GaN缓冲层对生长InN薄膜的影响

采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法生长六方相InN薄膜,利用氮化镓(GaN)缓冲层技术制备了高质量薄膜,得到了其能带带隙0.7eV附近对应的光致发光光谱(PL).通过比较未采用缓冲层,同时采用低温和高温GaN缓冲层,以及低温GaN缓冲层结合高温退火三种生长过程,发现低温GaN缓冲层结合高温退火过程能够得到更优表面形貌和晶体质量的InN薄膜,同时表征了材料的电学性质和光学性质.通过对InN薄膜生长模式的讨论,解释了薄膜表面形貌和晶体结构的差异.     

Si1-xGex:C缓冲层上Ge薄膜的CVD外延生长

用化学气相沉积方法,在Si(100)衬底上生长Si1xGex:C合金作为缓冲层,继而外延生长了Ge晶体薄膜.根据AES测量结果可以认为,缓冲层包括由衬底中的Si原子扩散至表面与GeH4,C2H4反应而生成的Si1-xGex:C外延层和由Si1-xGex:C外延层中Ge原子向衬底方向扩散而形成的Si1-xGex层.缓冲层上外延所得Ge晶体薄膜晶体取向较为单一,其厚度超过在Si上直接外延Ge薄膜的临界厚度,且薄膜中的电子迁移率与同等掺杂浓度(1.0×1019 cm-3)的体Ge材料的电子迁移率相当.     

GaN MOCVD生长机制的量子化学计算

综述了近年来利用量子化学计算方法对GaN MOCVD生长机制的研究,详细阐述了近年文献报道的一些GaN MOCVD的生长模型,总结了利用不同生长模型进行计算得出的结果.研究表明,通过对GaN生长模型进行量子化学计算,可以提供GaN生长过程中详细的化学反应信息,对进一步了解GaN MOCVD生长的微观机制具有重要的意义.     

高分辨率X射线衍射研究InGaN/GaN多量子阱结构In组分及厚度

应用高分辨X射线衍射技术研究了MOCVD在宝石衬底上生长的InGaN/GaN多量子阱结构.测量(105)非对称面的倒易空间图获得量子阱结构的应变状态.由(002)面三轴衍射0级卫星峰峰位结合应变状况计算获得InGaN层中In含量,从(002)面的ω/2θ衍射谱以及小角反射谱获得多量子阱的一个周期的厚度,GaN层和InGaN层的厚度比.最后通过X射线动力学拟合的方法从(002)面的ω/2θ三轴衍射谱获得In的精确含量是25.5%,InGaN势阱层的精确厚度是1.67nm,GaN阻挡层的精确厚度是22.80nm.     

AlxGa1-xN/AlN超晶格材料特性研究

用MOCVD 技术在(0001)蓝宝石衬底上成功研制了2寸衬底上无裂纹的AlN/Al0.3Ga0.7N超晶格材料.研究了AlxGa1-xN/AlN超晶格材料特性. 结果表明,缓冲层材料和结构对AlN/Al0.3Ga0.7N超晶格的表面型貌和界面特性有很大的影响.AFM研究表明利用GaN做支撑层生长的AlN/Al0.3Ga0.7N超晶格材料是一种准二维生长模式.XRD和SEM研究表明研制的材料表面平整、界面清晰、并且材料具有完整的周期重复性.利用紫外-可见光谱仪反射谱研究表明研制的30对AlN/Al0.3Ga0.7N超晶格材料在中心波长为313nm的紫外波段具有93.5%的反射率.     

高真空化学气相外延炉的研制

研制出满足Ｓｉ１－ｘＧｅｘ异质结薄膜材料生长工艺的高真空化学气相外延炉,介绍了Ｓｉ１－ｘＧｅｘ异质结薄膜材料的生长工艺,详述了该气相外延设备的性能指标、结构组成和设计原理,并且给出了利用该设备生长Ｓｉ１－ｘＧｅｘ异质薄膜的实验结果。     

分子束外延生长InGaAs/GaAs异质结及其在独特场效应晶体管中的应用

用分子束外延技术生长了ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ异质结材料,并用ＨＡＬＬ效应法和电化学Ｃ－Ｖ分布研究其特性。讨论了ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ宜质结杨效应晶体管（ＨＦＥＴ）的优越性。和ＧａＡｓ ＭＥＳＦＥＴＳ或ＨＥＭＴ相比,由于ＨＦＥＴ没有Ａｌ组份,具有低温特性好,低噪声和高增益等特点。本文研究了具有ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ双沟道和独特掺杂分布的低噪声高增益ＨＦＥＴ。     

用于应变Si外延薄膜的SiC缓冲层的生长

用化学气相沉积方法对Si(111)衬底进行碳化处理,继而生长SjC外延层和应变Si薄膜.结果表明:随着碳化温度的降低,SiC薄层与Si衬底界面处的空洞有逐渐变小的趋势;在1100℃进行碳化处理可以有效减少界面处的空洞,得到较平整的sic薄层,在此条件下外延生长了高质量的SiC薄膜.在该SiC薄膜上外延获得了具有单一晶向的应变sj薄膜,其霍尔迁移率明显高于相同掺杂浓度的体Si材料,电学性能得到了有效改善.     

InxGa1-xN合金薄膜In的表面分凝现象

用MOCVD方法在α-Al2O3 (0001）衬底上外延生长了InxGa1-xN合金薄膜. 测量结果显示：所制备的InxGa1-xN样品中In的组分随外延生长温度而改变，生长温度由620℃升高到740℃, In的组分由0.72降低到0.27. 这是由于衬底温度越高，In进入InxGa1-xN薄膜而成键的效率越低. 样品的X射线衍射谱和X射线光电子能谱均显示：在生长温度为620℃和690℃时所生长的InxGa1-xN样品中均存在明显的In的表面分凝现象；而生长温度升至740℃时所得到的InxGa1-xN样品中，In的表面分凝现象得到了有效抑制. 保持生长温度不变而将反应气体的V/III比从14000增加到38000, In的表面分凝现象也明显减弱. 由此可以认为，较高的生长温度使得In原子的表面迁移能力增强，In原子从InxGa1-xN表面解吸附的几率增大，而较高的V/III比则能增加N与In成键几率，从而有利于抑制In的表面分凝.     

GaAs基异质结材料MBE生长及应用

对 Ga As基调制掺杂异质结材料中作为沟道层的 In Ga As的生长条件进行优化 ,并在缓冲层中嵌入LT-Ga As。功率 PHEMT器件结果为在栅长 Lg=1 .7μm时 ,跨导 gm≥ 40 0 m S/mm,BVDS>1 5 V,BVGS>1 2 V,表明该材料有较好的性能