GaP缺陷增殖机理的研究

将掺杂为Te、晶面(111)的n型GaP单晶样品,机械抛光后,在通有饱和C1_2气的甲醇溶液中,室温下化学抛光40分钟,然后用去离子水冲洗后,在H_2SO_4∶H_2O_2∶H_2O=3∶1∶1的腐蚀液中,70℃下腐蚀10—15分钟,即有位错腐坑显出,并有再现性。以这种样品材料为衬底的掺N、Zn液相外延生长层,仍用上述腐蚀液,在同样温度     

GaP：N LPE半导体材料位错密度和位错坑形态分析

利用扫描电子显微镜研究ＧａＰ：Ｎ ＬＰＥ材料中位错密度和发光的关系及位错坑形态，结果发现：样品经外延后，外延层的位错密度比衬底的位错密度有不同程度的下降，因样品各异，下降幅度为３７％￣８３％；外延层的位错密度越低，样品的发光越好。位错坑的形态有正六棱锥形，不等边六棱锥形和正三棱锥形３种形状，随着腐蚀过程进行，正六棱锥形坑渐渐演变为正三棱锥形坑。     

MOCVD生长非故意掺杂GaN/Si薄膜的电阻率控制研究

本文采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)在Si(111)衬底上生长了非故意掺杂GaN薄膜。高分辨率X射线衍射(HRXRD)和Lehighton非接触面电阻测量系统用来表征GaN外延层的质量和面电阻(Rs)。通过计算HRXRD测量得到的GaN(0002)和(10-12)半高宽(FWHM),估算了GaN外延层中的线性位错密度(TDD)。GaN外延层的Rs和TDD之间的关系被研究。下面GaN初始层生长条件,包括载气种类(H2或N2)、生长温度和生长压力,对上面GaN外延层的影响被讨论和分析。我们认为H2作为载气能提高GaN质量,减少GaN外延层中的TDD,并由于其活泼的化学特性,能通过还原反应去除GaN外延层中的O和C等杂质。另外,下面GaN初始层在低温和高压下生长,更有助于提高GaN质量和减少TDD。下面GaN初始层通过在H2载气、低生长温度(1050℃)和高生长压力(400mba)下外延生长,上GaN外延层的电阻率得到了提高。     

LPE法生长GaP/Si材料初探

用普通的液相外延(LPE)方法,在Si衬底上生长了厚约10μm的GaP外延层,并对以Ga,In或Sn为生长熔体进行生长得到的结果做了比较.结果表明,Si在Ga中溶解度很大,Ga不适合做熔体;In为熔体时生长出InGaP合金,Si含量较高,而且出现化学计量比偏离现象;Sn为熔体生长的GaP层中Si含量小于In熔体,而且GaP符合化学计量比.测得GaP外延层带隙波长为540     

锗硅分子束外延层与衬底界面的电镜研究

使用分子束外延技术制和轩了应变锗硅外延薄膜，并在不同温度下对样品等时热退火处理；采用侧面透射电子显微镜对退火样品进行观测，获得有关高温退火后锗硅外延层与硅衬底界面的位错生长情况，采用高分辨电子显微镜观测样品退火以前的显微结构，表明样品在８５０℃退火温度时出现的位错生长是一种混合型热松弛机理。     

退火对p 型GaP 和p 型AlGaInP载流子浓度的影响

采用LP-MOCVD技术在n-GaAs衬底上生长了AlGaInP/GaInP多量子阱红光LED外延片.相关研究表明退火对p型GaP和p型AlGaInP载流子浓度有重要影响.与未退火样品相比,460℃退火15min,外延片p型GaP层的空穴浓度由5 6×1018cm-3增大到6 5×1018cm-3,p型AlGaInP层的空穴浓度由6 0×1017cm-3增大到1 1×1018cm-3.这可能是由于退火破坏了Mg-H复合体,恢复了Mg受主的活性导致的.     

外延生长的SrTiO_3/DyScO_3薄膜的微结构研究

利用激光分子束外延技术在DyScO3(DSO)衬底上异质外延生长了SrTiO3(STO)薄膜.采用原位X射线衍射方法在20~300 K范围内测量了低温下薄膜的热膨胀系数;讨论了应变与晶格失配之间的关系.薄膜的晶格参数在80 K的异常变化可能预示着结构相变的存在.高分辨X射线衍射用来分析样品中存在的两种位错:剪切位错和螺旋位错.结果显示,总的螺旋位错密度要比剪切位错密度大得多.我们认为螺旋位错是样品生长过程中的主要缺陷;剪切位错密度随着样品厚度的增加而增加.这两种位错密度之间的比例关系决定了薄膜的生长模式.     

硫离子注入制备N.GaAs薄层

本文讨论了用S~ 注入掺铬的半绝缘GaAs衬底以制备N—GaAs薄层。目的是代替微波低噪声砷化镓肖特基势垒场效应管(SBFET)所需要的GaAs薄外延层。注入条件:能量100Kev,剂量1.5×10~(13)/cm~2,退火温度为825℃,退火时间15分钟。已经做出0.2～0.3μm厚的N型薄层,平均载流子浓度为5×10~(16)～1×10~(17)/cm~3。。载流子迁移率在2600～3400cm~2/V.S的范围。薄层厚度和载流子浓度的均匀性是好的。采用双注入即注入S~ 之后,再注入P~ 可以改善注入层的电特性。利用S~ 注入制备的N—GaAs薄层,已制出SBFET,其跨导和夹断电压可与气相外延薄层制备的SBFET相比拟。     

圆锥形图形化蓝宝石衬底对MOCVD生长GaN外延膜的位错密度和应力应变影响

通过金属氧化物化学气相沉积（MOCVD）方法在2．5μm×1．6μm×0．5μm圆锥形图形化蓝宝石衬底（CPSS）和没有图形化平面蓝宝石衬底（uss）上生长GaN外延膜．高分辨率X射线衍射仪（HRXRD）测试结果表明,生长在CPSS上GaN的刃位错的密度比生长在USS上GaN的刃位错密度低得多;从透射电子显微镜（TEM）观察,CPSS可有效地减小GaN外延膜中的线位错密度;拉曼散射谱显示通过CPSS可有效地减小GaN外延膜中的残余应力;比较两种外延膜中的光致发光谱（PL）,能从生长在CPSS上GaN外延膜中观察到强而尖的带边发射．以上结果表明：生长在CPSS上GaN外延膜的质量高于生长在USS上GaN外延膜的质量．     

衬底定向偏差角对非平面衬底液相外延的影响

在非平面衬底液相外延中,衬底的定向偏差角对外延生长有较大影响。为此我们对衬底定向偏差角对外延层形状及表面形貌的影响做了实验研究。 一、实验 1.对外延层形状的影响 我们在衬底定向和(100)面无偏差角(误差在±0.1°范围)及沿沟槽方向和(100)面有0.5°—1°的偏差角的衬底片上,进行液相外延生长四层结构。     

分解GaP源固态分子束外延生长InGaP/GaAs的结构和性能

采用分解GaP这一新型固态P源分子束外延在GaAs衬底成功制备了InGaP外延薄膜.3μm厚的InGaP外延层低温荧光峰位是1.998 eV,半峰宽为5.26 meV.双晶摇摆曲线的线宽同GaAs衬底相近.霍尔测量非故意掺杂InGaP外延层的室温迁移率同其他源或其他方法生长的外延层结果类似.     

立方相GaN外延层中堆垛层错的非对称性

通过TEM截面像和平面像的观察，对于用低压金属有机化合物气相外延（LP-MOVPE）法在GaAs（001）衬底上制备的立方相GaN外延层中的缺陷结构进行了观察和分析。结果表明，在立方GaN/GaAs（001）外延层中存在很高密度的堆垛层错，层错密度及其宽度在相互垂直的（110）方向上有明显的差异，闪锌矿结构中α位错与β位错间的差异可能是层错出现非对称性的原因。     

采用热壁外延技术在GaAs衬底上生长CdTe单晶薄膜

我们采用自行设计制造的热壁外延(HWE)装置在GaAs(100)衬底上生长了CdTe晶膜。分析测试表明,该膜为(100)单晶膜。HWE技术生长的CdTe/GaAs结构为外延生长HgCdTe提供了十分合适的衬底。 外延源是用99.999％的cd和Te,在10~(-4)Pa真空,800～1000℃温度下煅烧100h而获得的CdTe多晶。衬底采用(100)GaAs单晶片,解理成6×6 mm~2方块。清洁处理     

P型低阻硅外延生长提高成品率的探讨

在重掺硼微偏离<111>的硅单晶衬底上,汽相生长厚为6—8微米,电阻率为O.5—O.8欧姆·厘米的P型外延层。 在生长中利用控制自掺杂效应使电阻率满足要求,严格控制生长温度在1110℃—112O℃,生长速度在O.7—1.1微米/分,得到表面光亮、平整,电阻率均匀的外延片。使成品率可达90％左右。     

氧化锌薄膜的微观结构及其结晶性能研究

以普通玻璃作为衬底材料,采用射频磁控溅射方法制备了氧化锌(ZnO)透明导电薄膜,通过X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)测试,研究了衬底温度对薄膜微观结构及其结晶性能的影响.结果表明:所制备的ZnO薄膜均为(002)晶面择优取向生长的多晶薄膜,其微观结构和结晶性能与衬底温度密切相关.衬底温度对ZnO薄膜的织构系数TC(hkl)、平均晶粒尺寸、位错密度、晶格应变和晶格常数都具有不同程度的影响,当衬底温度为800 K时,ZnO薄膜样品的织构系数TC(002)最高(4.929)、平均晶粒尺寸最大(20.91 nm)、位错密度最小(2.289×10~(15)line·m~(-2))、晶格应变最低(2.781×10~(-3)),具有最高的(002)晶面择优取向生长性和最佳的微观结构性能.     

衬底温度对铝掺杂氧化锌薄膜生长及其微结构性能的影响

以铝掺杂氧化锌(Zn O:Al)陶瓷靶作为溅射材料,采用RF磁控溅射技术,在玻璃衬底上制备了Zn O:Al半导体薄膜,通过X射线衍射(XRD)测试研究了衬底温度对Zn O:Al薄膜生长特性及其微结构性能的影响.研究表明:衬底温度对薄膜生长和微结构均具有明显的影响;随着衬底温度的升高,薄膜(002)晶面取向度和平均晶粒尺寸表现为先增大后减小的变化趋势,而半高宽、微应变和位错密度则呈现出先减小后增大的变化趋势.当衬底温度为650 K时,Zn O:Al薄膜具有最高的(002)晶面取向度、最大的晶粒尺寸、最窄的半高宽、最低的微应变、最小的位错密度,其结晶性能和微结构性能最佳.     

化学浴沉积法制备ZnO纳米线的形貌分析

为了制备垂直排列长径比高的ZnO纳米线,首先采用脉冲激光沉积法(PLD)在不同温度的掺锡氧化铟(ITO)透明导电玻璃衬底上制备一层ZnO种子层,然后用化学浴沉积法(CBD)在已制备了种子层的衬底上生长ZnO纳米线,同时系统地研究了不同生长条件对ZnO纳米线生长行为的影响,并使用扫描电子显微镜和原子力显微镜对其形貌、生长特征等进行了测试和表征。结果表明,在衬底温度为200℃的ITO衬底上沉积的ZnO种子层具有良好的结晶性。当生长时间为9 h,水浴温度为95℃,聚乙烯亚胺(PEI)浓度为4. 5 mmol/L时,通过CBD法生长的ZnO纳米线呈六角形状垂直排列于具有种子层的ITO基片上,长径比高达20. 56。     

氢气氛生长区熔硅的热处理缺陷及其与辐照缺陷的相互作用

用深能级瞬态谱、红外吸收光谱和少子寿命测量研究了热处理后的氢气氛生长的区熔硅的氢致缺陷及其与辐照缺陷的相互作用。DLTS测得的E_c-0.22eV的电子陷阱相应于500℃—650℃范围热处理生成的氢致缺陷,而在低于500℃和高于650℃范围的热处理时,没有观察到上述电子陷阱,这和少子寿命测量在600℃热处理范围出现极小值是一致的。500℃热处理氢气氛硅经中子辐照后A中心生成率特别低及经辐照后氢气氛硅红外吸收光谱2123cm~(-1)谱带的消失,表明四面体间隙位置的氢原子是俘获空位的很效陷阱之一。     

无电极光助化学腐蚀法制备GaN微/纳米结构及其物性研究

利用K2S2O8作为氧化剂,通过无电极光助化学腐蚀GaN外延层制备多种形貌的GaN微米/纳米结构.采用扫描电子显微镜(SEM)、阴极射线发光图(CL mapping)、高分辨X射线衍射(HRXRD)、拉曼光谱(Raman spectra)和光致发光谱(PL)等先进的表征手段研究腐蚀样品的形貌、晶体结构和光学性质.结果表明:在高浓度的KOH(1 mol/L)和低强度的紫外光照下,腐蚀出高质量的腐蚀坑、微米/纳米柱和纳米线;在低浓度KOH(0.4 mol/L)和高强度的紫外光照下,制备出GaN棱锥,研究发现此微米/纳米锥体阵列为包裹了位错的GaN晶体.在腐蚀液KOH浓度低至0.1 mol/L时,GaN腐蚀样品表面形成大量的晶须,聚集成束,晶须揭露了位错;并探讨了多形貌微米/纳米GaN的形成机理.腐蚀温度和GaN外延层极性对腐蚀形貌也具有明显的影响.     

退火对SOI材料电阻率的影响

在SIMOX SOI材料外延生长硅层时,存在电阻率较高的过渡层.对衬底研究表明,SOI层呈现高阻.采取不同温度对衬底进行退火,结果表明:合适的温度退火可以明显降低SOI层电阻率,对外延硅层后的SOI材料进行退火,也可以部分降低外延层电阻率,减少外延层中高阻层厚度.