高效率Cd_xHg_(1-x)Te光电二极管的能级图

本文提出了在禁带宽度有梯度的Cd_xHg_(1-x)Te外延层中形成的p-n结的能级示意图。图解说明了光伏效应的窄光谱响应峰值以及高量子效率。     

控制汞蒸汽压的HgCdTe等温生长

HgCdTe等温外延生长是获得具有完整的表面形态、高的径向组分均匀性和好的电学特性的大面积HgCdTe外延层的一种较简单的方法。最近,用这种方法制备了高电子迁移率和n型导电的外延层,该层是“原生”态晶体,而不是采用通常要求的过汞压中再经过生长退火的晶体中获得。在本文中,我们报道控制汞压的等温生长,汞压由一个纯汞源提供,用这种方法所获得的HgCdTe外延层具有精确控制的组     

改进碲镉汞液相外延方法原位生长正组分梯度薄膜材料

研究了液相外延生长条件对碲镉汞薄膜材料组分梯度的影响,建立了指导液相外延生长的理论模型。通过改变水平推舟液相外延工艺的汞损失速率,生长出具有正组分梯度的碲镉汞薄膜材料。针对这种特定条件下生长的碲镉汞外延薄膜,通过腐蚀减薄光谱测试与二次离子质谱测试证实了材料具有正组分梯度结构。与传统方法生长的具有负组分梯度的碲镉汞薄膜相比,这种薄膜材料具有相近的表面形貌与红外透射光谱曲线;且具有较高的晶体质量,其X射线衍射双晶摇摆曲线半峰宽达到28.8 arcsec。     

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。     

AlGaSb三元化合物的液相外延生长及其参数测量

在 GaSb 衬底上用过冷却技术在550℃的饱和温度下生长了晶格匹配的AlGaSb 外延层。用金相显微镜测量了外延层的厚度并观察了形貌。用 X 射线双晶衍射和低温光致发光技术分别测量了材料的晶格常数和禁带宽度,并因此确定了外延层的组分。     

4H-SiC MESFET结构外延生长技术

利用热壁式CVD技术生长4H-SiC MESFET结构外延材料,TMA和氮气分别用作p型和n型掺杂源.外延层厚度使用SEM进行表征,SIMS及汞探针C-V用作外延层掺杂浓度测试.通过优化生长参数,成功生长出高质量的MESFET结构外延材料并获得陡峭的过渡掺杂曲线,并给出了部分器件测试结果.     

4H-SiC MESFET结构外延生长技术

利用热壁式CVD技术生长4H-SiC MESFET结构外延材料,TMA和氮气分别用作p型和n型掺杂源.外延层厚度使用SEM进行表征,SIMS及汞探针C-V用作外延层掺杂浓度测试.通过优化生长参数,成功生长出高质量的MESFET结构外延材料并获得陡峭的过渡掺杂曲线,并给出了部分器件测试结果.     

碲镉汞p-on-n长波异质结探测器材料的制备研究

报道了碲镉汞p+-on-n长波双层异质结材料和异质结台面器件的研究结果,重点研究了p+-on-n型双层异质结材料制备技术。通过水平滑舟富碲液相外延生长的方法在碲锌镉衬底上原位生长In掺杂碲镉汞n型吸收层材料,然后再采用富汞垂直液相外延技术制备p型As原位掺杂的碲镉汞cap层材料,从而获得p+-on-n型双层异质结材料,并通过湿法腐蚀、台面刻蚀以及钝化等工艺得到碲镉汞 p+-on-n长波异质结台面型器件。p+-on-n异质结器件结构可以有效克服少子寿命偏低等问题,在长波及甚长波波段具有更低的暗电流和更高的R0A值,这对于解决目前长波碲镉汞红外探测器暗电流大、结阻抗低的问题,提高长波及甚长波波段碲镉汞红外焦平面器件的性能具有重要的意义。     

具有组分梯度的碲镉汞外延层的电导率和霍尔系数

以单晶碲化镉为基体在等温条件下在密封的结构内利用气相输运方法生长碲镉汞外延膜。用该法制备出来的外延层在汞蒸汽压下退火。用逐层腐蚀掉表面层的方法在77K到450K温度范围内测得了电导率和霍尔系数。借助于适当的工艺得到了n-型或p-型膜,其迁移率达10~5厘米~2/伏·秒。     

具有组分梯度的Ga_(1-x)In_xAs/GaAs材料的测定和分析

用x射线衍射技术和x射线形貌技术,测定了具有组分梯度层的气相外延生长的Ga_(1-x)In_xAs/GaAs结构的组分、组分梯度、晶格失配、晶格失配应力和外延层的晶面倾斜角,以及曲率半径和外延层中的平均应力。观察了外延层中的位错,特别是失配位错的运动情况。发现外延层晶格不但发生较大的形变,而且外延层晶格相对于衬底晶格产生较大的错向(晶面倾斜),组分梯度或晶格失配变化率对外延层的缺陷将产生较大影响,若选用适当组分梯度的过渡层,可将位错扫出外延层,并使最后的固定组分层呈低位错区。     

外延生长ZnSe/GaAs中剩余应力对激子发光线劈裂的影响

宽禁带Ⅱ—Ⅵ族化合物,例如 ZnSe 和ZnS 是用于发蓝光的光电子学器件的有前景的材料,但却很难实现对 p—型电导的控制,这主要是生长在不同衬底材料上的外延层内的晶格失配导致的晶格缺陷所致。本文报导的是 GaAs 衬底上生长的 ZnSe外延层中剩余应力的实验结果,其中也考虑     

低暗电流高温工作碲镉汞红外探测器制备技术

报道了与传统的n-on-p结构相比具有更低暗电流的p+-on-n型碲镉汞红外探测器的研究进展。通过水平滑舟富碲液相外延生长的方法在碲锌镉衬底上原位生长In掺杂碲镉汞n型吸收层材料,然后再分别采用As离子注入技术和富汞垂直液相外延技生长技术实现了P型As外掺杂的p+-on-n型平面型和双层异质结台面型两种结构的芯片制备。碲镉汞探测器的主要缺点是需要低温制冷,期望碲镉汞探测器在不降低性能的前提下具有更高的工作温度(High Operating Temperature,HOT),成为红外探测器技术发展的主要方向。本文对基于标准的n-on-p(Hg空位)掺杂工艺及新研制的p-on-n型As离子注入及异质结制备技术的探测器进行了高温性能测试,测试结果表明采用p-on-n型的碲镉汞探测器能够实现更高的工作温度。     

用液相外延法生长3～7μm波段InAs/InAs1-ySby及其光学和电学性质

用液相外延(LPE)法在InAs衬底上生长了3～7μm波段的InAs1-ySby外延层,研究了外延多层的组份与禁带宽度和晶格常数的关系。用光学显微镜、傅立叶变换红外(FTIR)透射、光荧光(PL)谱测试以及偏振光椭圆仪研究了外延材料的光学特性。电学性质是将计算值与实测有效霍尔(Hall)参数的厚度关系拟合得到的。结果表明,本文生长的材料在中红外光伏型探测器上具有良好的应用前景。     

p型4H-SiC同质外延有效层厚度

通过化学气相沉积法,采用不同生长工艺在4°偏角4H-SiC衬底上制备p型4H-SiC同质外延片。提出了p型4H-SiC同质外延中有效层厚度的概念,研究发现导致外延有效层厚度减少的直接原因是自掺杂效应的存在。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、汞探针电容电压(Hg-CV)和表面缺陷测试仪对p型4H-SiC同质外延片进行表征,讨论了不同工艺对外延有效层厚度的影响。结果表明,采用隔离法和阻挡层法均能提高外延有效层厚度,且掺杂浓度随距表面深度变化斜率值由1.323减小到0.073。然而,阻挡层法斜率值能进一步优化至0.050,是由于有效抑制了外延中固相和气相自掺杂。对比于优化前工艺,采用阻挡层法制备的p型4H-SiC同质外延片厚度不均匀性和表面总缺陷数量处于同一水平,掺杂浓度不均匀性由2.95%改善到2.67%。综上,采用阻挡层法能够制备出高有效层厚度、高一致性和高质量的p型4H-SiC同质外延片。     

碲镉汞富汞热处理技术的研究

利用自行研制的垂直开管富汞热处理设备,研究了碲镉汞（HgCdTe）富汞热处理技术。经富汞条件下3000C热处理和后续的常规N型热处理,As掺杂的Hg1-xCd,Te分子束外延材料中的As原子已被激活成P型受主,As原子激活率同石英管封管热处理试验的结果基本一致。对包括3in Si基衬底在内的材料退火前后表面形貌进行的比较显示,样品表面形貌可得到很好的保护。研究结果表明,碲镉汞开管富汞热处理技术可用于第三代碲镉汞红外焦平面技术所需大面积多层掺杂异质外延材料的制备。     

CdxHg1-xTe外延层的受激辐射

用文献中描述的液相外延法研究了在CdTe衬底上由化学计量熔体制备的CdxHg1-xTe合金的光致发光。大家知道,用这种方法获得的CdxHg1-xTe样品，其衬底至表面层方向具有汞含量梯度。外延层的典型厚 度为~30微米，表面是由[111]晶面构成。样品表面生长成分为x=0.5。所研究的外延层具有电子型导电性，电子迁移率为μ\~10³厘米2伏特·秒时，电子浓度为n\~10¹³厘米-3。光致发光的激发和记录都是从外延层这一边实现的。方法的其它细节在文献[2]中作了介绍。     

液相外延HgCdTe的研究

本文对液相外延生长HgCdTe及其汞压控制进行了研究。在理论上对开管滑动系统中汞损失的影响作了分析和计算,提出了准平衡汞压的方法。在实验中设计制作了独特的汞回流装置,实现了对汞压的控制。通过生长工艺的条件实验,得到了各工艺参数影响外延片性能的关系,制备出表面光亮,组分为x=0.2110.002,x=0.280.001的Hg1-xCdxTe外延片。在77K下n型(未退火)和P型外延片的迁移率分别为3.36105cm2/Vs和1.81103cm2/Vs,载流子浓度分别为1.091015cm-3和1.041016cm-3。     

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。     

碲镉汞外延层在4.2～300K温度范围内的电特性

本文介绍x值分别为20％,30％,43％的碲镉汞外延层的电特性。研究的温度范围从4.2～300K。这些样品是按着“密闭空间蒸气输运”技术生长的。它们具有一称作“台面”的均匀区域,其外延厚度远超过本来的淀积厚度。改变退火条件,如改变退火时间和汞压时,电特性就有所变化,R_H、ρ、μ_H的曲线随厚度变化。研究用的所有外延层都是n型。     

对n型Si外延片表面处理方法的研究

Si外延片是制造半导体器件和集成电路最常用的半导体材料。外延层电阻率是外延片最重要的参数之一,它直接影响器件的性能。简要分析了自动汞探针C-V测试仪测量电阻率前进行表面处理的原因,研究了不同的表面处理方法对电阻率测试结果的影响,发现对于外延层的电阻率ρ>1Ω.cm的n型Si外延片,采用紫外光(UV)表面处理是一种合适的表面处理方法,该方法应用于实际生产测试过程。