)eV 的条件下,测定了电子-Ar_2~+ 的有效复合速率常数α_(有效)。α_(有效)值在3.79×10~(-7)厘米~3/秒到1.23×10~(-7)厘米~3/秒之间。实验结果表明,α_(有效)与Ar的密度N_(Ar)成线性关系,α_(有效)=α_2+k_pN_(Ar),其中α_2为二体离解复合速率常数,k_p为以 Ar作为第三体的三体复合速率常数。由上式我们得到α_2=(5±2)×10~(-8)厘米~3/秒,k_p=(2.4±1.4)×10~(-27)厘米~6/秒。如果将Mehr等人和Shiu等人的实验结果外推到2.8eV,其α_2值为4.4×10~(-8)厘米~3/秒,与我们的测量值十分接近。我们的三体复合速率常数k_p 也符合修正的Thomson三体复合理论所估计的值。     

InSb/InAsSb Strained Layer Superlattice Grown by MBE

叙述了采用国产 MBE 装置,在 GaAs 或 InSb 衬底上生长 InSb,InAsSb薄膜材料一些基础研究工作。采用二步生长法在 GaAs 衬底上生长优质 InSb 薄膜,厚度4.8μm,其室温迁移率达到4.3×10~4cm~2V·s,载流子浓度为2.4×10~(18)cm~(-3),77K 时载流子浓度为7.49×10~(15)cm~(-3);并在生长各种类型 InAsSb 超晶格材料的基础上,首次生长了 InAs_(0·05)Sb_(0·95)/InSb 应变层超晶格结构材料,其周期厚度为21nm,InSb 应变层与 InSb 层之间的共格度为0.65,本文还将叙述制作 InAsSb 长波红外探测器的具体工艺及其一些想法。     

用于平面型Gunn畴雪崩器件的SiO_2低温淀积技术

<正> 制作平面Gunn畴雪崩器件的材料是在掺Cr的高阻GaAs衬底上汽相外延一层n-GaAs,其电子浓度为1×10~(15)～1×10~(18)cm~(-3),厚度为6～15μm,迁移率为4000～7500cm~2/V·s。在这样的材料上生长SiO_2,常压下,当衬底温度大于630℃时,由于As的升华,使GaAs的晶体完整性受到损坏,而在较低温度下(如420～450℃)淀积时,SiO_2常出现破裂或脱落现象。 GaAs的热膨胀系数为5.9×10~(-6)℃~(-1),而SiO_2为0.4×10~(-6)℃~1,相差一个数量级以上;此外,SiO_2的应力,300K时为1～6×10~3N/cm。实验表明,在GaAs上淀积的SiO_2厚度超过5000(?)时便产生破裂。而P_2O_5在GaAs上淀积1500(?),却未观察到裂纹,因为P_2O_5的热