GaAs-Ga_(1-x)Al_xAs_(1-y)P_y异质结晶格匹配研究

本文报告GaAs-Ga_(1-x)Al_xAs双异质结激光器制造中,用两种液相外延方法把三元系Ga_(1-x)Al_xAs变成四元系Ga_(1-x)Al_xAs_(1-y)P_y.用X射线衍射仪测试结果表明:最佳的GaAS-Ga_(1-x)Al_xAs_(1-y)P_y异质结晶格失配可减至1×10~(-5),相应的失配应力为1.4×10~7达因/厘米~2.用扫描电子显微镜显示结界面很平整.此法大大改善了异质结的制造质量,可望获得高效率长寿命的双异质结激光器.     

晶格匹配的GaAs—Ga_(1-x)Al_xAs_(1-y)P_y异质结实验研究

本文报告了采用两种液相外延方法在制备GaAs—Ga_(1-x)Al_xAs异质结时向三元系材料掺入少量P,使Ga_(1-x)Al_xAs变成Ga_(1-x)Al_xAs_(1-y)P_y。用X射线双晶和单晶衍射法分别测量了一系列样品,得出最佳晶格失配降到1×10~(-5),相应的失配应力为1.4×10~7达因/(厘米)~2。用俄歇电子谱仪测量Ga_(1-x)Al_xAs_(1-y)P_y的组分X,Y值,导出了X值和Y值的计算公式,得出样品的实验结果。在同一系统大致相同的条件下作了掺P和不掺P的比较,证明掺入最佳P量能大大改善异质结的质量,可望制得高效率长寿命的双异质结激光器。     

Ga_(1-x)Al_xAs外延层的X射线双晶衍射

用X射线双晶衍射法测定了在GaAs衬底的(001),(110),(111)和(113)方向上生长的Ga_(1-x)Al_xAs外延层的应力状态。算进了立方晶胞化合物的各向异性的弹力以后,测定了松弛晶格常数以及外延层的组分。本文提出了Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs双异质结构的双晶旋转曲线。它们允许非破坏性地、独立地确定激光结构的两个Ga_(1-x)Al_xAs外延层的铝含量,并且     

Ga_(1-x)In_xSb/GaSb应变层超晶格的MOVPE生长

本文报道用常压金属有机物气相外延方法在 GaSb衬底上生长 Ga_(1-x)In_xSb/GaSb应变层超晶格材料.X射线双晶衍射谱和反射电子显微像表明超晶格结构的周期性,GalnSb阱的组分均匀性和异质结界面质量较好.观察到当In含量提高时起源于超晶格-衬底界面处的失配位错.低温光荧光测量显示出因量子尺寸效应导致的带间跃迁向高能方向的移动.     

In Ga As/Ga As超晶格的界面研究

In_xGa_(1-x)As/Ga As之间晶格失配度与X成线性关系,其最大值为7％。因而当外延层厚度大于临界厚度时在界面会产生微缺陷,这些缺陷对其材料性能有很大影响。因此对In x Ga_(1-x)As Ga As界面研究就显得很重要。本工作就GaAs衬底上MBE生长In_(0.2)Ga_(0.8)As/Ga As超晶格样品进行平面,断面的TEM研究。实验结果表明超晶格平整,均匀,只看到位错一种微缺陷。GaAs衬底内位错。表面机械损伤会在超晶格层内引入位错。在In Ga As Ga As界面上失配位错情况如图1所示。图1a为[110]方向衬象,可见界面上位错线及露头(箭头所示)倾转约30,在图1b中看到位错网络,箭头所示位错为1a中所示的露头。     

MBE生长的GaAs1—xSbx／GaAs系中缺陷的研究

GaAs_(1-x)Sb_x作为有前途的长波长光电材料已受到了广泛的重视。但是由于GaAs_(1-x)Sb_x在GaAs衬底上进行外延生长时存在过大的晶格失配度(约7.5％)而遇到了较大的困难。为了提高材料的质量,对于GaAs_(1-x)Sb_x/GaAs体系异质结界面失配位错的分析已成为了有兴趣的研究课题。本文对用分子束外延(MBE)生长的GaAs_(1-x)Sb_x/GaAs系材料的界面缺陷进行了横断面透射电子显微镜和高分辩电子显微镜的研究,目的在于了解界面的缺陷行为并探讨改进材料质量的途径。     

高Al值Ga_(1-x)Al_xAs的生长及实验研究

本文旨在研究高Al值Ga_(1-x)Al_xAs的生长。通过实验,基本弄清了生长全Al组份段(0相似文献   

用X射线衍射仪对液相外延Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs系统的组分和晶格失配应力的测量

用Y-2型X射线衍射仪,测定了在GaAs(100)衬底上,液相外延生长的Ga_(1-x)Al_xAs层的晶格失配形变,失配应力,晶面倾斜和组分X值。采用长的辐射波长和高密勒指数的晶面反射,以及尽可能简便的计算方法,达到了较好的分辨力和精确度。组分X值之绝对误差可达±0.01。可以满足GaAlAs/GaAs型发光二极管和激光器等生产工艺中测试分析要求。并对实验测量方法进行了简要评述。     

液相外延新方法

本文详细介绍了在半导体激光器制造中采用控制蒸汽压温差法进行液相外延的原理、工艺过程以及实验结果的检测分析。这是一种按化学计量组分与晶格常数补偿生长完美晶体和晶格匹配的异质结的方法。我们制得的GaAs—Ga_(1-x)Al_xAs_(1-y)Py异质结晶格匹配达1×10~(-5),激光谱宽达1.61 A。用此法生长单层外延片,已获得室温载流子浓度～10~(15)(厘米)~(-3),室温迁移率～8000(厘米)~2/伏特·秒的高纯GaAs单晶。用腐蚀坑密度为5000(厘米)~(-2)的掺硅GaAs作衬底,可生长出腐蚀坑只有500(厘米)~(-2)以下的GaAs近完美晶体。这种液相外延新方法,用于制做半导体激光器和发光二极管,可获得高量子效率长寿命工作的器件。     

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。     

GaAs—Ga_(1-x)Al_xAs液相外延异质结缺陷的高压透射电镜观察

砷化镓双异质结(DH)激光器由于近年来在光导纤维通讯中成功的应用而受到极大的重视,但在推广时仍有可靠性和成品率不高的问题。为了进一步研究GaAs—Ga_(1-x)Al~xAs DH激光器退化问题,我们采用1000KV透射高压电子显微镜观察了模拟DH激光器液相外延工艺的GaAs/Ga_(1-x)Al_xiAs单异质结样品。在GaAs基片掺Te(3×10~(18)/cm~3)在(100)面上外延生长不掺杂的Ga_(1-x)Al_xAs层,其Al含量X值为小于0.5,外延层厚为6.4μm,外延温度为860℃,降温速率为1℃/min,母液与外延片脱离后约20分钟降至室温。为了确保观察的电镜样品的机械强度,我们采用光刻法在GaAs衬底面上开出直径为800μm的园形窗口,用H_2SO_4∶H_2O_2∶H_2O=1∶8∶1     

MOCVD生长GaAs,Ga_(t-x)Al_xAs及其异质材料在HBT上的应用

本文研究了MOCVD生长GaAs,Ga_(1-x)Al_xAs的生长工艺及材料特性,生长出用于HBT的Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs多层异质结构材料。器件的最大电流放大系数为100,截止频率为2.4GHz。     

液相外延生长碲锡铅异质结构的位错腐蚀坑

用腐蚀法研究了液相外延生长的Pb_(1-x_Sn_xTe异质结构。在界面处和异质外延层中具有高腐蚀坑密度(≥1×10~7厘米~(-2)的晶格失配异质结构中出现了一致的图案。晶格失配越大,缺陷密度越高。小到～2×10~(-4)的失配就足以形成界面处的缺陷。低腐蚀坑密度衬底并未缓和界面和外延层的缺陷特性。与其他报导的结果相反,同质结构的整个外延层厚度,其位错腐蚀坑密度没有显著降低。已发现与相反异质结构Pb_(1-x)Sn_xTe/Pb_(1-y)Sn_yTe和Pb_(1-y)Sn_yTe/Pb_(1-x)Sn_xTe有关的一些差异。高生长温度(≥600℃)会使腐蚀坑密度降低和一些缺陷消失。据信,在高温下会发生加速成核、位错退火和体扩散。一些缺陷消失,其他一些在缓慢冷却下减少,但仍保留基本失配特点。     

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     

特低阈值电流密度(414安培/厘米~2)的GaAlAs双异质结激光器

本所GaAlAs双异质结激光组,今年以来采用近平衡态液相外延生长技术,制出了大批12×8毫米平方整面光亮的片子。这些片子是在GaAs(100)面衬底上生长四层:第一层是掺Te的n型Ga_(1-x)Al_xA_s限制层,约4微米厚,第二层是掺Si的P型Ga_(1-y)Al_yA_s有源     

Ⅲ—Ⅴ族化合物半导体异质外延中的晶面倾斜和测量

本文简述了Ⅲ—Ⅴ族化合物半导体薄膜的异质外延中,晶面倾斜的产生和测量方法,列举了VPE生长的Ga_(1-x)In_xAs/GaAs和LPE生长的GaAlAsP/GaAs结构的测量结果。在In含量为0.06—0.48之内,GaInAs异质外延层的倾斜角可达数百秒到1.5°,但GaAlAsP/GaAs的倾斜程度就小得多。实验发现晶面倾斜角随总的晶格失配量的增加而增加,(100)衬底比(110)衬底的倾斜角大,衬底的错向角的大小和方位对外延层的晶面倾斜角亦有较大的影响。     

用氧化——还原系统对GaAs—Ga_(1-x)Al_xAs的选择腐蚀

一、引言近年来,GaAs—Ga_(1-x)Al_xAs异质结已广泛应用于光电器件及集成光路。人们利用GaAs和Ga_(1-x)Al_xAs材料化学性质上的差异,选择适当的化学腐蚀液,可以做到只腐蚀一种成分(如Ga_(1-x)Al_xAs),从而使腐蚀能按设计要求自动停止在外延层的某一界面。利用选择腐蚀可以制得具有一些特定结构的器     

LPE Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs异质结缺陷研究

本文用熔融KOH化学择优腐蚀,金相显微镜,扫描电镜阴极荧光研究了液相外延生长的Ga_(1-x)AlxAs/GaAs中位错的延伸和分布.观察到异质结Ga_(1-x)AlxAs/GaAs中位铅延伸和密度分布与界面成分值x有关.在一定x值范围内,观察到界面层中存在位错网络,这种位错网络对衬底位错向外延层延伸有抑制作用.在此x值范围内外延层是无位错的.用高压透射电镜观察位错网络的平面和剖面分布特征,并对网络形成机理进行了定性讨论.     

ALE法对InSb/GaAs异质薄膜电学性能的改进

以GaAs(100)为衬底,采用原子层外延(ALE)的方法在GaAs缓冲层和常规InSb外延层间引入85个周期约30 nm的InSb低温缓冲层,以快速降低InSb和GaAs界面间较大的晶格失配(14.6%)对外延层质量造成的不利影响,从而改进异质外延薄膜的电学性能。实验结果显示,ALE低温缓冲层能较快地释放晶格失配应力,降低位错密度。室温和77 K的Hall测试显示,引入低温ALE缓冲层生长的InSb/GaAs异质外延薄膜,其InSb外延层本征载流子浓度和迁移率等电学性能较常规的方法有着较大的改进。     

高铝含量AlxGa1—xAs／GaAs太阳电池的多片液相外延生长

介绍了高铝含量和 Mg 掺杂的 Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs 太阳电池的多片液相外延(LPE)生长技术,分析了 Ga_(1-x)Al_xAs 生长熔体中 GaAs 的熔解度,载流子浓度与 Mg 含量及 x 值与铝组分的关系。用多片石墨舟液相外延生长的、具有高铝含量(x=0.9)的 Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs 太阳电池,最高转换效率达17.7%。