MOCVD法生长HgCdTe薄膜晶体的发展趋势

本文综述MOCVD法生长HgCdTe薄膜晶体技术是生长超品格的需要,介绍了国内外的发展过程及本法的特点。目前在生长HgCdTe外延层方面存在的主要问题是外延层和衬底之间的互扩散和晶格失配。为此,在有机金属源、衬底外延工艺和生长方法上加以改进,因而发展成为:常压(标准)、低压、低温、光致、激光辅助MOCVD和化学束外延(CBE)等六种方法。     

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。     

基于MOCVD的InP/GaAs异质外延生长

使用金属有机物气相沉积方法(MOCVD),在GaAs衬底上生长InP外延层.先在GaAs衬底上生长一层低温InP缓冲层,然后再生长InP外延层.通过比较不同缓冲层生长条件下的外延层晶体质量,发现在生长温度为450℃,厚度约15nm的缓冲层上外延所得到的晶体质量最理想;此外,外延层厚度的增加对其晶体质量有明显改善作用.实验在优化生长条件的同时,也考虑了热退火等辅助工艺,最后所获得的外延层的双晶X射线衍射(DCXRD)的ω/2θ扫描外延峰半高全宽(FWHM)值为238.5".     

基于MOCVD的InP/GaAs异质外延生长

使用金属有机物气相沉积方法(MOCVD),在GaAs衬底上生长InP外延层.先在GaAs衬底上生长一层低温InP缓冲层,然后再生长InP外延层.通过比较不同缓冲层生长条件下的外延层晶体质量,发现在生长温度为450℃,厚度约15nm的缓冲层上外延所得到的晶体质量最理想;此外,外延层厚度的增加对其晶体质量有明显改善作用.实验在优化生长条件的同时,也考虑了热退火等辅助工艺,最后所获得的外延层的双晶X射线衍射(DCXRD)的ω/2θ扫描外延峰半高全宽(FWHM)值为238.5".     

HgCdTe—CdTe异质结构的变频导纳特性

采用宽频带导纳测试系统研究了Ｈｇ０．６６Ｃｄ０．３４Ｔｅ－ＣｄＴｅ异质结构和Ａｌ－半绝缘ＣｄＴｅ－Ｈｇ０．６６Ｃｄ０．３４Ｔｅ结构样品的变频导纳特性，分析了不同结构样吕的测试结果，表明：异质结ＨｇＣｄＴｅ表面空穴积累，ＣｄＴｅ表面空穴耗尽，界面处的势垒使载流子局限于ＨｇＣｄＴｅ体内，样品的光伏响应光谱在２９７０ｃｍ＾－１和３６５０ｃｍ＾－１处各有一个响应峰，前者对应于界面ＨｇＣｄＴｅ的本征光伏效庆     

C掺杂GaAs外延层的MOCVD生长

以CCl4为掺杂源,利用EMCORE D125 MOCVD系统生长了不同C掺杂浓度的GaAs外延层.通过Hall、PL、DXRD以及在位监测工具Epimetric等手段研究了掺C GaAs层的电学特性、光学特性、晶体质量和生长速度等.     

高迁移率GaAs本征外延层的MOCVD生长

通过优化生长条件,利用EMCORE D125 MOCVD外延系统,制备了高迁移率的GaAs外延层,其迁移率在室温下达到了8 879 cm2/V@s,在77 K温度下超过了130 000cm2/V@s.结果表明,衬底表面氧化是影响外延层迁移率的重要因素.     

MOCVD生长的高质量掺碳GaAs/AlGaAs材料的特性研究

利用低压金属有机化合物汽相淀积方法,以液态CCl4为掺杂源生长了高质量的碳掺杂GaAs/AlGaAs外延材料,研究了CCl4流量、生长温度和V/Ⅲ比等因素对外延材料中的碳掺杂水平的影响。采用电化学CV方法、范德堡霍耳方法、低温光致发光谱和X射线双晶衍射回摆曲线测量等方法对碳掺杂外延材料的电学、光学特性进行了研究。实验制备了空穴浓度高达1.9×1020cm-3的碳掺杂GaAs外延材料和低温光致发光谱半宽小于5nm的高质量碳掺杂Al03Ga0.7As外延层。在材料研究的基础上,我们以碳为P型掺杂剂生长了GaAs/A1GaAs/InGaAs应变量子阱980nm大功率半导体激光器结构,并获得了室温连续工作1W以上的光功率输出。     

MOCVD生长的高质量掺碳GaAs/AlGaAs材料的特性研究

利用低压金属有机化合物汽相淀积方法,以液态ＣＣｌ４为掺杂源生长了高质量的碳掺杂ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ外延材料,研究了ＣＣｌ４流量、生长温度和Ⅴ／Ⅲ比等因素对外延材料中的碳掺杂水平的影响．采用电化学ＣＶ方法、范德堡霍耳方法、低温光致发光谱和Ｘ射线双晶衍射回摆曲线测量等方法对碳掺杂外延材料的电学、光学特性进行了研究．实验制备了空穴浓度高达１．９×１０２０ｃｍ－３的碳掺杂ＧａＡｓ外延材料和低温光致发光谱半宽小于５ｎｍ的高质量碳掺杂Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ外延层．在材料研究的基础上,我们以碳为Ｐ型掺杂剂生长了Ｇａ     

MOCVD生长的InGaN／GaN双异质结构LED的生长和表征

我们在ｃ面蓝宝石上用常压ＭＯＣＶＤ法得到了高质量ＩｎＧａＮ外延层。研究表明，Ｉｎ分凝系数不仅与生长温度有关，而且与ＩｎＧａＮ薄膜的生长速度有关。观测到了在生长温度低至７００℃，Ｉｎ摩尔分数达０．２０时生长的ＩｎＧａＮ膜的强烈的能带边缘光致发光。本文还介绍了有关蓝光ＩｎＧａＮ／ＧａＮ双异质结构ＬＥＤ所取得的最初结构。     

MBE法生长的调制掺杂GaAs／AlxGa1—xAs异质结构材料的输运特性研究

采用变磁场霍尔效应方法，在低磁场（B＜0．6T）和低温（T＝77K）条件下，了HEMT器件用调制掺杂GaAs/AlxCa1-xAs异质结构材料的输运特性，给出了材料电学参数（ρ、n和μ）与B的依赖关系，揭示了平行电导对材料质量的影响，并对上述依赖关系作了初步的定量分析。     

MOCVD生长GaAs/AlGaAs量子阱研究

利用常压MOCVD技术在较低生长速率下生长出多种GaAs/AlGaAs多量子阱结构材料,利用低温PL谱和TEM对材料结构进行了表征。所得势阱和势垒结构厚度均匀平整,最窄阱宽为1.8nm。本研究表明,低速率(γ≤0.5nm/s)连续生长工艺能够避免杂质在界面富集,优于间断生长工艺,且在掺si n~+-GaAs衬底上所得量子阱发光强度高于掺Cr SI-GaAs衬底上的结果。