双室反应管研制多层GaAs汽相外延生长技术

本文提出了一种研制多层GaAs汽相外延的装置,概述了用双室反应管制备多层GaAs薄膜的实验方法及部分结果。本技术的特点是避免了杂质的存贮效应。针对微波器件的应用,制备了三种类型的多层外延片,用这些材料制管,最佳特性为:体效应管在56.5GHz下,输出功率144mW,效率3.84％;场效应晶体管在9.3GHz下,噪声系数2.4dB,相关增益6.5dB;崩越二极管在8.57GHz下,连续波输出功率达3W,效率20.2％。     

用于GaAsFET的多层结构汽相外延生长

本文报导了以习用的Ga/AsCl_3/H_2体系制备GaAsFET多层结构的汽相外延生长技术。利用AsCl_3的克分子数效应,获得了最佳的缓冲层特性。以S_2Cl_2为掺杂剂,在一次工艺流程内完成了多层结构n~ /n/n~-/SI的连续生长。研究了多层结构材料的性质及其质量的表征。 设计了四氟多体阀门,对提高系统的气密性,改善材料的质量收到了良好的效果。 在12GHz下,器件噪声系数的典型值为3.8db,相应增益7db;最佳值为3.16db,相应增益7.8db。     

用于FET器件的GaAs高阻汽相外延层的杂质鉴别

采用 Ga/AsCl_3/H_2汽相外延在掺杂半绝缘衬底上生长 FET 的缓冲层。用霍耳、光霍尔、阴极荧光以及新的深能级瞬态电流法(DLTS)研究了缓冲层的双层结构。此双层结构由上层的高纯 n~-层(10~(13)≤n≤10~(15)cm~(-3);70000≤μ≤150000cm~2V~(-1)s~(-1))和下边的高阻补偿区两个部分组成。采用电解质-GaAs 接触,观察到 p 型界面。迁移率分布与界面和衬底的碳和铬(可能还有铁)的外扩散有关。并由此提出补偿模型。     

一种汽相生长多层外延InP的方法

描述了一种汽相生长n~+-n-n~+多层外延InP的简便方法及其生长程序.用本方法生长的具有特殊掺杂分布的n~+-n-n~+外延InP,制得了高效率InP耿氏二极管.在49.2 GHz下,连续波输出功率为232mW效率高达7.52％.     

汽相GaAs外延层和衬底界面上高阻层的形成

为了弄清用 Ga/AsGl_3/H_2方法生长的外延层和 GaAs 衬底之间界面处高阻层的形成而进行了试验。外延层在下列条件下生长:(a)改变生长过程中衬底的温度;(b)在生长开始阶段引入过量的砷蒸气。外延层在高砷压下生长时,界面上没有高阻层存在,替代它的是一个非常薄的低阻区。这种现象被定量地解释为是由于砷蒸气压偏离了反应系统的稳态条件。高阻层在不同温度下的霍耳测量结果表明,高阻是由能级距离价带边缘大约为0.5电子伏的深受主所致,并推断与砷空位有关。     

用于场效应晶体管的砷化镓的氢化物汽相外延生长

利用氢化物的汽相外延技术(AsH_3+HCl+Ga+H_2)生长了适宜制备金属半导体场效应晶体管的GaAs外延材料。外延材料的性质和由这种材料制备的场效应晶体管的特性同液相外延技术及比较通用的AsCl_3汽相外延生长技术所得的相类似。在面积约为6.5厘米~2的衬底上,外延层薄层电阻的均匀性约为5％(对平均值的偏离)。建立了一种生长缓冲层的新技术。实验发现,将NH_3掺入AsH_3的气流时,可以使4～9×10~(15)厘米~(-3)的本底杂质浓度降低到小于10~(14)厘米~(-3)。通过调制生长时的气体流量,在一次工艺生长流程内制备了较复杂的n~+/n/缓冲层结构。     

用于双栅FET的n~+-n-n~-GaAs多层外延生长

采用Ga/AsCl_3/H_2体系,用SnCl_4作掺杂剂,已生长了用于双栅FET的n~+-n-n~-多层外延材料.在一次外延生长中连续生长的n~+-n-n~-多层外延材料的外延层厚度和载流子浓度的均匀性良好.用该材料制作的双栅FET的微波特性也有明显改善.在2GHz和8GHz下,NF分别为0.9dB和2.8dB,相关增益G_a分别为15.5dB和18dB.     

GaAs高-低IMPATT二极管的掺杂分布和伏安特性分析

由于多层外延材料浓度和厚度的不均匀性,实验二极管的击穿电压V_B有较大的差别.为此对给定的掺杂分布进行V_B、耗尽宽度及电场的分析和计算.从实验中找到室温下掺杂分布和伏安特性之间的对应关系.实际选择管芯时,应根据击穿电压值和大电流下的伏安特性曲线进行挑选.这种挑选管芯的方法已在器件批量生产中应用.     

砷化镓汽相外延生长的新方法

提出了使用Ga-AsCl_3-H_2和 GaAs-AsCl_3-H_2系统的新的汽相生长方法。这些方法使用的装置与通常的 Ga-AsCl_s-H_2系统的基本相同,但是源和衬底保持相同的温度。在 Ga-AsCl_3H_2系统中的生长是基于低温下(<800℃)一氯化镓和通过金属镓的砷的反应。研究了温度、氢气流速和气体组分对生长速率的影响。在 GaAs-AsCl_3-H_2系统中生长是基于低温(<700℃)下砷化镓同三氯化砷的反应。讨论了反应温度、氢气流速、气体组分以及衬底的位置对砷化镓源的输运速率和外延层的生长速率的影响。对于这两种系统的反应机理也进行了讨论。     

用于Si1-xGex异质结外延材料生长的高真空化学汽相外延炉

研制出满足 Si1 - x Gex 异质结薄膜材料生长工艺的高真空化学汽相外延炉 ,详述了该汽相外延设备的性能、结构组成和设计原理 ,并且给出了利用该设备生长 Si1 - x Gex 异质薄膜的实验结果。     

A modified GaAs IMPATT structure for high-efficiency operation

A p⁺-n⁽⁺⁾-n-n⁺just punchthrough IMPATT structure is proposed and analyzed. This high-low junction structure differs from the Read structure in that the carrier concentration in the n-layer is high enough that the breakdown and punchthrough occur at the same time; yet it differs with the regular p⁺-n junction structure in that an additional n⁽⁺⁾-layer with prescribed carrier concentration and layer thickness is present. Tradeoffs between the efficiency and noise of this high-low junction IMPATT are presented and compared to the case of a conventional p-n junction IMPATT. It is shown that either the efficiency or noise performance can be improved, although one at the expense of the other. As an example, the maximum efficiency of a high-low junction IMPATT is improved from about 23 to 30 percent at the expense of a degradation in noise performance of 7 dB. On the other hand, the noise of an X-band diode can be improved by 6 dB with a degradation in efficiency from 23 to 12 percent. This structure should be useful for high-efficiency high-power applications where the noise specifications can be relaxed, or as local oscillators where the noise performance is important.     

一种生长多层InP材料的新技术

本文根据对反应室中气流模型的研究,提出了一种新的多层生长技术.它是采用在衬底区局部隔离的办法进行双室工作的.因而和文献上报导的“双室法”相比,它只需要一个In源和一路PCl_3,明显地具有装置简单、工艺灵活、节省原材料而又易于获得陡峭的掺杂分布;该技术克服了单室支路掺杂法具有杂质存贮效应的缺点,减小了过渡区宽度,适用于生长各种类型的多层外延材料.采用该技术生长的材料研制的耿氏二极管,最佳性能为:在58.3GHz下输出147mW,效率2.54%.     

Si1-xGex/Si多层异质外延结构的研究

对制作的Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ多层异质外延结构进行了研究。并对其做了反射高能电子衍射（ＲＨＥＥＤ）、Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）和扩展电阻（ＳＲ）等测量,给出了利用这种结构研制出的异质结双极晶体管（ＨＢＴ）的输出特性曲线。     

A Small-Signal and Noise Equivalent Circuit for IMPATT Diodes (Short Papers)

A frequency-independent small-signal equivalent circuit for an IMPATT diode is proposed. It incorporates five circuit elements, including a negative resistance, and is valid over an octave range of frequency. With the addition of two white noise sources it also serves as a noise equivalent circuit.     

Co/a-GeSi/Ti/Si多层薄膜固相反应外延生长CoSi2薄膜

研究了在 Co/Ti/Si结构中加入非晶 Ge Si层对 Co Si2 /Si异质固相外延的影响 ,用离子束溅射方法在Si衬底上制备 Co/Ge Si/Ti/Si结构多层薄膜 ,通过快速热退火使多层薄膜发生固相反应。采用四探针电阻仪、AES、XRD、RBS等方法进行测试。实验表明 ,利用 Co/Ge Si/Ti/Si固相反应形成的 Co Si2 薄膜具有良好的外延特性和电学特性 ,Ti中间层和非晶 Ge Si中间层具有促进和改善 Co Si2 外延质量 ,减少衬底耗硅量的作用。Ge原子的存在能够改善外延 Co Si2 薄膜的晶格失配率     

Si_(1-x)Ge_x/Si多层异质外延结构的研究

对制作的 Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ多层异质外延结构进行了研究。并对其做了反射高能电子衍射（ＲＨＥＥＤ）、Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）和扩展电阻（ＳＲ）等测量,给出了利用这种结构研制出的异质结双极晶体管（ＨＢＴ）的输出特性曲线。     

一种汽相外延Ga_xIn_(1-x)As的技术

本文描述了一种汽相外延Ga_xIn_(1-x)As的技术:在AsCl_3/Ga/In/H_2体系中,采用Ga/In合金源汽相生长Ga_xIn_1As。该方法具有外延层组分重复可控、均匀性好的特点;且易于获得高纯外延Ga_xIn_(1-xAs层。外延Ga_(0.47)In_(0.53)As电学参数最佳值已达:n300K=1.2×10~(15)cm~(-3),μ300K=9580cm~2/V·s;n77K=1.1×10~(15)cm~(-3),μ77K=3.82×10~4cm~2/V·s。     

Si1—x—yGexCy材料的外延生长方法

本文分析了Si1 -x- yGexCy 半导体材料外延生长的困难所在 ,总结了用于生长Si1 -x- yGexCy材料的各种生长方法 ,并分析比较了各自的特点。     

用于高功率密度功率因素校正的新一代600V砷化镓肖特基二极管

在200W连续导通模式功率因数校正（PFC）系统中，新一代600V砷化镓（GaAs）肖特基二极管与硅和碳化硅（SiC）二级管比较，砷化镓、碳化硅在PFC系统中的损耗减少高达25％。由于砷化镓有较低的结电容，砷化镓相对碳化硅高的通态损耗被较低的MOSFET损耗弥补了。和碳化硅技术相比，砷化镓有成本和可靠性优势。对于高频和高密度应用来说，新一代的砷化镓二级管是很有前景的。