低温低真空CVD生长锗硅异质结外延材料

利用自行研制的超净低温低真空化学气相外延系统,应用锗烷和硅烷气本,在２英雨到３英雨的衬底硅片上生长了锗硅异质结外延层。在６６５℃,６１０℃和５７５℃不同温度分别生长了Ｓｉ０．５Ｇｅ０．２,Ｇｅ０．５和Ｓｉ０．６５Ｇｅ０．３５的异质外延层,获得了原子级表面和界面的异质外延材料。结果表明：外延生长速率和Ｇｅ组分由硅烷和锗烷的分压及生长时的温度控制。并利用Ｘ射线双昌衍射,扩展电阻和电化学Ｃ－Ｖ法研究了Ｇ     

Mg掺杂的AlGaN的MOCVD生长

文章主要研究利用金属有机物化学汽相沉积(MOCVD)方法制备的Mg掺杂AlGaN薄膜.根据Raman光谱对Mg掺杂AlGaN薄膜应力和X射线摇摆曲线对晶体质量的研究表明引入高温AlN插入层能有效调节应力,并提高薄膜质量,降低位错密度.实验发现在保持Mg掺杂量不变的情况下,随着Al组分的上升,材料中出现大量岛状晶核,粗糙度变大,晶体质量下降,由三维生长向二维生长的转变更加困难.同时研究发现Al组分的上升和Mg掺杂量的增加都会使得螺位错密度上升;Mg的掺杂对于刃位错有显著影响,而Al组分的上升对刃位错无明显影响.经过退火温度对空穴浓度影响的研究,发现对于P型Al0.1Ga0.9N样品,900℃为比较理想的退火温度.     

AlGaN基共振腔增强的p-i-n型紫外探测器

设计了目标探测波长为320nm的AlGaN基共振腔增强的p-i-n型紫外光电探测器,共振腔由分别作为底镜和顶镜的AlN/Al0.3Ga0.7N布拉格反射镜和空气/GaN界面组成,有源区p-GaN/i-GaN/n-Al0.38Ga0.62N被置于腔内.该结构采用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)方法在蓝宝石衬底和GaN模板上外延生长得到.光谱响应测试显示了正入射时该器件在波长313nm处出现响应的选择增强,零偏压下响应度为14mA/W.     

应变硅薄膜的厚度对材料迁移率的影响

用化学气相沉积方法在SiC/Si上外延生长了应变硅薄膜.扫描电子显微镜方法显示所得样品具有明显的Si/SiC/Si三层结构,喇曼散射光谱和X射线衍射测量结果表明外延的Si薄膜存在应变.Hall效应测量证明相比于相同浓度的体Si材料应变Si薄膜具有较高的霍尔迁移率;但随着应变硅层厚度的增加,霍尔迁移率下降,这应与薄膜中应变减小和失配位错有关.     

用氢化物气相外延(HVPE)法生长的氮化铟薄膜的性质研究

在自制设备上用氢化物气相外延(HVPE)方法在α-Al2O3以及GaN/α-Al2O3衬底上生长了InN薄膜,并对其性质进行了研究.重点研究了生长温度的变化对所获得的InN薄膜的影响,并利用X射线衍射研究了InN薄膜的结构,用扫描电子显微镜研究了其表面性质,用霍尔测量研究了其电学性质.X射线衍射的结果表明,直接在α-Al2O3上生长得到的是InN多晶薄膜;而在GaN/α-Al2O3上得到的InN薄膜都只有(0002)取向,并且没有金属In或是In相关的团簇存在.综合分析可以发现,在650℃时无法得到InN薄膜,而在温度550℃时生长的InN薄膜具有光滑的表面和最好的晶体质量.     

氢化物气相外延生长GaN膜性质研究

利用氢化物气相外延技术在c 面蓝宝石上生长得到纤锌矿结构GaN膜。采用高分辨X射线衍射、拉曼光谱和光致发光谱对GaN外延膜进行了结构表征和光学性质研究,重点探讨了光致发光谱的温度变化特性。样品(002)面和(102)面摇摆曲线半高宽分别为322和375arcsec,表明生长的GaN膜具有较好的晶体质量。高分辨X射线衍射、拉曼光谱和光致发光谱测试表明,外延膜中存在0.26GPa的面内压应力。变温光致发光谱研究发现GaN外延膜中A自由激子发射峰和施主束缚激子发射峰随温度变化服从能带收缩理论。但由于A自由激子单声子伴峰可能是一种与自由激子动能变化相关的自由激子-声子相互作用的复合机制,导致其峰位呈现先蓝移后红移变化,以及其积分强度出现先增加后降低的现象。     

PECVD法氮化硅薄膜生长工艺的研究

采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD),在单晶硅衬底(100)上成功制备了不同生长工艺条件下的氮化硅薄膜。分别采用XP-2台阶仪、椭圆偏振仪等手段测试了薄膜的厚度、折射率、生长速率等参数。并采用原子力显微镜(AFM)研究了薄膜的表面形貌。结果表明,温度和射频功率是影响薄膜生长速率的主要因素,生长速率变化幅度可以达到230nm/min甚至更高。对于薄膜折射率和成分影响最大的是NH3流量,折射率变化范围可以达到2.7～1.86。分析得出受工艺参数调控的薄膜生长速率对薄膜的性质有重要影响。     

红橙光InGaN/GaN量子阱的结构与光学性质研究

采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术生长了具有高In组分InGaN阱层的InGaN/GaN多量子阱(MQW)结构,高分辨X射线衍射(HRXRD)ω-2θ扫描拟合得到阱层In含量28%。比较大的表面粗糙度表明有很大的位错密度。室温下光致荧光(PL)研究发现该量子阱发射可见的红橙光,峰位波长在610 nm附近。变温PL(15～300 K)进一步揭示量子阱在低温下有两个发光机制,对应的发射峰波长分别为538 nm和610 nm。由于In分凝和载流子的局域化导致的载流子动力改变,使得量子阱PL发光峰值随温度增加呈明显的"S"变化趋势。     

InGaN/GaN薄膜的阴极荧光研究

利用高性能阴极荧光(CL)联合分析系统结合场发射扫描电镜对使用MOCVD方法在蓝宝石衬底上实现的不同生长温度条件下InGaN/GaN薄膜材料进行测试分析.利用CL紫外可见光谱系统,对(0001)面蓝宝石衬底上生长的InGaN/GaN薄膜进行阴极荧光单色谱测试分析,揭示了CL的发光波长与In成分变化之间的关系,即随着薄膜...     

LPCVD法在GaN上生长Ge薄膜及其特性

本文报道了在GaN/蓝宝石作衬底生长Ge薄膜材料的外延生长及其特性研究。研究了不同外延生长条件。结果表明,使用低压化学气相外延技术在GaN/蓝宝石衬底复合衬底上可以生长Ge薄膜。高分辨X射线衍射谱研究得到了峰位分别位于2θ=27.3°、2θ=45.3°和2θ=52.9°的Ge峰.原子力显微镜研究表明得到的Ge薄膜的表面粗糙度为43.4nm。扫描电子显微镜研究表明生长的Ge/GaN/蓝宝石具有清晰的层界,表面Ge晶粒致密并且分布均匀。Raman谱表明所生长的Ge的TO声子峰位于299.6cm-1,这表明了生长的Ge薄膜具有良好的质量。