MOCVD化合物半导体材料及其应用

总结了我国在ＭＯＣＶＤ化合物半导体材料方面的最新进展，重点为ＭＯＣＶＤ化学、ⅢⅤ族和ⅡⅥ族半导体材料及其在光电和微波器件中的应用。为进一步发展我国的ＭＯＣＶＤ材料提出了若干建议。

砷化镓气相外延中Zn的行为和微光材料的制备

在Ga-AsCl_3-H_2系统中用金属Zn为掺杂剂,研究了气相外延GaAs时Zn的掺入和行为。GaAs中Zn的分配系数和空穴浓度分别为10和大于10^(20)cm^(-3),它们都比掺Cd的GaAs大2—3个数量级。这保证了用以制备光阴极材料所需的高空穴浓度的P-GaAs。结合掺Zn和掺s,已重复制得界面良好的P-n结构材料。

十年来上海Ⅲ—Ⅴ族化合物的进展

本文总结了十年来上海对Ⅲ—Ⅴ族化合物半导体的材料、特性应用和物理化学方面的研究与发展概况,并展望了其前景。

化合物半导体禁带宽度和熔点的人工神经网络预报

利用经标志样本集训练的人工神经网络对Ⅲ－Ⅴ、Ⅱ－Ⅵ族二元化合物和Ⅰ－Ⅲ－Ⅵ２、Ⅱ－Ⅳ－Ⅴ２族三元化合物半导体的禁带宽度和熔点进行了预报。

二元系液相分层规律及会溶和偏晶温度的预报

固相生成金属间化合物的液相分层二元系在Ｍｉｅｄｅｍａ的Δ—Δｎｗｓ１／３图中，分布在Δ＞１．３的区域，然而在该区域混杂有固相没有金属间化合物的液相分层二元系。为了消除这种混杂现象，应用扩展的Ｍｉｅｄｅｍａ合金元胞模型研究了金属液相分层二元系固相能否生成金属间化合物的规律。在由原子参数Δ与Δｎｗｓ１／３及ΔＺ张成的多维空间中，上述两类二元系各自分布在特定的区域。据此结果，以Δ，Δｎｗｓ１／３，ΔＺ，ＲＡ／ＲＢ作为人工神经网络的输入特征量，采用误差反向传递算法，利用经已知样本集训练的人工神经网络对上述二元系的会溶温度和偏晶温度进行预报。

应用NRTL方程从液-液部分互溶二元合金系相图提取热力学数据

根据液液部分互溶二元合金系相图偏晶点和会溶点的温度与组成数据，应用遗传算法求解ＮＲＴＬ方程中的能量参数（ｇ２１－ｇ１１）、（ｇ１２－ｇ２２）和有规参数α１２之值，进而计算该类体系组分的活度系数，并以ＺｎＰｂ液液部分互溶二元系为例进行了活度系数计算，其结果与实测数据符合较好。

MOCVD GaInP材料生长过程热力学及其特性

本文通过MOCVDGaInP的生长速率，组分In的气相分配比与生长温度的关系，较强细地对GaInP生长过程中的热力学进行了研究，并研究了低温GaInP缓冲层对高温GaInP外延生长的影响，根据GaInP的组分．随生长温度的变化关系，生长出质量较好的短波长Ga0.65In0.35P材料．

电解液电反射法研究GaAs/GaAlAs多层结构材料

在研究GaAs和GaAlAs电解液电反射谱的基础上,把电解液电反射方法与电化学可控阳极溶解技术结合起来,对GaAs/GaAlAs多层结构材料进行深度剖面分析。根据阳极溶解过程中电反射谱的变化,研究了多层结构材料的界面性质、p-n结位置和纵向铝组分分布。

MOCVD外延生长Ga_(1-x)Al_xAs_(1-y)Sb_y半导体薄膜气固平衡和人工神经网络预报

本文研究了ＭＯＣＶＤ外延生长Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ１－ｙＳｂｙ半导体薄膜的生长条件与外延层组成的关系，并用人工神经网络法总结有关气固平衡规律。结果表明，用气相组成，载气流量和生长温度等影响外延层组成的主要参数作为人工神经网络的输入，以固相Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ１－ｙＳｂｙ中的Ａｌ和Ｓｂ的含量ｘ、ｙ作为输出，训练的人工神经网络可以预报固相组成ｘ、ｙ，得到满意结果。

Ga－In－As－Sb系合金固－液平衡和人工神经网络预报

本文用ＤＴＡ法测量了Ｇａ－Ｉｎ－Ａｓ－Ｓｂ系合金的液相线温度，并用滑舟法在Ｇａｓｈ衬底上生长液相外延膜，并用电子探针法分析膜的成分．在此基础上利用实验数据和文献数据训练人工神经网络模型，神经网络模型用交叉检验法测试是否过拟合．经测试合格的神经网络可以预报液相线温度和外延层组成．

稠环烃有机半导体禁带宽度的人工神经网络预报

稠环烃有机半导体的禁带宽度与其分子构型以及π电子数有关，将可表征分子几何结构特征的拓扑指数一顶点复杂度信息指数和π电子数作为人工神经网络的输入特征量，利用经已知样本集训练的人工神经网络对稠环烃有机半导体的禁带宽度进行预报，预报结果与实测结果符合较好，表明人工神经网络是进行定量结构—性质或定量结构—活性相关性研究的一种有效方法。

电化学光伏法测定n-和p-GaAs少子扩散长度

从GaAs/电解液界面的电化学研究,提出了一种适合于测定化合物半导体少子扩散长度的光电化学新方法──电化学光伏法,用它成功地测定了n-和p-GaAs体单晶及外延层的少子扩散长度。

MOCVD外延生长GaInAsSb合金半导体薄膜的模式识别和人工神经网络研究

用模式识别和人工神经网络法总结ＭＯＣＶＤ外延生长ＧａＩｎＡｓＳｂ薄膜的生长条件与外延层组成的关系。结果表明，气相中ＴＭＩｎ和ＴＭＳｂ的含量、Ⅴ／Ⅲ比和生长温度是影响外延层组成的主要因素。用这些参数作特征变量，以外延层铟含量是否大于０６、锑含量是否大于０４作为分类标准，可得到良好的模式识别分类效果和人工神经网络交叉检验结果。

MOCVD GaInP材料本底浓度及其掺Zn时组分的控制

本文用ＭＯＣＶＤ法研究了ＧａＩｎＰ及其掺Ｚｎ材料的生长和特性，并进行了生长速率对生长动力学、Ｚｎ的掺杂效率、Ｉｎ的组分、表面形貌、电学性质的影响研究．

GaInP气相外延中Si的掺杂行为及发光二极管材料的制备

用MOCVD方法生长GaInP及其掺杂材料，并对Si的掺杂行为进行了较详细的研究。采用低温度冲层技术可有效地控制高温（＞700℃）生长GaInP及其掺杂材料的组分，从而使得GaInP掺Si的电子浓度达8×1018cm－3。在此基础上，进行了GaInP发光二极管材料的生长，所得器件具有良好的I－V曲线。

MOCVD法生长HgCdTe/CdTe/GaAs多层异质材料的特性研究

本文用多种方法分析MOCVD外延片的表面形貌、结晶性、界面和缺陷、组分和其均匀性,电、光性能。在15×15mm^2面积上,HgCdTe外延层表面形貌较好,为单晶。CdTe和HgCdTe外延层的半宽度为450弧度秒。界面平坦、清晰过渡层约0.12μm,几乎没有发现Ga、As的扩散,但局部有微观缺陷。X值可生长出0.1～0.8,均匀性△X=0.008,典型样品,77K下,电子浓废为1.4×10^(16)cm^(-3),迁移率为7.4×10~4cm^2/V·S,透过率约42％。

热壁MOCVDHg_（1－x）Cd_xTe中的Hg蒸汽压和分配比

本文改进和设计了新型可移动式加热电阻炉和反应器，避免了二乙基碲（ＤＥＴｅ）与二甲基镉（ＤＭＣｄ）的直接反应，减了预沉积，在Ｔｅ／Ｃｄ比的控制更为准确的条件下重复稳定地获得了ｘ＝０．２响应波长为１０．６μｍ的Ｈｇ１－ｘＣｄｘＴｅ材料．其中有关组份ｘ值的实验结果首次证明与Ｋｉｓｋｅｒ的热力学模型基本相符．

MOCVD法生长Ga_(l-X)In_xAs_(l-y)Sb_y的物化研究

为更好地控制MOCVD Ⅲ-Ⅴ族锑化物的生长,改进外延层性质,本文用物理化学方法研究了Ga_(1-x)In_xAs_(1-y)Sb_y合金的生长过程。用热力学的“平衡模型”计算了铟和锑的分配系数及外延层固相组成与生长条件的关系,用化学动力学方法推导了当外延过程为物质扩散控制、化学反应控制及混合控制时的外延层生长速率公式,结果均符合实验规律。

光电化学法测定硅中少子扩散长度

本文将Gartener方程应用于硅材料,并提出了称之为I_o/I_(ph)-α^(-1)法的光电化学法,用于测定硅中少子扩散长度.文中研究了实验条件对测量结果的影响,讨论了该法的实用价值和给出了与SPV法对比的实验结果.

MOCVD法在GaAs衬底上生长Hg_(1-x)Cd_xTe和过渡层研究

用改进的 MOCVD 装置成功地在 GaAs 衬底上生长了 CdTe 过渡层,获得了适合于生长Hg_(1-x) Cd_xTe(CMT)的 CdTe/GaAs 复合衬底材料。所得 CMT 的 x 值可在0.2～0.8之间变化,其电学性质与 CdTe 过渡层厚度有一定关系,其红外透过率大于70%。