用X射线形貌技术研究GaAs衬底及GaAs-Al_xGa_(1-x)As DH外延片中的缺陷

我们利用透射X射线形貌技术观察了 n-GaAs衬底及 GaAs-Al_xGa_(1-x)AsDH外延片中的晶体缺陷,并且用高分辨率形貌技术与金相技术进行了对照.证明了普通X射线形貌像中的衬度是由晶体缺陷形成的.根据X射线形貌像,我们对n-GaAs衬底及GaAs-AlxGa_(1-x)As DH外延片中的缺陷密度作出了评价. 采用常规的DH液相外延技术及质子轰击条形的器件工艺,将我们研究的衬底制成了激光器.测试结果表明:器件的成品率和质量与我们对衬底中缺陷密度的评价完全对应.利用X射线形貌技术挑选出的低缺陷密度的衬底,我们获得了很多性能优良的长寿命激光器.     

用X射线形貌技术研究GaAs衬底及GaAs-AlxGa1-xAs DH外延片中的缺陷

我们利用透射X射线形貌技术观察了 n-GaAs衬底及 GaAs-AlxGa1-xAsDH外延片中的晶体缺陷,并且用高分辨率形貌技术与金相技术进行了对照.证明了普通X射线形貌像中的衬度是由晶体缺陷形成的.根据X射线形貌像,我们对n-GaAs衬底及GaAs-AlxGa1-xAs DH外延片中的缺陷密度作出了评价. 采用常规的DH液相外延技术及质子轰击条形的器件工艺,将我们研究的衬底制成了激光器.测试结果表明:器件的成品率和质量与我们对衬底中缺陷密度的评价完全对应.利用X射线形貌技术挑选出的低缺陷密度的衬底,我们获得了很多性能优良的长寿命激光器.     

高台型GaAs—Al_xGa_(1-x)As双异质结激光器的液相外延

一.引言对于 AlGaAs 双异质结激光器,用液相外延的方法,可以生长出性能十分良好的多层外延片。用此方法,我们在 GaAs 单晶衬底上制备了包括四层结构(n 型 Al_xGa_*(1-x)As,P 型 Al_YGa_(1-Y)As 和 P 型 GaAs)的双异质结构注入型激光器。去年我们制作出能连续工作的激光器,其寿命很短,只几分钟,且性能不稳定。经分析认为,是外延片质量不     

多层异质结构GaAs／AlxGa1—xAs的TEM和AES的研究

GaAs/Al_xGa_(1-x)As多层异质结构材料是微波器件、负电子束和如热光电发射体和及其器件、激光器件等新型光电子器件、光电子集成和集成线路的新型半导体材料。对GaAs/Al_xGa_(1-x)As多层异质结构材料的研究,使我们获得了这种高性能新型材料缺陷、界面和横截面的显微结构的信息。在我们的研究中,应用了TEM·AES和SIMS。从TEM的照片之一可见GaAs/Al_xGa_(1-x)As层间界面清晰(图1)。有的也存在缺陷。从AES·SIMS和EM的EDS曲线(图2)显示了这种材料表面,界面的成分分布。TEM照片和AES剖面深度曲线显示了界面的有关特性。从而可以由以上数据和信息来评价材料的有关特性,甚至材料的沉积工艺。这为器件对材料的选择和评价提供了科学的、数量化的信息。     

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     

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。     

GaAs/Al_xGa_(1-x)As超晶格中的纵光学声子模

本文报道GaAs/Al_xGa_(1-x)As短周期超晶格结构中的纵光学声子模的室温Raman散射测量结果。除了限制在GaAs层中的GaAs LO限制模外,我们还首次观测到限制在Al_xGa_(1-x)As混晶层中的类AlAs LO限制模。根据线性链模型,我们把测量到的LO限制模的频率按照q=m/(n+1)(a_0/(2π))展开,给出了Al_xGa_(1-x)As混晶的类AlAs LO声子色散曲线。     

富士通用电子束描画和干法工艺制成高频高电子迁移率晶体管

<正> 日本富士通研究所采用电子束直接描画和选择干法腐蚀工艺制成了具有良好特性的高频高电子迁移率晶体管,这是在九月份举行的1982年秋季第43届应用物理学会学术讲演会上发表的。器件制作过程如下:在掺Cr的半绝缘衬底上,用MBE法连续外延生长非掺杂GaAs层、掺硅的n型Al_xGa_(1-x)As层(x=0.3)、n型Al_xGa_(1-x)As层(x=0～0.3)和n型GaAs层,衬底温度皆为680℃。然后,为了进行器件隔离,用离子束腐蚀台面(Ar500V,～0.3μm),接着再形成AuGe/Au的源一漏电极的剥离层和金属层,再用选择干法腐蚀法腐蚀成凹槽栅,     

分子束外延生长Al_xGa_(1-x)As/GaAs超晶格及结构、光学特性研究

报道了分子束外延生长80个周期的Al_xGa_(1-x)As/GaAs超晶格,X射线衍射和透射电镜的结果表明超晶格样品有良好的结构特性,光反射光谱观察到阱内的电子跃迁过程,其结果与理论计算相符。     

横向消失场分布反馈沟道衬底平面结构半导体激光器

使用一次液相外延制作出了具有横向消失场分布反馈的 GaAs—Al_xGa_(1-x)As沟道衬底平面结构激光器。在室温脉冲条件下,二极管能稳定地以单(基)横模和单纵模工作。     

Al_xGa_(1-x)As/GaAs调制掺杂结构的生长研究

用分子束外延生长Al_xGa_(1-x)As/GaAs调制掺杂结构。范德堡法、光荧光谱和电化学C—V等方法测量了电学和光学特性。连续波电光检测证明材料有较好的均匀性。用该结构材料制作的HEMT器件在12GHz下,噪声系数0.76dB,相关增益6.5dB。     

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     

在GaAs衬底上液相外延生长层质量的研究

本文初步研究了在(100)n—GaAs衬底上液相外延生长GaAs外延层厚度与生长Ga溶液厚度、生长时间、初始过冷度、降温速率的关系,以及影响外延层厚度均匀性的因素。实验指出了在GaAs上液相外延生长Ga_(1-x)Al_xAs层,随着Al含量X值的增加在室温下用X射线单晶衍射仪测得的GaAs-Ga_(1-x)Al_xAs系统的晶格失配增加,但是异质结界面附近的失配位错非常小,几乎与X值无关;而在GaAs上生长Ga_(1-x)Al_xAs_(1-y)P_y外延层,可得到室温下晶格失配非常小的GaAs-Ga_(1-x)Al_xAs_(1-y)P_y系统,但是异质结界面附近的失配位错却非常大,在室温下异质结界面是不匹配的。用熔融KOH腐蚀外延层中位错发现,一部分位错是由衬底位错引入的,而大部分位错是在外延过程中引入的。在现有条件下,可以生长出几平方毫米面积较大区域的无位错外延表面,但大部分最终表面层位错密度比衬底位错高几倍或十几倍。     

碲锌镉晶体的X射线衍射形貌与腐蚀形貌

碲锌镉晶体中存在着各种典型晶体缺陷,其缺陷研究一直倍受关注,X射线衍射形貌术是一种非破坏性地研究晶体材料结构完整性、均匀性的有效方法.采用反射式X射线衍射形貌术对碲锌镉衬底的质量进行了研究,并将衬底的X射线衍射形貌与Everson腐蚀形貌进行了对比分析,碲锌镉衬底的X射线衍射形貌主要有六种特征类型,分别对应不同的晶体结构或缺陷,包括均匀结构、镶嵌结构、孪晶、小角晶界、夹杂、表面划伤,对上述特征类型进行了详细的分析.目前,衬底的X射线衍射形貌主要以均匀结构类型为主,划伤和镶嵌结构缺陷基本已消除,存在的晶体缺陷主要以小角晶界为主.通过对比分析碲锌镉衬底和液相外延碲镉汞薄膜的X射线衍射形貌,发现小角晶界等晶体结构缺陷会延伸到外延层上,碲锌镉衬底质量会直接影响碲镉汞外延层的质量,晶体结构完整的衬底是制备高质量碲镉汞外延材料的基础.     

液相外延生长的GaAs/Al_xGa_(1-x)As异质结构的俄歇电子谱研究

我们采用俄歇电子能谱仪对液相外延生长的GaAs—Al_xGa_(1-x)As异质结构进行了研究。结果表明:在异质结界面处有一过渡层,其组分由异质结的一边向另一边单调地变化,过渡层的厚度依赖于溶液的饱和度。还对外延片表面的沾污情况进行了观测分析。     

分子束外延选择性掺杂的GaAs/N-Al_xGa_(1-X)As异质结中的二维电子气

<正> 本所分子束外延组制备了选择性掺杂的 GaAs/N-AlGaAs异质结,它的结构如下:在掺Cr半绝缘(100)GaAs的衬底上,先外延生长1微米厚的未掺杂的 GaAs层,再生长厚度 60A|°左右的未掺杂的Al_xGa_(1-x)As隔离层,其上是厚度为 1000A|°的掺Si的 N-     

用MBE法生长GaAs/Al_xGa_(1-x)As异质结的半绝缘Al_xGa_(1-x)As缓冲层

用分子束外延法生长了以半绝缘Al_xGa_(1-x)As为缓冲层的GaAs外延层,这种缓冲层具有很高的击穿电压。研究了击穿电压与生长条件和Al_xGa_(1-x)As缓冲层组份之间的关系。当Ⅴ族与Ⅲ族元素束流强度比增加时,以Al_(0.4)Ga_(0.6)As层作缓冲层的击穿电压比以GaAs层作缓冲层的击穿电压要高得多,而且在Al_(0.4)Ga_(0.6)As上生长的GaAs有源层具有很高的质量。     

用分子束外延技术在GaAs(110)衬底上生长AlGaAs材料

采用分子束外延技术在GaAs(110)衬底上制备了一系列生长温度和As2/Ga束流等效压强比不同的样品,通过室温光致发光谱、高分辨X射线衍射仪和低温光致发光谱对这些样品进行了分析,找到了在GaAs(110)衬底上生长高质量高Al组分的Al0.4Ga0.6As生长条件.     

AlGaAs外延层的折射率测量

Al_xGa_(1-x)As是半导体激光器、集成光学和太阳电池的重要材料,精确测量其折射率对于器件设计与性能分析是很必要的。通常测量折射率的棱镜法精度可达±0.0002,但不适用于AlGaAs外延薄层材料、Casey等采用双光束测量方法,测量正入射的反射率,给出Al_xGa_(1-x)As(0≤X≤0.38)在1.2至1.8电子伏范围内的折射率数据,精度达±_0.005,但此法要求测量绝对反射率,设备复杂。我们采用的方法基于斜入射偏振光的干涉,不必测量绝对反射率,只要测量反射极值的角度位置,所以十分简便,适于测量吸收衬底上的透明薄层,例如Si上的SiO_2膜,GaAs上的自生长氧     

用分子束外延技术在GaAs(110)衬底上生长AlGaAs材料

采用分子束外延技术在GaAs(110)衬底上制备了一系列生长温度和As2/Ga束流等效压强比不同的样品,通过室温光致发光谱、高分辨X射线衍射仪和低温光致发光谱对这些样品进行了分析,找到了在GaAs(110)衬底上生长高质量高Al组分的Al0.4Ga0.6As生长条件.