InGaAs/InP界面控制对InGaAs薄膜电学和光学性质 的影响

研究了全固态源分子束外延(MBE)生长InGaAs/InP异质结界面扩散对InGaAs外延薄膜电学和光学性质的影响.通过X射线衍射、变温霍尔测试和变温光致发光等方法对InGaAs薄膜样品进行细致研究.发现在InGaAs/InP界面之间插入一层利用As_4生长的InGaAs过渡层,能够显著改善上层InGaAs(利用As_2生长)外延薄膜的电学性能,其低温迁移率显著提高.同时荧光峰反常蓝移动消失,光学性质有所改善.研究表明利用As_4生长InGaAs过渡层,可显著降低As在InP中反常扩散,获得陡峭的InGaAs/InP界面,从而提高InGaAs材料电学和光学性能.     

InGaAs/InP体材料和量子阱、超晶格材料的低压MOCVD生长及材料特性的测试分析

研究了InP、InGaAs体材料薄膜和InGaAs/InP量子阱和超晶格的低压MOCVD生长。InP外延层背景电子浓度为(1-5)×10~(13)/cm~3,低温电子迁移率为45240cm~2/V·s。InGaAs/InP异质结应变层匹配度可以控制在±(1-3)×10~(-3),匹配的InGaAs层的背景电子浓度为(2-5)×10~(13)/cm~3,室温及低温电子迁移率为8660和65150cm~2/v·s。InGaAs/InP量子阱的标定阱宽从114A减少到6.4A时低温光致发光峰能量上移量从59meV增加到362.5meV,线宽从12.4meV增加到57meV。InGaAs/InP超晶格的X射线衍射曲线显示了高至3级的卫星峰结构。观察到从AsH_3切换到PH_3时由于As的优先掺入特性引起的InP中As的掺入,其组份达到0.09。证实了它是线宽加大、荧光峰上移降低的一个因素。     

电学性能不反常的本征GaAs基InSb异质外延研究

采用三步工艺进行了GaAs基InSb的异质外延生长并结合实验数据和文献资料研究了生长温度和速率、InSb层的厚度、低温缓冲层质量和双In源工艺对材料Hall电学性能等的影响。发现温度和生长速率对室温载流子迁移率和本征载流子浓度影响不太大;晶体XRD FWHM随膜厚的增加而逐渐地减小;低温缓冲层的界面质量和厚度对表面形貌具有一定的影响,低温缓冲层的界面厚度不应小于30 nm,ALE低温缓冲层的方法可以降低局部表面粗糙度;实验发现在优化的工艺参数基础上采用双In源生长工艺可以生长出电学性能不发生反常的理想本征InSb异质外延薄膜材料。获得2μm厚GaAs基InSb层在300 K和77 K的Hall迁移率分别为3.6546×104 cm^2 V^-1 s^-1和7.9453×104 cm^2 V^-1 s^-1,本征载流子迁移率和电子浓度随温度的变化符合理论公式的预期。     

一种InGaAs/InP复合沟道高电子迁移率晶体管模拟的新方法

采用一种新方法对InGaAs/InP复合沟道高电子迁移率晶体管进行了模拟.该方法通过流体力学模型和密度梯度模型的联合求解,得到了沟道内的电子密度分布.与一些传统方法相比,该方法收敛性更好,速度更快,且同样适用于其他类型高电子迁移率晶体管器件的模拟.利用仿真对InGaAs/InP复合沟道高电子迁移率晶体管进行了深入研究.     

一种InGaAs/InP复合沟道高电子迁移率晶体管模拟的新方法

采用一种新方法对InGaAs/InP复合沟道高电子迁移率晶体管进行了模拟.该方法通过流体力学模型和密度梯度模型的联合求解,得到了沟道内的电子密度分布.与一些传统方法相比,该方法收敛性更好,速度更快,且同样适用于其他类型高电子迁移率晶体管器件的模拟.利用仿真对InGaAs/InP复合沟道高电子迁移率晶体管进行了深入研究.     

MBE生长高2-DEG面密度InP基PHEMT外延材料

利用MBE技术生长了InP基InAlAs/InGaAs PHEMT结构,使用原子力显微镜(AFM)、霍耳测试系统研究了影响二维电子气(2-DEG)面密度和电子迁移率的因素,着重分析了隔离层厚度、沟道层In组分的影响.在保持较高迁移率的基础上,生长出了高μn×ns的InP PHEMT外延材料.     

微波反射光电导衰减法测量InGaAs 吸收层的均匀性

外延材料的均匀性对制备大型线列和二维面阵焦平面阵列(FPA)探测器非常重要.用微波反射光电导衰减法(μ-PCD)分别在300 K和85 K温度下测量了用分子束外延技术生长的p-InP/n-InGaAs/n-InP双异质结中掺杂InGaAs吸收层的载流子寿命分布图,并详细论述了这种测试技术的理论基础.在300 K和85 K时,平均寿命分别为168.2 ns和149.4 ns,结果与ZnS/n-InGaAs/n-InP的基本一致.寿命变温曲线表明,中等掺杂InGaAs载流子寿命在低温下变化较小.μ-PCD法可以非接触无损伤快速测量p-InP/n-InGaAs/n-InP双异质结中InGaAs的寿命图,对于表征InGaAs吸收层的均匀性有潜在的应用,这对研制均匀性良好的InGaAs焦平面探测器非常重要.     

高纯InGaAs.InP 和 InGaAs/InP多层结构的气相外延生长

一、引言与 InP(In_(0.53)Ga_(0.47)As)晶格相匹配的 InGaAs,在光子、电子和集成光电子学的应用方面受到了普遍的注意。载流子浓度低于10~(15)cm~(-3)的高纯 InGaAs 因与低载流子浓度有关的较低的器件电容,使其成为PIN 光探测器的特殊需要。与高纯 GaAs 有关的高电子迁移率对微波器件,如 FETs 和     

掺杂InGaAs／InAlAs单量子阱中电子对称态和反对称态磁输运研究

利用变温Hall测量研究了重掺杂InGaAs／InAlAs单量子阱中二维电子气，发现在量子阱中由于存在电子对称态和反对称态导致纵向电阻出现拍频现象。通过分析拍频节点位置，得到电子对称态和反对称态之间的能级间距为4meV。此外，通过迁移率谱方法和多载流子拟合过程研究了不同迁移率电子的浓度和迁移率随温度的变化关系。     

载流子平衡的低压高效有机发光器件

分别在ITO与NPB间加入高迁移率的m-MTDATA:x%4F-TCNQ来增强器件的空穴注入,在阴极和发光层之间加入高迁移率的Bphen:Liq层增强器件的电子注入,制备了结构为ITO/m-MTDATA:x%4F-TCNQ/NPB/Alq_3/Bphen:Liq/LiF/Al的有机发光器件.研究了传输层的单载流子器件行为,同时,由于注入的电子和空穴数量偏离平衡,器件的整体效率也会受到影响,在实验中通过调节4F-TCNQ的质量百分比,来调控空穴的注入和传输,使载流子达到了较好的平衡.器件的最大电流效率和流明效率分别达到了6.1 cd/A和5.2 lm/W.     

电子迁移率达5 ×10~6cm~2/vs的GaAs结构

高电子迁移率材料对于基础研究和应用都有着很重要的意义。调制掺杂结构材料把离化了的杂质和电子运动的区域相互分开,使电子迁移率有了很大提高。而在低载流子密度下的高迁移率对二维有序状态的研究就更显得重要。但是,随着载流子面密度的降底,杂质散射迅速增大,因此,实现低密度     

用于高性能MESFET的高迁移率In_(0.53)Ga_(0.47)As

用液相外延法生长了高纯 In_(0·53)Ga_(0·47)As 外延层,其室温电子迁移率高至13,800cm~2/v·s,相应的净电子浓度在10~(15)cm~(-3)的低端。至今所测得的最高78°K 迁移率约70,000cm~2/v·s,其净电子浓度为3.4×10~(14)cm~(-3)。这样高的迁移率能显著改善常断型 FET 的性能。推导出 In_(0·53)Ga_(0·47)As 的肖特基势垒高度约0.28ev,这就使栅极漏泄较大。提出一种新结构,它能减小栅极漏泄,并且,即使正栅偏压很小时,也能把电子限制到 In_(0·53)As 沟道内。这种结构是在 InGaAs 沟道与金属栅之间用了一层 n~--InP 外延层。     

InGaAs/GaAs HFET研制取得初步结果

<正>众所周知,GaAs MESFET器件的微波特性主要由沟道中的电子饱和速度和栅长决定。由于InGaAs的电子饱和速度比GaAs的大,用InGaAs替代GaAs作沟道就可以改善器件的微波性能。为此进行了InGaAs/GaAs HFET的研究。HFET的结构与n~+-AlGaAs/InGaAs/GaAs HEMT(PM-HEMT)结构比较有下述几个特点:①由于不含Al组分,就不存在所谓DX中心深能级的问题;②提供载流子的n-GaAs层的掺杂浓度比n~+-AlGaAs层的低,故器件的击穿电压高,这很适合制作功率器件;③器件工艺与通常的GaAs MESFET相同,器件的可靠性问题容易解决。     

基于溶液法的金属诱导碟型晶畴多晶硅薄膜和薄膜晶体管的研究

以非晶硅为晶化前驱物,采用镍盐溶液浸沾的方法可以得到超大尺寸碟型晶畴结构的低温多晶硅薄膜.所得多晶硅薄膜的平均晶畴尺寸大约为50 μm,空穴的最高霍尔迁移率为30.8 cm~2/V·s,电子的最高霍尔迁移率为45.6 cm~2/V·s.用这种多晶硅薄膜为有源层,所得多晶硅TFT的场效应迁移率典型值为70～80 cm~2 /V·s,亚阈值斜摆幅为1.5 V/decade,开关电流比为1.01×10~7,开启电压为-8.3 V.另外,P型的TFT在高栅偏压和热载流子偏压下具有良好的器件稳定性.     

GaAs PHEMT材料中2DEG浓度的控制与测试研究

设计并使用分子束外延(MBE)方法制备了不同帽层厚度、不同掺杂浓度的双平面掺杂GaAs PHEMT外延材料,采用不同工艺手段控制InGaAs沟道异质结界面的平滑程度。采用非接触霍尔方法对样品二维电子气(2DEG)浓度及迁移率进行测试,并用范得堡法对实验结果加以验证。结果表明,平整异质结界面生长技术能有效控制高迁移率2DEG浓度分布;与范德堡法相比,非接触霍尔方法无破坏性、测试结果可靠,该结果可以用来分析多层结构的PHEMT外延材料中InGaAs沟道界面的生长情况。     

高应力氮化硅：应用与展望

随着集成电路特征线宽缩小到90nm以下,通过栅极厚度、栅极介电常数及结深提高器件性能已经不能满足工艺的要求,即使栅极厚度控制在5个原子层,而结深也只有10nm。顺应开关速度的要求,高应力氮化硅技术已经被广泛的研究。伴随氮化硅在栅极机构上施加的高应力,MOS器件的载流子迁移率可以得到很大的提高,其他器件性能也得到了不同程度的改善。具体而言,PMOS结构上的压应力能够提高空穴的迁移率,而NMOS结构上的张应力能够提高电子的迁移率。同时,高应力氮化硅作为金属前绝缘层（PMD）蚀刻停止层（ESL）也起着很重要的作用。     

As~+、Si~+双注入GaAs瞬态退火的行为

研究了不同能量、剂量As~+、Si~+双注入于SI GaAs中,As~+注入对注Ss~+有源层的影响.首次给出了双注入样品瞬态退火后有源层的激活率和载流子迁移率,退火前后材料的沟道谱.实验表明,As~+、Si~+双注入样品比Si~+单注入样品在较低退火温度下就能激活Si~+,在适当高温下能得到性能良好的有源层.     

应变层InGaAs/AlGaAs调制掺杂场效应晶体管

应变层InCaAs/AlGaAs调制掺杂场效应晶体管是利用在InGaAs,AlGaAs界面处存左高电子迁移率的二维电子气的原理制成的新式场效应器件。本文论述了调制掺杂扬效应晶体管的工作原理和基本结构,对比了AlGaAs/CaAs、InGaAs/GaAs和InGaAs/AlGaAs三种结构的调制掺杂场效应管的优劣,指出后者的电流增益截止频率已达到100GHz,器件的设计功率增益频率范围高达400GHz。     

高速高饱和InGaAs/InP单行载流子光电二极管

InGaAs/InP单行载流子光电二极管(UTC-PD)是近年来研发的一种新型光电器件.UTC-PD是一种由p型中性光吸收层和n型宽带隙集结层构成,并且只用电子作为有源载流子的光电二极管.详细地介绍了UTC-PD的工作原理、结构设计、制作工艺及典型应用.     

0.25μm GaAs基MHEMT器件

采用普通接触曝光研制成栅长为0.25μm的GaAs基InAlAs/InGaAs变组分高电子迁移率晶体管(MHEMT),测得其跨导为522mS/mm,沟道电流密度达490mA/mm,截止频率为75GHz,比同样工艺条件下GaAs基InGaP/InGaAs PHEMT的性能有很大的提高.对该器件工艺及结果进行了分析,提取了器件的交流小信号等效电路模型参数,并提出了进一步得到高稳定性、高性能器件的方法.