射频分子束外延生长氮化铝材料中缺陷的研究

采用射频分子束外延方法生长了氮化铝薄膜材料,研究了生长条件对外延层中位错和点缺陷等晶体缺陷的影响.结果表明,在富Al条件下,适当提高生长温度有利于抑制位错的产生,但同时会引入更多的氧杂质点缺陷.而对于空位点缺陷,在富Al条件下进行二维生长可同时增强Al和N原子的迁移,因此可有效地减少Al空位和N空位.但是,相比于Al空位,薄膜中的N空位更难以消除.     

铝插入层对硅基AlN外延特性的影响

采用等离子体辅助分子束外延(PA-MBE)研究了Al金属插入层对Si(111)衬底上AlN薄膜材料生长的影响。结果证明,Al插入层可改善AlN外延层的晶体质量,而且引入Al预扩散机制可消除外延表面的孔隙。同时,采用AlN插入层预扩散有利于获得Al极性的AlN,否则倾向于获得N极性的AlN。     

太赫兹器件用新型复合多层金刚石材料的研究

微波器件频率进入太赫兹,输能窗的厚度减小至一百甚至几十微米。常规的介质材料,或者多晶金刚石材料已经难以满足强度和真空密封性能的要求。为此设计并研制出一种新型微/超纳米复合多层金刚石膜。该膜采用微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD),通过反应气源和沉积参数的改变,实现在硅衬底上依次原位生长微米尺度和超纳米尺度的金刚石膜。研制的复合多层金刚石膜表面粗糙度Ra<0.5μm,生长面的断裂强度高达1550MPa,是普通多晶金刚石膜的三倍。用该膜封接的输能窗目前已经通过真空密封性测试,将首次应用于太赫兹真空器件。