蓝宝石衬底的ECR等离子体清洗与氮化的RHEED研究

通过分析 RHEED(反射高能电子衍射 )图像研究了 ECR(电子回旋共振 )等离子体所产生的活性氢源和氮源对蓝宝石衬底的清洗与氮化作用 ,结果表明 :在 ECR氢等离子体中掺入少量的氮气可以明显提高蓝宝石衬底的清洗效果 ,从而获得平整而洁净的衬底表面 ;而采用 ECR氮等离子体对经过氢氮混合等离子体清洗 2 0 min后的蓝宝石衬底进行氮化 ,能观测到最清晰的氮化铝成核层的 RHEED条纹 ,且生长的 Ga

在RHEED实时监控下GaAs晶体生长研究

采用分子束外延技术,利用RHEED图像可研究GaAs表面重构方式和生长机制。报道了一种新型的分子束外延方法,在RHEED实时监控下,利用GaAs(001)基片同质外延GaAs。通过改变生长和退火的时间与温度(420、500、580℃),结合RHEED图像演变与GaAs表面平整度(粗糙化)的联系,得到表面原子级平整的GaAs样品。完成生长后对样品做EDS分析,确定样品为高纯度GaAs。利用这种方法,得到厚度约为4μm砷化镓晶体。

RHEED实时监控下MBE生长不同In组分的InGaAs薄膜

利用分子束外延技术,通过RHEED图像演变实时监控薄膜生长状况,采用RHEED强度振荡测量薄膜生长速率,固定Ga源温度、改变In源温度在GaAs(001)基片上外延生长了不同In组分(39%、29%、19%)的InGaAs薄膜。比较RHEED强度振荡以及RHEED衍射图像,发现随着In组分的增加In-GaAs的生长将很快进入三维粗糙表面生长模式,并指出In0.19Ga0.81As和In0.29Ga0.71As薄膜处于(2×3)表面重构相。In0.19Ga0.81As样品进行退火处理后完成STM扫描分析,证实样品为表面原子级平整的In-GaAs薄膜。

PLD制备钛酸铅薄膜过程的RHEED分析

本文采用反射式高能电子衍射(RHEED)监测脉冲激光沉积法制备钛酸铅薄膜过程。根据PbTiO3/MgO(001)薄膜、PbTiO3/Si(100)薄膜生长过程中RHEED强度的时间演变,分析基片对薄膜生长模式的影响。并且观测不同生长时刻的RHEED强度的空间分布,讨论生长过程中薄膜表面的台阶尺寸变化。另外,比较在不同氧分压下沉积的钛酸铅薄膜表面的RHEED图案,发现氧气将改变薄膜的微结构,提高薄膜的结晶性。

具有RHEED在线监控功能的超高真空CVD系统及3＂硅片低温外延研究

本文报道了自己研制的一台超高真空化学汽相淀积（ＵＨＶ／ＣＶＤ）系统，本底真空达１０－７Ｐａ．该系统配有反射高能电子衍射仪，可对衬底表面清洁状况、外延层厚度等进行在线监控．利用该设备进行了硅低温外延实验，生长温度为７８０℃，得到了表面平整、缺陷密度低、界面杂质分布陡峭的薄外延层．

标准温度和衬底分步清洗对GaN初始生长影响RHEED研究

在经过校温的ECR PEMOCVD装置上 ,通过分析RHEED(反射高能电子衍射 )图像研究了常规清洗和ECR等离子体所产生的活性氢氮等离子体源对蓝宝石衬底进行清洗、氮化实验 ,结果表明 :经常规清洗的蓝宝石衬底的表面晶质差异很大 ;按照经验清洗 30min是不能清洗充分的 ,那么根据情况进行多步清洗就显得很重要了 ;结果表明清洗得很充分的衬底经 2 0min的氮化出来 ,而未清洗充分的衬底 2

RHEED衍射花样与晶体表面形貌的关联性研究

采用带有RHEED的MBE技术,在GaAs(001)单晶衬底上生长不同厚度(0 ML,4 ML,15 ML)的In0.53Ga0.47As外延层,实时监测RHEED衍射图像的演变过程,生长结束后采用STM对其形貌进行扫描分析。研究分析结果表明,随着In0.53Ga0.47As外延层的不断加厚,RHEED衍射图像从最初的清晰明锐、重构可辨逐渐演变到背景模糊、条纹断裂,最后进入完全的网格状斑点状态;与此同时,对应的表面形貌也从原子级的有序平坦表面逐渐过渡到部分3D岛形成、粗糙度提高,最后表面完全由3D岛构成,表面进入粗糙状态。

用于薄膜外延生长的单晶基片RHEED研究

利用反射式高能电子衍射仪(RHEED)对微电子技术常用的Si,SrTiO3单晶基片进行了表面结构分析.研究了硅基片的不同清洗工艺对衍射图样的影响,发现衬底的处理工艺非常重要.借助于反射式高能电子的衍射图样和理论分析,计算出与理论值相近的SrTiO3基片晶格常数.结果表明,高能电子衍射仪可以被用于计算生长在基片上的外延薄膜面内晶格常数.

[(BaTiO_3)_m/(SrTiO_3)_m]_n超晶格生长的RHEED实时研究

利用反射高能电子衍射(RHEED),研究了在SrTiO3(100)基片上采用激光分子束外延法生长的[(Ba-TiO3)m/(SrTiO3)m]n超晶格薄膜的生长特性。观察到清晰明亮的反射高能电子衍射花样及富有周期性的RHEED振荡曲线,制备的超晶格呈现良好的结晶层状外延生长,薄膜表面及界面的平整度很好。

GaAs(001)_β2(2×4)表面RHEED图谱的虚拟设计

为了保证有关国内一流大型仪器设备的实验教学质量,同时还能节省高校的实验耗费,在LabVIEW8.2开发环境下,通过对反射式高能电子衍射仪(RHEED)原理、样品砷化镓GaAs(001)_β2(2×4)表面原子结构及相关固体物理学知识的深入探究,运用图形化编程语言,采用数据流编程方式,设计实现了理论情况下的GaAs(001)_β2(2×4)表面原子结构RHEED图谱。该阶段性成果使得虚拟RHEED实验系统的研究开发有了突破性进展。

RHEED实时监控下MBE外延InAs/GaAs量子点

采用分子束外延方法,通过RHEED的实时监控在Ga As(001)衬底上外延生长In As量子点.利用改变生长厚度(1.7,1.8,2.0,3.0 m L),结合RHEED衍射花样与STM扫描图片,获得In As量子点表面形貌与生长层数的对应关系,揭示了In As/Ga As量子点的生长变化规律.研究发现,当外延In As厚度在1.7 m L以下时样品保持平整状态,几乎没有出现任何量子点结构;当In As外延厚度超过1.7 m L时,外延层生长模式将从2D模式向3D模式过渡,从而形成In As量子点,证明1.7 m L就是In As在Ga As表面外延时的临界厚度;进一步增加In As沉积量后(1.8,2.0,3.0 m L),量子点将通过自组装生长从逐渐增多到不断增大然后再到数量和体积都迅速增大的转变过程.

MBE系统中GaAs样品的RHEED分析

本文根据在调试分子束外延(MBE)系统过程中,使用反射式高能电子衍射(RHEED)对GaAs样品实时监控得到的图片进行分析,从而总结出在MBE外延生长实验中对采用的GaAs样品的化学清洗方法。

砷化镓表面RHEED图谱的LabVIEW设计

本文在LabVIEW 8.2开发环境下,通过对反射式高能电子衍射仪(RHEED)原理及样品砷化镓GaAs(001)_a(2×4)结构模型的表面原子结构进行深入探究,编程设计实现了理论情况下的GaAs(001)_a(2×4)表面原子结构RHEED图谱。该阶段性成果使有关虚拟RHEED实验系统课题的研究进一步深入,课题最终成果将具有双重意义。

从RHEED图像间距分析外延GaN基薄膜表面晶格演变

通过简单叙述作为外延薄膜进行原位监测的一个重要手段的反射高能电子衍射(RHEED)以及RHEED图像的条纹或点阵与GaN基薄膜表面形貌的关系,提出了基于RHEED图像分析外延GaN基薄膜晶体结构演变情况,并从衬底α-Al2O3的氢氮等离子体清洗、氮化、生长缓冲层以及生长外延层进行具体的分析、比较和演算。

用RHEED方法分析半导体薄膜特性

在讨论ＲＨＥＥＤ原理的基础上，介绍了组建的ＲＨＥＥＤ装置和其附属的真空系统，并用此装置得到了Ｓｉ薄膜的ＲＨＥＥＤ衍射花样。

GaSb薄膜生长的RHEED研究

采用分子束外延技术,在GaAs衬底上生长GaSb薄膜时,利用反射式高能电子衍射仪(RHEED)对衬底表面清洁状况、外延层厚度等进行在线监控。通过RHEED讨论低温缓冲层对GaSb薄膜表面结构和生长机制的作用,可以估算衬底温度,并能计算出薄膜的生长速率。实验测量GaSb的生长周期为1.96 s,每秒沉积0.51单分子层。低温缓冲层提高了在GaAs衬底上外延GaSb薄膜的生长质量。

分子束外延InAs量子点的RHEED实时原位分析

介绍了利用反射式高能电子衍射(RHEED)方法在自组装InAs量子点制备过程中进行结构分析的理论研究与实验工作的最新进展。从反射式高能电子衍射在InAs量子点临界转变状态测定、量子点表面取向、量子点应力分布测定、量子点形核长大动力学过程研究等方面的应用,可以看出RHEED在InAs量子点形成过程中对多种结构特征的原位分析具有突出优势。反射式高能电子衍射仪作为分子束外延系统中的标准配置,已成为一种对InAs量子点微观结构进行分析的简易而理想的分析测试工具。随着反射式高能电子衍射以及衍射理论的进一步发展,必将促进InAs量子点结构的精确表征水平的提高,进而实现更加理想结构的InAs量子点的制备及其应用。

外延GaN基薄膜表面应变演变RHEED分析

介绍了反射式高能电子衍射仪(RHEED)衍射原理以及半导体薄膜表面原子间距与其衍射图像间距成反比例关系。分析了采用ECR-PEMOCVD生长技术,在α-Al2O3衬底上低温外延GaN基薄膜(氮化层、缓冲层、外延层)工艺过程。通过对RHEED图像分析软件获取不同工艺过程中的外延薄膜衍射条纹间距的数据分析、计算、比较,得到薄膜表面衍射图像间距的大小,依据RHEED衍射图像与原子面间距之间的对应关系,分析薄膜表面的应变状态演变情况。分析计算结果表明生长20min氮化层、20min缓冲层的表面原子层处于压应变状态,而生长180min的AlN外延层,表面则处于完全弛豫状态。

基于RHEED图像外延GaN基薄膜表面晶格演变分析

通过阐述外延薄膜进行原位监测的反射高能电子衍射(RHEED)以及RHEED图像的条纹或点阵与GaN基薄膜表面形貌的关系,提出了基于RHEED图像分析外延GaN基薄膜晶体结构演变情况,从衬底α-Al2O3的氢氮等离子体清洗、氮化、生长缓冲层以及生长外延层进行具体的分析、比较和演算。结果表明衬底在清洗前后表面晶格常数基本保持一致,对于氮化层、缓冲层以及外延层情况,表面原子层处于应变状态。

Si基Er_2O_3薄膜初始生长的原位RHEED和AES研究

采用分子束外延(MBE)法在Si(001)衬底上生长Er2O3高k薄膜材料。X射线衍射结果表明,用这一方法得到的硅基Er2O3薄膜是(440)取向的单晶,电学测试预示在Si和Er2O3薄膜的界面有一层很薄的界面层。为了研究Si/Er2O3异质结的界面,通过原位反射式高能电子衍射(RHEED)和俄歇能谱(AES)的方法对Er2O3薄膜在Si衬底上的初始生长情况进行研究。发现在清洁的Si衬底和有SiO2的Si衬底上生长Er2O3薄膜,原位RHEED图谱和AES都有不同的结果,预示着这两种不同的衬底上生长Er2O3薄膜的初始阶段有不同的化学反应。这一现象可能阐释了界面的演变和控制机理。