Na_2KSb光电阴极与GaAs光电阴极比较研究

测量了三代像增强器和超二代像增强器的阴极光谱反射率,结果表明在500～800 nm波长范围内,GaAs阴极的平均光谱反射率仅为6.5%,而Na2KSb阴极的平均光谱反射率却高达22%。采用减反技术之后,Na2KSb阴极的平均光谱反射率降为10%,与GaAs阴极相比还有一定的差距,因此还有进一步改进和提高的空间。测量了三代像增强器和超二代像增强器光电阴极的荧光谱,结果表明在785 nm波长激光的激发条件下,GaAs阴极的荧光谱峰值波长与Na2KSb阴极的荧光谱峰值波长基本相同,但荧光谱半峰宽和峰值强度却区别很大。说明GaAs阴极和Na2KSb阴极在吸收785nm波长光子后,所激发的电子跃迁的能级基本相同,但跃迁电子的数量区别却很大。GaAs阴极荧光谱的半峰宽较窄,说明GaAs阴极的晶格较Na2KSb阴极的晶格更完整。当Na2KSb阴极的膜层厚度从180 nm变为195 nm之后,由于跃迁电子距真空界面的距离增大,因此导致短波的量子效率减小。尽管膜层厚度加厚,长波光子的吸收更充分,但因受到电子扩散长度的限制,长波量子效率仅仅略有增加。这说明Na2KSb阴极的电子扩散长度远远小于GaAs阴极的电子扩散长度。GaAs阴极表面吸附Cs-O层之后,表面电子亲和势会降低,而多碱阴极表面吸附Cs-Sb层之后,不仅表面电子亲和势会降低,而且跃迁电子的能级会提高,跃迁电子的数量也会增加,这说明多碱阴极在进行表面Cs激活之后,阴极膜层内部的能带结构发生了变化。所以要提高多碱阴极的灵敏度,除了要控制好表面的Cs激活工艺之外,还需要控制好Na2KSb基础层的结构。只有一个结构良好的Na2KSb基础层,在Cs激活之后,能带结构的变化才会有利于跃迁电子能级的提高。     

低能Ar^＋轰击对GaAs,AlxGa1—xAs表面成分的影响

低能离子溅射半导体表面会引起表面结构和成分的变化,导致器件电学性能变差。本文用俄歇电子谱研究了轰击离子能量和束流密度对GaAs、Al_xGa_(1-x)As表面成分的影响。实验分析表明,离子轰击导致GaAs表面As元素严重贫乏和Al_xGa_(1-x)As表面Al元素强烈偏析和Ga元素的轻微减小。我他对离子轰击后GaAs Al_xGa_(1-x)As的表面成分分析结果与文献值不同。实验结果同时说明,GaAs与Al_xGa_(1-x)As中离子溅射行为有较大的差别,我们对此进行了初步讨论,并将实验结果与理论模型进行了比较,发现实验与理论之间不能很好一致。     

硫钝化对Fe/GaAs(100)界面电子结构和磁性质的影响

利用同步辐射和铁磁共振研究了使用CH3CSNH2硫钝化的GaAs(100)表面铁超薄膜的电子结构和磁性.实验结果表明,硫钝化能阻止As向铁薄膜层的扩散,减弱As和Fe的相互作用并增强了在GaAs(100)表面生长的铁超薄膜的磁性.     

复盖氧化膜的半绝缘 GaAs 表面处导电层的形成

当用烷氧基硅酸盐和磷酸盐在本征 GaAs 的表面上生长一层 SiO_2或磷硅玻璃(PSG)时,掺 Cr 的本征 GaAs 表面附近形成一薄的导电层。导电层的厚度随热处理的时间和温度的增加而增厚,此导电层为 n 型,其电子浓度和迁移率分别为1～2×10~(17)厘米~(-3)和2500厘米~2/伏·秒。归纳起来,导电层形成的原因是本征 GaAs 中补偿不希望的施主的 Cr 浓度,因它向氧化膜中扩散而浓度减小。用从石英溅射生成的SiO_2或 Si_3N_4复盖本征 GaAs 就可以避免形成这样的导电层,Cr 在本征 GaAs 中扩散系数的激活能为3.6电子伏。     

有限温度下GaAs极性膜内极化子的有效质量

本文同时考虑了电子与LO声子及电子与表面光学(SO)声子两种相互作用,采用Lee-Low-Pines变分法,导出了极性膜内极化子有效质量随温度变化的关系式,并以GaAs晶体为例进行了数值计算和讨论.     

GaAs表面处理及其椭圆偏振仪、俄歇电子能谱与X-光电子谱的特性测定

用椭圆偏振仪、俄歇电子能谱仪(AES)和X-光电子谱仪(XPS)等对经pH=7±0.05的H_2O_2-NH_40H溶液化学腐蚀或用NH_4OH:H_20=1:10和HCl:H_2O=1:1进行清洗后的GaAs表面残余氧化层厚度、折射率、纵向组分分布和Ga(3d)与As(3d)结合能变化等进行测定.三者实验结果对应很好.化学腐蚀后的GaAs表面有一层氧化物层,然后是氧化物与GaAs混合的过渡层,直至GaAs衬底.从NH_4OH:H_2O=1:10清洗后GaAs表面残余氧化层厚度,表面C吸附量和Ga/As的波动看,它均比用HCl:H_2O=1:1清洗为优,故用它作为GaAs在化学腐蚀后的清洗是可取的.     

用PECVD法制备SiO_2进行Zn在GaAs中掩蔽扩散研究

本文报导丁GaAs表面上淀积液态源PECVD-SiO_2膜掩蔽Zn扩散的规律,估算了Zn在SiO_2膜和GaAs中扩散系数的比值为(1.04～1.85)×10~(-3),在700℃下Zn在GaAs中的横向扩散为结深的3～7倍。这种方法制备的SiO_2膜已应用于GaAs电调变容二极管和LPE-Ga_(1-x)Al-xAs/GaAs DH激光器的研制。     

GaAs衬底上低温热分解生长扩散掩膜

一、引言GaAs器件和Si器件一样,也常常需要一种钝化膜来提高器件的可靠性,或是作为杂质选择扩散的掩膜。目前GaAs器件常用的介质膜有Si_3N_4膜、SiO_2膜、Al_2O_3膜和GaAs自身氧化膜(阳极氧化、等离子氧化等) 用正硅酸乙酯热分解生成SiO_2膜和PSG膜是硅平面工艺中常用的方法,这种方法工艺简单、安全、容易控制。但在GaAs衬底上如用Si器件的热分解工艺,当分解温度为700℃—800℃时,会使GaAs表面离解,造成缺陷,影响器件的电参数。为了防止GaAs衬底的分解,我们在尽可能低的温度下,预先在GaAs衬底上淀积一层薄膜,此膜可以     

离子注入的世界—在砷化镓场效应晶体管中的应用

在砷化镓场效应晶体管中的应用如图1所示,GaAs材料的电子迁移率高,在较低电场下具有高的漂移速度,此外与硅相比其禁带宽度宽,因此,GaAs作为微波用的材料(从可以做开关速度快的放大器件来看)是一种很有吸引力的半导体材料。把GaAs材料作成晶体管时,有几个有害的缺点。譬如,由于电子和空穴的迁移率相差很大,不宜作双极器件。在利用表面反型层作为沟道的MOSFET中,在SiO_2和GaAs的界面处会产生时间常数大的界面能级。因此,不能获得像从体内迁移率得来的那么高的增益。同时这个现象也就意味着在GaAs的表面钝化上SiO_2是不太有效的。     

GaAs(100)衬底上热壁外延生长的ZnSe薄膜光学声子散射光谱研究

本文给出n型GaAs(100)衬底上热壁外延生长的Znse薄膜室温喇曼散射分析.Znse纵光学(LO)声子喇曼峰的线宽测量表明作者已在GaAs(100)衬底上用封闭式热壁外延法长出了高质量ZnSe单晶膜.较差质量外延膜在背散射喇曼谱中出现的横光学(TO)声子峰被归之于外延膜生长过程中与孪生有关的微观取向错误的出现.首次在意到GaAs表面化学腐蚀处理使n型GaAs的LO声子-等离子激元耦合模喇曼强度有成倍提高,并证明这是因为化学腐蚀使GaAs表面氧化层厚度减小,增加了入射激光束在GaAs基质材料中的穿透深度.     

高频溅射SiO2膜掩蔽GaAs和AlGaAs／GaAs中Zn扩散的研究

本文报导了在GaAs、AlGaAs表面上用高频溅射法制备SiO_2膜的淀积规律,特别对用SiO_2膜掩蔽GaAs、AlGaAs/GaAs中的Zn扩散进行了实验研究,结果证明用高频溅射制备SiO_2膜可以有效地掩蔽GaAs,AlGaAs/GaAs中的Zn扩散。     

二维电子气简介

本文简要介绍了液氦表面、半导体表面空间电荷层和化合物半导体异质结界面的二维电子气.积累在选择掺杂GaAs/Al_xGa_(1-x)A_s异质结界面的二维电子气在低温下迁移率剧增.调制掺杂GaAs/Al_xGa_(1-x)A_s超晶格是一个适合于研究量子态和次带能级的系统.因而,异质结界面处二维电子气的研究,不仅可能为新的高速和微波器件的探索打开新的途径,而且还提供了研究量子效应的新领域.     

光刻过程中GaAs的表面沾污

研究了在光刻过程中抗蚀剂膜溶剂“J-100”对 GaAs 的表面沾污。曾发现表面附近电子浓度下降是由于在 J-100中浸泡之后的热处理而引起的。沾污的深度有时达到100微米左右。虽然一些有机溶剂引起的沾污程度比 J-100要小,但是也会产生沾污。在热处理之前,对 GaAs 沾污表面稍加腐蚀或是将沾污的样品浸泡在稀 KCN 溶液中,都能够除掉这种沾污。而且,温度和时间与沾污深度的关系和浸泡在稀 CuSO_4溶液中的样品情况相同。故得出结论,沾污是由这些溶剂中所含的 Cu 原子引起的。     

关于Ge/GaAs(110)界面的费米能级钉扎

采用饱和的平板模型及半经验的紧束缚方法计算了吸附Ge原子的GaAs(110)表面在不同覆盖度情况下的电子态密度.结合以前对Ge/GaAs(110)界面系统电子态的理论与实验研究工作,提出Ge/GaAs(110)界面的费米能级钉扎位置主要决定于GaAs表面层与Ge吸附层之间的电子电荷转移.     

化合物半导体

Z99-51304-24 9914827MOCVD 法生长 AtGaAs 的组分控制研究[会]/公延宁//第六届全国固体薄膜学术会议论文集.—24～26(D)Z99-51304-155 9914828砷化镓抛光晶片表面吸附问题的分析[会]/郑红军//第六届全国固体薄膜学术会议论文集.—165～168(D)采用 ASS(俄歇电子能谱)测试方法,分析了经过不同方法后步清洗工艺处理的 GaAs 抛光晶片表面态,结果表明,抛光晶片表面吸附物主要是与晶片表面悬挂键相结合的残留反应生成物、残余抛光液-氧,而化学吸附-氧是影响 GaAs 抛光晶片清洗、封装工艺技术发展的关键问题之一。     

InSb／GaAs界面的高分辨电镜研究

InSb因具有高的迁移率,长的电子平均自由程及窄的带隙而受到重视。如能在与它有大错配度的GaAs衬底上外延生长出缺陷少的高质量薄膜,可望在光电器件上得到应用。在GaAs(001)面上长出同取向的InSb,其错配度高达14.6%,只能进行半共格生长。分子束外延法已能成功地制备出高质量的InSb膜,其中缺陷随膜厚增加而明显减少。图1a是半导体所用分子束外延法在GaAs衬底上长出的InSb膜沿〈110〉取向的复合电子衍射图。一对斑     

GaAs(100)面硫钝化的HREELS与XPS研究

用高分辨电子能量损失谱(HREELS)结合XPS研究了硫钝化的GaAs(100)面.HREELS的结果与XPS一致,证明钝化后GaAs(100)面的自然氧化物被完全除去,样品表面形成了一层主要由As-S键构成的钝化层.钝化样品表面的沾污主要是H_2O与碳氢化合物.在钝化前增加样品在浓HC1中浸泡的处理,能使沾污物在真空退火后被彻底除去.     

采用新材料的0.2μm MESFET

<正> 据日本电视杂志1988年第10期报道,日本NTT公司研制成功采用含有氮的钨硅合金新材料作为栅电极的GaAs MESFET,这种MESFET在电流激励能力、工作速度方面超过以往的GaAs FET。 GaAs材料,由于在离子注入后的活性热处理时砷蒸发,衬底表面质量变差,因此必须制作表面保护膜。这种保护膜以前采用氮化钨、钨硅等材料,在热处理时产生结晶而成为晶粒界面限制了微细加工技术。该公司所开发的钨硅氮膜,与以前的保护膜材料不同,在800℃以上的高温下处理,不会产生结晶而保持非晶状态。由此,若能控制导电沟道表面载流子(电子)浓度,就能进行在0.25μm以下的微细加工,器件的高速化是可能的。采用在氮气气氛中的反应溅射形成膜。     

砷化镓上等离子体阳极氧化膜的红外吸收光谱

GaAs的等离子体氧化国外已有报道,其表面态密度约为10~(11)/cm~2·eV量级,击穿场强大于10~6V/cm。可用于MOSFET器件、半导体激光器和发光二极管的钝化膜,选择性(锌)扩散的掩蔽膜。GaAs上等离子体阳极氧化(OPA)膜的红外吸收光谱及其对GaAs的增透作用,尚未见报道。我们制备成功的GaAs-OPA膜的主要工艺条件为:高频振荡器的直流功率约1.5kW,     

GaAs表面旋转超声雾化清洗新技术

研究了一种新型湿法化学清洗半导体GaAs表面的方法。通过简单设计清洗工艺能使GaAs表面产生最低的损伤。GaAs表面清洗必须满足三个条件：(1)清除热力学不稳定因素和表面粘附的杂质,(2) 除去GaAs表面氧化层,(3)提供一个光滑平整的GaAs表面。本文采用旋转超声雾化方式用有机溶剂除去GaAs表面的杂质,再用NH4OH:H2O2:H2O= 1:1:10和HCl:H2O2:H2O=1:1:20顺次腐蚀非常薄的GaAs层,去除表面的金属污染,并在GaAs表面形成一个非常薄的氧化层表面,最后用NH4OH:H2O= 1:5溶液来清除GaAs表面氧化层。测试GaAs表面的特性,分别用X射线光电光谱仪、X射线全反射荧光光谱仪和原子力显微镜测试了GaAs表面氧化的组分、GaAs表面金属污染和GaAs表面形貌,测试结果表明通过旋转超声雾化技术清洗可提供表面无杂质污染、金属污染和表面非常光滑的GaAs衬底,以供外延生长。