MOCVD法在GaAs衬底上生长CdTe的研究

本研究项目由电子部科技司下达。本工作是国内首次采用自行研制的MOCVD设备在GaAs和CdTe衬底上生长Ⅱ-Ⅵ族化合物——CdTe外延层。所采用的有机金属源——二甲基镉和二乙基碲及其包装鼓泡钢瓶,是化工部光明化工研究所首次研制成功的。     

用分子束外延法在CdTe上生长InSb膜

研究了用分子束外延在(001)取向CdTe衬底上异质外延生长InSb。用双晶x-射线衍射法和俄歇电子光谱法证明在225-275℃的生长温度下InSb单晶层几乎可以互相密合地生长在衬底上而没有界面反应。     

在GaAs衬底上MOCVD生长的CdTe光致发光

近年来,在 GaAs 衬底上 MOCVD 生长CdTe 和 Hg_xCd_(1-x)Tc 外延层已经得到广泛的研究。但 CdTe 作为衬底材料,缺陷密度大,尚须进一步的改善。在各种高质量的单晶衬底上,如 InSb 和 GaAs 上进行异质生长,提高了 CdTe 外延层的质量。尽管 GaAs 和 CdTe之间有很大的晶格失配,在 GaAs 衬底上能够生长高质量的 CdTe 外延层.X 射线衍射、反射高能电子束衍射、电容—电压法和 Hall     

用分子束外延在Si(100)衬底上生长CdTe和HgCdTe

用分子束外延在Si(100)衬底上生长出CdTc。可以得到两种取向:当CdTe直接沉积在Si(100)衬底上时,所得到的取向为(100)B CdTe;当首先生长ZnTe中间层时,所得到的取向为(100)CdTe。(111)B取向层由旋转90°的两个畴组成,仅具有一个畴的取向层能够在取向偏差8°的Si(100)上生长。为达此目地,还需要发现其最佳取向偏差。用反射高能电子衍射,光致发光光谱,扫描电子显微镜和x射线研究了这些取向层的特性。利用分子束外延技术,在(111)B CdTe层上还生长出Hg_(1-x)Cd_xTe;而前者被沉积在Si(100)衬底上。     

在兰宝石衬底上金属有机外延生长CdTe和HgCdTe薄膜

红外探测系统中的光敏元件需要HgCdTe外延膜。通常,HgCdTe生长于CdTe衬底上,这种衬底具有能与HgCdTe晶格紧密匹配且又能不受HgCdTe膜自动掺杂影响的诱人性能。但是,CdTe衬底昂贵、脆、不能得到大的面积且与平常得到的衬底如Si、GaAs、Al_2O_3(兰宝石)或InSb相比结晶质量较差。因此需要另选一种基片材料。兰宝石就是一种诱人的候选者,这是因为它的结晶质量高、成本低、有刚度且能得到大的面积。液相外延技术是外延生长HgCdTe用的最普通的技术。然而,由于生长的熔料不能湿润兰宝石衬底,从而防碍了在兰宝石衬底上液相外延生长。为在兰宝石衬底上生长薄膜,最近     

在含有InSb非晶过渡层的GaAs衬底上用分子束外延生长InSb薄膜

在（１００）取向半绝缘ＧａＡｓ衬底上，采用独特的含有ＩｎＳｂ非晶过渡层的两步分子束外延（ＭＢＥ）生长了异质外延ＩｎＳｂ薄膜。ＩｎＳｂ外延层表面为平滑镜面，外延层厚度约为６μｍ，导电类型为ｎ型，室温（３００Ｋ）和液氮（７７Ｋ）霍尔载流子浓度分别为ｎ＿（３００Ｋ）：２．０×１０￣（１６）ｃｍ￣（－３）和ｎ＿（７７Ｋ）：２．４×１０￣（１５）ｃｍ￣（－３）；电子迁移率分别为μ＿（３００Ｋ）：４１０００ｃｍ￣２Ｖ￣（－１）Ｓ＿（－１）和μ＿（７７Ｋ）：５１２００ｃｍ￣２Ｖ￣（－１）Ｓ￣（－１）。ＩｎＳｂ外延层双晶衍射半峰宽为１９８ａｒｃｓ，最好的ＩｎＳｂ外延层的半峰宽小于１５０ａｒｃｓ。采用ＩｎＳｂ非晶过渡层有效地降低了外延层中的位错密度，改善了ＩｎＳｂ外延层的质量。     

用CdTe衬底热壁外延生长CdTe

采用热壁外延的方法在CdTe体材料衬底上外延一层CdTe,获得质量优于衬底的外延膜。外延层用X射线衍射定向,方向与衬底同为(111)。比较外延层和体材料电反射谱,表明外延层的质量优于衬底。利用俄歇电子能谱分析了外延层表面到衬底的元素组份及杂质成分。     

用热壁外延技术在CdTe衬底上生长CdTe薄膜

利用热壁外延技术在CdTe衬底的(111)A面和B面生长了CdTe薄膜。源温度和衬底温度分别在670～800℃和600～760℃之间,生长速率为0.8～1.3μm/h。X射线衍射和荧光分析表明,CdTe外延层为[111]方向生长的高纯单晶薄膜,外延层表面组分和纵向组分均勺;回摆曲线峰半高宽的典型值为1.38′,表明外延层为高质量的CdTe单晶膜。     

在Si和Ge衬底上用分子束外延生长HgCdTe

在当前大规模红外焦平面器件的研制中,高性能器件的制备需要高质量、大面积、组分均匀的碲镉汞材料。衬底和外延材料的晶格失配导致了大量的位错增殖,严重影响红外焦平面器件的工作性能。本文对各种衬底进行了比较,并对Si基和Ge基上的外延碲镉汞材料的生长工艺及性能进行了调研和评价。     

用二异丙基碲化物低温生长CdTe和HgCdTe外延膜

红外探测系统中的灵敏元件要求高质量HgCdrTe薄膜。最近研究了用有机金属化学汽相淀积(MOCVD)法生长HgCdTe外延膜的能力。用这种方法,生长温度的下限就由常用的二乙基碲(DET)化合物的稳定性决定。本工作的主要目的是要通过采用不太稳定的有机碲化合物来降低HgCdTe的生长温度。在低温下生长HgCdTe有许多潜在优点。在低温下减少了扩散过程,从而得到了较明显     

用低压MOCVD法外延生长高纯GaAs

在比通常低压MOCVD更低的工作压力下重复得到了高纯度CaAs外延层。在17乇生长的外延层中得到了77K下10500cm~2/VS的高迁移率。低温PL,光谱呈现出了一个细的激子结构。在8乇生长条件下生长的外延层其导电性随着[AsH_3]/[TMG]比率的增加而由p型变为n型。PL光谱表明,碳是主要的受主,碳浓度和细激子结构强烈地取决于[AsH_3]/[TMG]的比率。     

在蓝宝石衬底上外延生长光导探测器用的HgCdTe

用等温汽相外延(ISOVPE)和液相外延(LPE)组合,在用金属有机物化学汽相淀积(MOCVD)的CdTe/蓝宝石衬底上生长HgCdTe。用ISOVPE把CdTe层转变为Hg_(0.8)Cd_(0.2)Te。ISOVPE和LPE过程连续在闭管内进行,应用转变工艺,降低CdTe和HgCdTe间的晶格失配、并减少CdTe衬底和外延层间互扩散产生的组分梯度。晶片在Hg气氛中退火后制做成光导探测器性能验证了晶片质量,结果可与在CdZnTe上外延生长HgCdTe制做的一般探测器性能相比。     

用MOCVD方法在GaAs衬底上低温生长ZnO薄膜

采用二乙基锌(DEZn)和水(H2O)作为生长源,利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)的方法,在100～400℃低温范围内,在GaAs(001)衬底上制备了ZnO薄膜.利用X射线衍射(XRD),室温PL,AFM,SEM研究了薄膜的晶体结构特性、发光特性及表面形貌特性.XRD分析表明ZnO薄膜具有很强的c轴取向,(002)峰的FWHM平均值为0.3°.当生长温度达到400℃时从SEM测量结果可以观察到薄膜表面呈六角状结晶.随着生长温度的升高,薄膜的晶粒尺寸变大,结晶质量得到提高但同时表面变粗糙.室温PL测量显示薄膜在370nm附近有强的近带边发射,没有观测到深能级发射峰.     

用MOCVD在InP衬底上生长的高性能GaAs MESFET

<正> 长波长光电集成电路(OEIC)的优点是成本低,可靠性高,改进性能后能适用于高比特率光纤通信系统。过去已报导过用InP材料可做出速度高达5Gbit/s的单片发射机OEIC和2Gbit/s的接收机OEIC。但是其集成度比GaAs基的OEIC低多了。原因是与GaAs工艺相比,InP基OEIC的器件工艺还很不成熟。最近,大家对异质外延的研究越来越广泛,异质外延的优点是;只要能控制不匹配材料的应变,就给最佳材料的选择增加了自由度。不少文献已报导过用MBE可在InP衬底上制作GaAs MESFET,它适合于长波长OEIC,得到的g_m高达170mS/mm,f_T为11     

用MOCVD方法在GaAs衬底上低温生长ZnO薄膜

采用二乙基锌(DEZn)和水(H2O)作为生长源,利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)的方法,在100～400℃低温范围内,在GaAs(001)衬底上制备了ZnO薄膜.利用X射线衍射(XRD),室温PL,AFM,SEM研究了薄膜的晶体结构特性、发光特性及表面形貌特性.XRD分析表明ZnO薄膜具有很强的c轴取向,(002)峰的FWHM平均值为0.3°.当生长温度达到400℃时从SEM测量结果可以观察到薄膜表面呈六角状结晶.随着生长温度的升高,薄膜的晶粒尺寸变大,结晶质量得到提高但同时表面变粗糙.室温PL测量显示薄膜在370nm附近有强的近带边发射,没有观测到深能级发射峰.     

在Ge和GaAs衬底上气相生长ZnSe异质结外延膜

用气相外延方法在Ge和GaAs衬底上成功地生长出性能良好的异质外延薄膜,经降阻掺杂制成异质P—N〔(p)Ge—ZnSe(n)和(p)GaAs—Znse(n)〕结,克服Ⅱ—Ⅵ族化合物无法做成P—N结的“自补偿”效应,通过X射线分析、劳厄照相和I—V、C—V测试表明,ZnSe 外延薄膜质量较好,可做为重要的光学材料.     

MOCVD法生长HgCdTe/CdTe/GaAs多层异质材料工艺研究

用自已设计的MOCVD设备,国产的DMCd和DETe金属有机源,采用变通的多层互扩散工艺生长了HgCdTe/CdTe/GaAs外延片,获得良好的n型HgCdTe外延层。研究了生长速率与温度的关系;组份与DMCd/DETe之比的关系;x值与汞源温度的关系。生长CdTe和HgCdTe外延层的衬底温度分别约为:370℃和420℃。汞源温度约为280℃,汞压约0.02atm。DMCd/DETe随生长x值不同而不同。气流在2.6～3.7cm/s之间。