硅基AlN应力和压电极化研究

通过XRD和Raman谱研究了用金属有机化学气相沉积 (MOCVD)的方法在Si( 111)面上生长的AlN薄膜层上的应力和压电极化 ,Raman谱观察到两个声子峰位分别在 619.5cm- 1 (A1 (TO) )和 668.5cm- 1 (E2 (high) )。通过光学声子E2 (high)的频移为 13cm- 1 计算得到AlN薄膜上的双轴压应力为 5 .1GPa ,在z轴方向上和在垂直于z轴方向上的应变分别为εzz=6 7× 10 - 3和εxx=-1 1× 10 - 2 ,产生的压电极化电荷PPE=2 .2 6× 10 - 2 c·m- 2 ,这相当于在Si的表面产生浓度为 1.41× 10 1 3c·cm- 2 的电子积累。同时 ,实验还发现在MOCVD生长过程中存在Si原子的扩散 ,在界面处形成了一个过渡层 ,过渡层主要以Si原子取代Al原子的位置并形成Si-N键为主。

Si基MOCVD生长AlN深陷阱中心研究

通过 PL 谱和 Raman谱对 MOCVD生长 Si基 Al N的深陷阱中心进行了研究 ,发现三个深能级 Et1 ,Et2 ,Et3,分别在 Ev 上 2 .6 1,3.10 ,2 .11e V.Et1 是由氧杂质和氮空位 (或 Al间隙原子 )能级峰位靠近重合共同引起的 ,Et2 、Et3都是由于衬底 Si原子扩散到 Al N引起的 .在 Si浓度较低时 ,Si主要以取代 Al原子的方式存在 ,产生深陷阱中心Et2 .Si浓度高于某个临界浓度时 ,部分 Si原子以取代 N原子位置的方式存在 ,形成深陷阱中心 Et3.实验还表明 ,即使经高温长时间退火 ,Al N中 Et1 和 Et2

CVD生长Si基Si_(1-x-y)Ge_xC_y合金层应变的研究

用Raman谱和AES能谱分析了用RTP/VLP-CVD方法生长在Si衬底上的SiGeC合金外延薄膜的应变。结果表明:用RTP/VLP-CVD方法生长的SiGeC合金中掺入的C呈间隙原子或替位原子的形式分布,其中大部分为间隙原子,少量为替位C原子,但是替位C原子的存在有效地调节了SiGeC合金层的应变;另外由于采用乙烯做C源,生长温度较高也使SiGeC合金层的应变部分被弛豫。由于C的掺入,Si基上生长SiGeC合金的应变和相同Ge含量的SiGe合金相比较大大减小,临界厚度大大增加,有利于在Si衬底上生长出达到一定厚度的更高质量的族元素合金半导体材料。

GaN_(1-x)P_x薄膜的结构特性研究

用金属有机物化学气相沉积技术在蓝宝石衬底上外延了高P组分的GaN1 -xPx薄膜 利用x射线衍射仪和拉曼光谱仪研究了P对GaN1 -xPx 晶体结构的影响 .研究结果表明 :随着P组分比的增加 ,GaN1 -xPx(0 0 0 2 )衍射峰逐渐向小角度移动 ,即晶格常数变大 ;与非掺杂GaN相比 ,GaN1 -xPx 薄膜的拉曼光谱中出现了 4个新的振动模式 ,将它们分别归因于P族团引起的准局部振动模式、Ga—P键振动引起的间隙模 ,以及来自缺陷引起的无序激活散射 .同时 ,随着P组分比的增加 ,A1 (LO)模式的频率向低频方向移动 。

AlN-Si(111)异质结构界面陷阱态研究

利用Al_AlN_Si(111)MIS结构电容_频率谱研究了金属有机化学气相沉积法生长的Si基AlN的AlN_Si异质结构中的电荷陷阱态 .揭示了AlN_Si异质结构界面电荷陷阱态以及AlN层中的分立陷阱中心 .结果指出 :AlN层中存在Et-Ev=2 5 5eV的分立陷阱中心 ;AlN_Si界面陷阱态在Si能隙范围内呈连续分布 ,带中央态密度最低 ,Nss为 8× 10 1 1 eV- 1 cm- 2 ,对应的时间常数τ为 8× 10 - 4s ,俘获截面σn 为 1 5 8× 10 - 1 4cm2 ;在AlN界面层存在三种陷阱态 。

GaN_(1-x)P_x三元合金的光学与结构特性

对采用金属有机化学气相淀积 (MOCVD)技术生长的GaN1-xPx 三元合金进行了低温光致发光 (PL)和X射线衍射 (XRD)测试分析 .与来自GaN层的带边发射相比 ,P的摩尔分数比为 0 .0 3,0 .11和 0 .15的GaN1-xPx 的光致发光峰分别呈现出了 73meV ,78meV和 10 0meV的红移 ,文中将这种红移归因于GaN1-xPx 合金具有大的带隙能量弯曲系数。X射线衍射结果表明GaN1-xPx 三元合金仍为六方结构晶体 ,且随着P组份比的增加 ,GaN1-xPx合金的 (0 0 0 2 )衍射峰逐渐向小角度方向移动 ,即晶格常量变大 ,同时 ,(0 0 0 2 )衍射峰谱线不断宽化 ,说明由于替位式P原子的不规则分布以及部分间隙P原子的影响造成了GaN1-xPx 样品的晶格畸变。在GaN1-xPx 的光致发光谱及X射线衍射谱中均未观测到相应的有关GaP的峰 ,表明所生长的高P含量的GaN1-xPx 三元合金没有产生明显的相分离。