In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP异质结的深能级

我们报道关于用液相外延生长的In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP异质结雪崩光电二极管中的深能级。使用导纳光谱学和静态电容-电压枝术鉴别并研究了两个电子能级。发现一个能级仅位于InP层中,是激活能∈_(1A)=0.20±0.02ev的类似受主能级,其体密度为N_(1A)≈10~(15)cm~(-3)。该陷阱密度在In_(0.53).Ga_(0.47)As/InP异质界面上急剧升高到该区域内的背景载流子浓度的10倍左右。由于能带之间的排斥,在低温下陷阱的填充使得在异质界面上导带不连续从△∈_(?)=0.19ev降低到0.03ev。而第二个陷阱仅呈现In_(0.53)Ga_(0.47)As特性,其激活能∈_(tB)=0.16±0.01ev,体密度在3×10~(13)cm~(-3)和8×10~(13)cm~(-3)之间。     

In_(0.53)Ga_(0.47)As的液相外延生长

用液相外延的方法在(100)取向的InP衬底上生长了晶格匹配的In_(0.53)Ga_(0.47)s.采用普通的原材料,经过适当的处理工艺,已经获得室温载流子密度为(5-10)×10~(15)cm~(-3),电子迁移率高达9450cm~2/V·s的In_(0.53)Ga_(0.47)As外延层.     

烘烤温度对Ga_(0.47)In_(0.53)As液相外延纯度的影响

本文报导(100)InP衬底上液相外延生长的高纯GaInAs及其性质。可重复地获得低载流子浓度(3.8～5.4×10~(14)cm~(-3))和高电子迁移率(在77K,为47000～51000cm~2V·s)。研究了源Ga-In-As熔体烘烤温度对外延层纯度的影响。光致发光研究和van der Pauw测量的结果表明,通过适当的热处理可去除源溶液中的受主杂质和施主杂质。     

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。     

阳极氧化Al_2O_3膜/InP和自身氧化膜/InP的界面性质

研究了用阳极氧化法制备的Al_2O_3膜/InP和自身氧化膜/InP两种MIS结构的组分分布和电学性质,AES、I-V、C-V和DLTS等测试结果表明,Al_2O_3/InP结构的性能更为优越.用DLTS方法发现这两类样品都具有峰值能量为Ec-Es=0.5eV、俘获截面为～10~(-15)cm~2的连续分布的界面电子陷阱.认为该电子陷阱与磷空位缺陷有关.     

InP上Al膜的阳极氧化及其特性研究

本文报道了半导体InP上Al膜阳极氧化的研究,并用AES,V-V,DLTS和椭圆仪等测试方法研究了氧化膜的稳定性、电学特性、组分的纵向分布以及Al_2O_3/InP的界面特性,研究结果表明,阳极氧化Al_2O_3的介电常数为11～12,Al_2O_3/InP界面存在一个能量上连续分布的电子陷阱,DLTS峰值对应的能级位置约在E_c-E_c=0.5eV,其俘获截面约为10~(-15)cm~2,Al_2O_3/InP的界面态密度为10~(11)cm~(-2)eV~(-1)。阳极氧化Al_2O_3的稳定性要比InP自身氧化物好得多,更适于用作器件的钝化保护和扩散掩蔽膜。     

长波长光纤通讯用的In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP PIN光电二极管

本文通过对正面光照型(由p~+-InGaAs层注入光子)和背面光照型(由n~+-InP层注入光子)两种结构的比较,讨论了高性能正面光照型InGaAs PIN光电二极管的设计原则和理论模型.重点分析了器件反向I-V特性、量子效率、脉冲响应时间等问题.所研制的器件性能如下:在工作偏置V_(op)=-5V时,暗电流密度J_D=2.5×10~(-6)A/cm~2;结电容C_j=0.7pF;量子效率η=85%(λ=1.3μm);脉冲响应时间△τ=100ps     

MBE生长In_(0.52)Al_(0.48)AS/In_(0.53)Ga_(0.47)AS/InP材料

<正>人们普遍认为,InAlAs/InGaAs/InP系统是极有发展前途的低噪声、高频器件材料。因为与InP晶格匹配的In_xGa_(1-x)As中In组分x值为0.53,这比In_(x≤0.2)Ga_(1-x)As/GaAs赝配结构中In组分大得多,从而有大的电子饱和速度(2.6×10~7cm/s)和高的室温迁移率(～10000cm~2/V·s)。大的导带不连续性(0.5eV),使量子阱对电子的限制作用增强,且掺杂浓度高,因而二维电子气(2DEG)密度大。测量结果还表明,掺杂InAlAs中不存在类似AlGaAs中的DX中心。     

InP衬底上Ga_(0.47)In_(0.53)As/InP液相外延生长

用液相外廷获得了与InP晶格匹配的Ga_(0.47),In_(0.53)As单晶外延层.本文叙述在(100)和(111)InP衬底上Ga_(0.47)In_(0.53)As/InP液相外延生长方法.用常规滑动舟工艺生长的这种外延层,其表面光亮,Ga的组分x=0.46～0.48,晶格失配率小于2.77×10~(-4),禁带宽度E_g=0.74～0.75eV.使用这种Ga_(0.47)In_(0.53)As/InP/InP(衬底)材料研制的长波长光电探测器,在波长为0.9～1.7μm范围内测出了光谱响应曲线,在1.55μm处呈现峰值.     

X射线光电子能谱法研究In_(0.53)Ga_(0.47)As基Er_2O_3薄膜的能带排列

采用分子束外延(MBE)法在In_(0.53)Ga_(0.47)As衬底上沉积了金属Er薄膜,后经氧气退火得到Er_2O_3薄膜。台阶仪测得该Er_2O_3薄膜厚约10 nm。X射线光电子能谱(XPS)显示,采用此方法得到的Er_2O_3薄膜符合化学计量比。原子力显微镜测试结果显示,该薄膜表面平整。采用X射线光电子能谱同时测得Er 4d、In 3d和O1s的芯能级谱、Er_2O_3的价带谱以及O1s的能量损失谱,从而得到Er_2O_3的禁带宽度以及Er_2O_3与In_(0.53)Ga_(0.47)As衬底之间的价带偏移和导带偏移,数值分别为(5.95±0.30)eV、(-3.01±0.10)eV和(2.24±0.30)eV。通过X射线光电子能谱方法得到了Er_2O_3/In_(0.53)Ga_(0.47)As异质结的能带排列。从能带偏移的角度来看,上述研究结果表明,Er_2O_3是一种非常有应用前景的In_(0.53)Ga_(0.47)As基栅介质材料。     

In0.53Ga0.47As／InP异质结光电二极管的深能级

采用深能级瞬态谱仪（ＤＬＴＳ）测定了Ｉｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓ／ＩｎＰ异质结光电二极管的ＤＬＴＳ谱。发现存在一电子陷阱，该陷阱能级位于导带底以下０．４４ｅＶ处，能级密度为３．１０×１０１３ｃｍ－３，电子俘获截面为１．７２×１０－１２ｃｍ－２。由于深能级的存在，导致了该器件存在一种新的“暗电流”──“深能级协助隧穿电流”。     

In0.53Ga0.47As/InP高速光电二极管材料生长及光电性能

利用低压MOCVD技术制备PIN结构的InP基InGaAs外延材料。采用分层吸收渐变电荷倍增(SAGCM)结构,通过两次Zn扩散、多层介质膜淀积、Au/Zn p型欧姆接触、Au/Ge/Ni n型欧姆接触等标准半导体平面工艺,设计制造正入射平面In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP雪崩光电二极管器件。该器件采用与InP衬底晶格匹配的In_(0.53)Ga_(0.47)As材料做吸收层,InP材料做倍增层,同时引入InGaAsP梯度层。探测器件光敏面直径50μm,器件测试结果表明该器件光响应特性正常,击穿电压约43 V,在低于击穿电压3 V左右可以得到大约10 A/W的光响应度,在0 V到小于击穿电压1 V的偏压范围内,暗电流只有1 nA左右。光电二极管在8 GHz以下有平坦的增益,适用于5 Gbit/s光通信系统。     

赝晶Ga_(0.18)In_(0.82)P/InP/Ga_(0.47)In_(0.53)As高电子迁移率晶体管(HEMT)的低温直流特性

为了增加InP层的肖特基势垒高度,选择了一种宽带隙应变GaInP材料,首次采用这种材料在InP上制作了高电子迁移率晶体管(图1)。这些1.3μm栅长的HEMT器件最好的g_m可达300mS/mm。在低温(100～293K)条件下对栅长为3μm的晶体管进行了研究,它们直流特性的改善依赖于冷却程度。在最低温度下测到了最好的改进结果(105K下g_m增加54％)。与AlGaAs/GaAs异质结构不同,这种材料的结构是稳定的,而且在低温下没有出现任何g_m或I_(ds)的减小。     

An 88 nm gate-length In_(0.53)Ga_(0.47)As/In_(0.52)Al_(0.48)As InP-based HEMT with f_(max) of 201 GHz

正An 88 nm gate-length In_(0.53)Ga_(0.47)As/In_(0.52)Al_(0.48)As InP-based high electron mobility transistor (HEMT) was successfully fabricated with a gate width of 2×50μm and source-drain space of 2.4μm.The T-gate was defined by electron beam lithography in a trilayer of PMMA/A1/UⅧ.The exposure dose and the development time were optimized,and followed by an appropriate residual resist removal process.These devices also demonstrated excellent DC and RF characteristics:the extrinsic maximum transconductance,the full channel current, the threshold voltage,the current gain cutoff frequency and the maximum oscillation frequency of the HEMTs were 765 mS/mm,591 mA/mm,-0.5 V,150 GHz and 201 GHz,respectively.The HEMTs are promising for use in millimeter-wave integrated circuits.     

三元合金In_(0.53)Ga_(0.47)As迁移率的研究

<正> 本文对在(100)InP衬底上生长的晶格匹配的三元合金In_(0.53)Ga_(0.47)As的电子迁移率进行了研究,从理论上分析了影响电子迁移率的主要散射机构:极化光学声子散射,电离杂质散射,合金散射。并得出了有关结论。 半导体材料在低场下,平均漂移速度的大小与电场强度成正比,v_d=uε,迁移率的大小与温度、载流子浓度、材料的类别等有关,微观上则与各种散射因素相关,本文讨论的是在一定的温度区间(77～300K)、一定的杂质浓度(n～10~(16)cm~(-3))下,三元合金In_(0.53)Ga_(0.47)As的电子迁移率与几种主要的散射机构之间的关系。     

High peak-to-valley current ratio In_(0.53)Ga_(0.47)As/AlAs resonant tunneling diode with a high doping emitter

正An In_(0.53)Ga_(0.47)As/AlAs resonant tunneling diode(RTD) with a high doping emitter is designed and fabricated using air bridge technology.The RTD exhibits a high peak-to-valley current ratio(PVCR) of more than 40 at room temperature,with a peak current density of 24 kA/cm~2.The extraction of device parameters from DC and microwave measurements is presented together with an RTD equivalent circuit.The high PVCR RTD with small intrinsic capacitance is favorable for microwave/THz applications.     

高电场下In_（0．53）Ga_（0．47）As／In_（0．52）Al_（0．

研究在外加电场０～５０ｋＶ／ｃｍ范围内，Ｉｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓ／Ｉｎ０．５２Ａｌ０．４８ＡＳ宽量子阱电透射光谱中１１ｈ激子跃迁的谱线宽度（ＦＷＨＭ）．它可分解为由温度及界面粗糙度引起的非均匀展宽（高斯型）和由外场引起的均匀展宽（劳伦兹型）．用线性叠加的近似公式代替高斯和劳伦兹方程的卷积，再与实验光谱拟合．谱线总宽度、高斯展宽成份及线性叠加系数η均作为拟合参数得到，从而可得劳伦兹展宽．将与外场的关系曲线与理论作比较，在数量级上一致．     

正面入射In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP光电PIN管量子效率研究

本文建立正面入射型In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP光电PIN二极管量子效率理论分析模型;分析了提高量子效率的途径:减小结深,改善表面状况对提高器件量子效率有显著作用。应用于器件制作,使器件量子效率在无防反射涂层时可达60％左右,有防反射涂层时高达85％。