Ⅴ/Ⅲ比对InGaAs/InP的LPMOCVD生长的影响

介绍了利用LPMOCVD技术在InP衬底上生长In0 .53 Ga0 .4 7As材料 ,获得表面平整、光亮的In0 .53 Ga0 .4 7As外延层。研究了Ⅴ /Ⅲ比对表面形貌、结晶质量、电学质量的影响。在Ⅴ /Ⅲ比较低时 ,表面粗糙 ,要获得镜面状的表面形貌 ,Ⅴ /Ⅲ比必须大于 4 0。Ⅴ /Ⅲ比对外延层结晶质量有影响。迁移率和本征载流子浓度随着Ⅴ /Ⅲ比的增加而增大。

Ⅴ/Ⅲ族气体源流量比对AlGaInP材料MOCVD外延生长的影响

用MOCVD系统外延生长AlGaInP材料时往往要通入过量的PH3来获得足够大的Ⅴ/Ⅲ族气体源流量比,以便得到高质量的晶体结构。分别采用1 000 ml/min和400 ml/min的PH3流量(对应的Ⅴ/Ⅲ比分别为723和289),利用低压金属有机物化学气相沉积(LP-MOCVD)系统生长了AlGaInP材料,并使用MOCVD在位监测(in-situ)软件、X射线双晶衍射仪以及光荧光测试系统等对样品进行了测量分析。发现Ⅴ/Ⅲ比不但会影响AlGaInP材料的生长速度,对外延材料与衬底GaAs的晶格失配度和材料的光学特性也有影响。

MOCVD系统外延生长Ⅲ－Ⅴ族化合物时Ⅴ／Ⅲ比的计算偏差

本文分析了在生长Ⅲ－Ⅴ族半导体时ＭＯＣＶＤ系统中反应气体的输运过程，认为进入反应室的Ⅲ族元素有机金属反应气体的数量是与ＭＯＣＶＤ管道系统的结构以及反应气体的扩散系数有关的，并从理论上导出了计算公式．由于ＭＯＣＶＤ系统中Ⅲ族元素反应气体的输运特点，实际的Ⅴ／Ⅲ比通小于根据目前方法所计算出的数值．此结果不仅说明生长时的Ⅴ／Ⅲ比高于固态组份比的一种原因，同时也可以解释为什么在生长同种材料时，不同研究者所报导的Ⅴ／Ⅲ比不同．这一结果有利于找出生长时的Ⅴ／Ⅲ比与固态组份间的确定关系．

在MOCVD外延生长中V/Ⅲ比对Al_xGa_(1-x)As外延层中A1组分分布的影响

本实验首次观察到用MOCVD方法在GaAs基片上外延生长Al_xGa_(1-x)As/GaAs薄膜结构时,生长中所用的Ⅴ/Ⅲ比对外延层中Al组份x的分布的影响.当Ⅴ/Ⅲ比较低时,外延层中的Al组份出现很明显的层状阶梯形三层分布:靠近基片的一层中x值较低,而在外延层的表面层中x值较高.随着生长中所用的Ⅴ/Ⅲ比增加时,Al组份的分布趋于均匀.利用GaAs的高温热分解和Ga、As离子在晶体中的热扩散及其对外延生长的影响,对这一现象作了初步解释.

MOCVD生长GaN材料的模拟

基于计算流体力学在三维空间中模拟了水平行星式金属有机物化学气相沉积(MOCVD)反应器生长GaN材料的流场、热场、反应物与生成物的分布以及材料生长速率等重要物理参数.计算结果与同样条件下的实验结果吻合程度相当高,表明化学反应机理和计算方法是非常可靠的,能够以此来模拟和指导GaN基材料的MOCVD生长工艺.研究并讨论了GaN的MOCVD生长中输入Ⅴ/Ⅲ比、进气口双束流上下比、总流量、反应室压力等工艺条件对局域Ⅴ/Ⅲ比的影响.

Ⅲ/Ⅴ比对GaN等离子体辅助MBE生长的影响

在射频(RF)等离子体辅助分子束外延(MBE)系统中,采用低温缓冲层等一系列生长工艺制备出二维生长模式的GaN材料;通过研究Ⅲ/Ⅴ比的调节对GaN生长的影响,确定了微富Ga的MBE生长GaN的优化条件;对GaN富Ga和富N状态的表面形貌和结构进行了比较,富Ga条件下的GaN具有更好的表面和材料特性;通过Hall和光致发光(PL)谱测试研究了GaN的电学和光学性质,GaN的黄带发光(YL)与GaN中生成能最低的V和V缺陷态有关。

GaAlAs/GaAs量子阱材料的光荧光谱研究

分子束外延生长GaAlAs/GaAs量子阱材料时,适当的衬底温度和Ⅴ/Ⅲ束流比是改善AlGaAs材料生长质量的重要因素。对GaAs、GaAlAs材料的生长条件进行优化,获得了高质量的量子阱材料,有源层分别为8nm、10nm、12nm时,10K下的PL谱半峰宽(FWHM)分别为6.42meV、6.28meV、6.28meV。

Selective Area Growth InGaAsP by MOVPE

The wide stripe (15μm) selective area growth (SAG) of InGaAsP by low pressure MOVPE is systematically investigated.The characteristics of the growth ratios,thickness enhancement factors,bandgap modulation,and composition modulation vary with the growth conditions such as mask width,growth pressure.Flux of Ⅲ group precursors are outlined and the rational mechanism behind SAG MOVPE is explained.In addition,the surface spike of the SAG InGaAsP is shown and the course of it is given by the variation of Ⅴ/Ⅲ.

选择外延MOVPE的表面迁移

研究了采用选择外延MOVPE生长InGaAsP的组分随掩模宽度的变化规律 ,以及InGaAsP表面边缘尖角随Ⅴ /Ⅲ比的变化。结果表明 ,随着掩模宽度的增大 ,In组分增大 ,Ga组分减少 ;随着Ⅴ /Ⅲ比的增大 ,InGaAsP材料表面趋向平坦。对材料边缘尖角的变化规律作出了合理解释 ,研制出表面平坦的外延材料 。

Ⅴ/Ⅲ对P型GaP掺杂及红光LED量子效率的影响

利用低压金属有机物化学气相沉积(LP-MOCVD),对红光发光二极管(LED)的窗口层掺杂进行研究。分别在Ⅴ/Ⅲ比为13、26和52的情况下生长GaP材料,结果发现,Ⅴ/Ⅲ比影响Mg的掺杂浓度和载流子迁移率。在上述Ⅴ/Ⅲ比下生长的GaP,外延生长出红光LED外延片并制备器件,结果发现,生长GaP层时,Ⅴ/Ⅲ比为52的红光LED与Ⅴ/Ⅲ比为13相比,输出光功率提高了23.7%,轴向光强提高了20.4%。

Ga_（0．51）In_（0．49）P的MOCVD生长特性研究

本文报导了用国产常压ＭＯＣＶＤ系统生长ＧａＩｎＰ材料．研究ＧａＩｎＰ的生长特性，用光致发光、扫描电镜、Ｘ光双晶衍射对材料进行表征．发现Ⅴ／Ⅲ比对ＧａＩｎＰ的光学特性有很大影响．在温度６８０℃，Ⅴ／Ⅲ比为９０的条件下得到Ｇａ（０．５１）Ｉｎ（０．４９）Ｐ外延层的光致发光谱的半高宽为２６ｍｅＶ，这是目前报导的最好结果．Ｇａ（０．５１）Ｉｎ（０．４９）Ｐ的本征载流子浓度为１．１×１０（１５）ｃｍ（－３），晶格失配为４×１０（－４）．

APMOCVD生长条件对GaN晶体和光学性质的影响

报道了用国产ＡＰＭＯＣＶＤ系统生长ＧａＮ材料。研究了ＧａＮ过渡层生长温度、氮化时间、Ⅴ／Ⅲ比对ＧａＮ外延层晶体质量、光学性质的影响。发现低温生长ＧａＮ过渡层和氮化处理有利于提高ＧａＮ外延层晶体质量，高Ⅴ／Ⅲ比可以抑制ＧａＮ外延层中５５０ｎｍ左右的发光。