低压金属有机化学气相外延生长室热流场的模拟与分析

本文运用了有限体积方法模拟了低压有机金属化学气相外延生长室的二维流场和热场的分布情况,分析了生长室内压力和基座转速对于流场和热场影响,指出了低压金属有机化学气相外延的优点所在。

Ge_xSi_（1－x）减压化学气相外延过程的流体力学和表面反应动力学分析

结合流体力学和表面反应动力学分析了ＳｉＨ２Ｃｌ２＋ＧｅＨ４＋Ｈ２减压化学气相外延系统．计算和讨论了由于生长压力的变化而导致的反应管内速度分布、温度分析和反应气体浓度分布的变化．计算了生长温度为７００℃时，ＧｅＳｉ外延层中Ｓｔ、Ｇｅ和ＧｅｘＳｉ１－ｘ生长速度与初始ＧｅＨ４流量的关系．从理论上解释了ＧｅｘＳｉ１－ｘ生长速度随ＧｅＨ４流量的变化关系，并与Ｐ．Ｍ．Ｇａｒｏｎｅ等人的实验结果进行了比较．

金属有机化学气相外延生长1310nm偏振无关混合应变量子阱半导体光放大器研究

采用低压金属有机化学气相外延设备进行了 1 3μm压应变量子阱材料、张应变量子阱材料和混合应变量子阱材料的生长研究 .通过x射线双晶衍射和光致发光谱对生长材料进行测试和分析 .基于四个压应变量子阱和三个张应变量子阱交替生长的混合应变量子阱 ( 4CW3TW)结构有源区 ,并采用 7°斜腔脊型波导结构以有效抑制腔面反射 ,经蒸镀减反膜后 ,半导体光放大器光纤 光纤小信号增益达 2 1 5dB ,在 12 80— 1340nm波长范围内偏振灵敏度小于 0 6dB .

LP-MOCVD生长InGaAlP外延层In组分控制的动力学分析

本文分析了低压转盘ＭＯＣＶＤ生长室中气流的流动特征，首次提出了在高温（７００℃左右）下生长ＩｎＧａＡｌＰ外延层时，抑制Ｉｎ组分脱吸附的“动压力模型”．解释了托盘转速和生长压力等生长参数对Ｉｎ组分控制的影响．

超高真空CVD极低温低压硅外延与高分辨TEM分析研究

本研究利用一台新型的超高真空气相外延（ＣＶＤ）设备，成功地在树底温度为５５０℃的（１００）硅片上由硅烷热解法生长了外延层，实现了极低温低压外延新工艺．高分辨率的横断面透射电镜（ＸＴＥＭ）照片表明，低温硅外延层中缺陷明显有其特点，而绝大部分的缺陷都由衬底表面引起的，然后传播进入外延层．

金属有机化学气相沉积外延技术生长GaN基半导体发光二极管和激光二极管(Ⅰ)

文章评论性地介绍了金属有机化学气相外延技术(MOCVD)生长氮化物半导体GaN和InGaN以及激子局域化效应、量子束缚斯塔克效应对它们的光学性能的影响,详细比较了这两种效应对GaN基半导体发光二极管和激光二极管特性的影响,特别是量子束缚斯塔克效应以显著不同的方式影响着发光二极管和激光二极管的性能;文章还讨论了在A面蓝宝石衬底上生长GaN的情况.

Te掺杂对GaInP外延层材料特性的影响

采用Aixtron 2600G3MOCVD设备外延生长了GaAs/GaInP材料,并结合金相显微镜、X射线衍射仪以及二次离子质谱仪系统地研究了掺杂源Te对GaInP外延层材料特性的影响。实验发现,Te会破坏GaInP外延层的表面形貌,在GaInP表面形成丘状结构及线条,且该丘状结构的尺寸随着GaInP厚度的增加而逐渐增大。在掺杂浓度较高时,Te会破坏GaInP的晶格,造成晶格膨胀。GaInP中Te的并入效率随着厚度的增加而增加,且掺杂浓度越高就越快趋于平稳。此外,Te在As化物中的并入效率大于在P化物中的并入效率。

中科院引入气态催化剂制备石墨烯

中科院上海微系统与信息技术研究所通过引入气态催化剂的方法，实现了石墨烯单晶在六角氮化硼表面的高取向、快速生长。该所自2011年起开展在六方氮化硼衬底上外延生长石墨烯单晶及其结构和性能的表征工作。他们在前期掌握石墨烯形核控制、确定单晶和衬底取向关系的基础上，以乙炔为碳源，创新性地引入硅烷作为催化剂，通过化学气相外延的方法制备晶畴尺寸超过20μm的石墨烯单晶，生长速率较之前文献报道的提高了两个数量级，使气相催化在石墨烯制备上取得突破。该研究已经申请专利。

金属有机源化学气相沉积法生长氧化锌薄膜中氢气的作用及其机理

本文重点探讨了金属有机源化学气相沉积生长ZnO薄膜中氢气的作用与机理.研究表明氢气对ZnO薄膜的结构与性质具有重要的影响.当采用叔丁醇为氧源时,氢气对ZnO薄膜的晶体质量,表面结构和发光性质主要产生负面的影响,同时发现氢气的加入有助于抑制碳的沾污.而当采用笑气为氧源时,测量显示表面变光滑,晶体质量得到提高,发光强度也得到提升.氢气在笑气作为氧源生长ZnO的过程中基本起到了正面的作用.论文最后从氢气降低生长表面能量,提高表面原子迁移能力但存在表面腐蚀作用的方向以上结果给予了较好的解释.研究显示MOCVD生长高质量ZnO薄膜中氢气的优化具有特别重要的意义.

Ga掺杂ZnO薄膜的MOCVD生长及其特性

利用低压MOCVD技术在(0002)蓝宝石上外延获得高质量的ZnO∶Ga单晶薄膜,并研究了Ga的不同掺杂浓度对材料电学和光学特性的影响.当Ga/Zn气相摩尔比为3.2at%时,ZnO(0002)峰半高宽仅为0.26°,载流子浓度高达2.47×1019cm-3,透射率高于90%;当载流子浓度升高时,吸收边出现明显的Burstein-Moss蓝移效应.同时室温光致发光谱显示,紫外峰位随载流子浓度的增加而发生红移,峰形展宽,这和Ga高掺杂所引起的能带重整化效应有关.当Ga/Zn比达到6.3at%时,由于高掺杂浓度下Ga的自补偿效应导致载流子浓度下降.

1.3μm无致冷AlGaInAs/InP应变补偿量子阱激光器设计与制作

基于半导体量子阱激光器的基本理论 ,设计了合理的 1 .3 μm无致冷 Al Ga In As/ In P应变补偿量子阱激光器结构 ,通过低压金属有机化学气相外延 ( LP-MOVPE)工艺在国内首次生长出了高质量的 Al Ga In As/ In P应变补偿量子阱结构材料 ,用此材料制作的器件指标为激射波长 :1 2 80 nm≤λ≤ 1 3 2 0 nm,阈值电流 :Ith( 2 5℃ )≤ 1 5m A,Ith( 85℃ )≤ 3 0 m A,量子效率变化 :Δηex( 2 5℃～ 85℃ )≤ 1 .0 d B,线性功率 :P0 ≥ 1 0 m

HRXRD研究退火时间对Mg掺杂P型GaN薄膜应变状态的影响

采用低压金属有机化学气相外延(LP-MOCVD)法生长Mg掺杂p型GaN薄膜,利用高分辨X射线衍射(HRXRD)技术研究不同退火时间对GaN薄膜中外延应变的影响。研究发现应变状态随退火时间变化而发生改变。退火前水平方向为压应变。在小于最佳退火时间(15min)的时间范围内进行退火时,由于受杂质Mg在退火过程中热扩散、替位行为引起的晶格畸变以及受主中心与价带之间的电子跃迁引起的电子效应等多种因素的影响,水平应变状态由压应变向张应变转变且随时间增加应变逐渐增强。退火时间增至30min时,由于N空位增多和复合体MgGa-VN的形成以及热应力等因素的多重影响,应变状态转变为压应变。

GeSi CVD系统的流体力学和表面反应动力学模型

本文首次提出了一个用以分析ＧｅｘＳｉ１－ｘ合金ＣＶＤ生长的流体力学和表面反应动力学的统一模型，利用流体力学的偏微分方程组计算了反应管内的速度场、温度场和浓度场。讨论了反应管中的质量传输对生长速度的影响和生长过程中锗和硅的不同的生长速度控制机制。从生长的初始条件出发同时模拟了ＧｅｘＳｉ１－ｘ合金外延层的生长速度和外延层中的锗组分。计算结果和实验结果符合得很好。本文还定量地解释了外延速度及薄膜中锗组分随ＧｅＨ４浓度的变化规律。

蓝宝石上高电子迁移率AlGaN/GaN材料的研究

通过优化蓝宝石衬底上GaN材料缓冲层和Mg掺杂生长工艺,获得了高质量的半绝缘GaN缓冲层,同时通过优化AlGaN/GaN异质结材料中AlN插入层的厚度,获得了性能优良的AlGaN/GaN HEMT材料。室温下2DEG载流子面密度为1.21×1013/cm2,迁移率为1970 cm2/V.s,77 K下2DEG迁移率达到13000 cm2/V.s。

ZnS／ZnSe多量子阱研制

采用生长ZnS和ZnSe单晶膜的AP-MOCVD系统，以电子级二甲基锌（DMZn）和电子级10%稀释在H2中的H2Se和H2S为原材料，二次钯管净化的氢气为载气，衬底选用（100）GaAs和（111）CaF2，以微机程序控制电气线路的开关，交替生长ZnS和ZnSe薄层，制备出了垒宽和阱宽都为10nm，周期为100的ZnS—ZnSe超晶格多量子阱结构。

MOCVD生长AlGaInP/InGaAsP大功率808nm无铝量子阱激光器

设计制作非对称宽波导结构无铝量子阱激光器,可降低内部损耗,实现低阈值电流、高转换效率的目的,同时也增加了最大输出功率。采用金属有机气相化学沉积(MOCVD)进行外延生长,制作了100μm条宽,1500μm腔长的808nm激光器器件,镀膜后阈值电流230.5mA,斜率效率1.31W/A。连续电流条件下,得到最大输出功率超过8W,并且计算得到内吸收系数为1.7cm-1。

具有渐变式折射率分布布拉格反射层的发光二极管

对具有渐变式折射率分布布拉格反射层(GRIN-DBR)的发光二极管进行了研究。研究发现,在传统分布布拉格反射层(C-DBR)的AlAs/Al0.45Ga0.55As的界面处插入5nm厚的折射率渐变层,可以使DBR的反射带宽从82nm增加到103nm。在20mA注入电流下,具有GRIN-DBR的发光二极管与具有C-DBR的发光二极管的正向电压没有明显区别,而其光通量比具有C-DBR的发光二极管高8%。

光电功能材料

TN304.054 2000032158N型GaN的持续光电导=Persistent photoconductivityin N-GaN[刊,中]/汪连山,刘祥林,岳国珍,王晓晖,汪度,陆大成,王占国（中科院半导体所.北京（100083））//半导体学报.—1999,20（5）.—371-377报道了金属有机物化学气相外延（MOCPE）生长的未人为掺杂和掺Si n-GaN的持续光电导。在不同温度下观察了光电导的少生和衰变行为。实验结果表明,未人为掺杂和掺Si n-GaN的持续光电导和黄光发射可能起源于深能级缺陷,这些缺陷可以是VGa空位、NGs

采用多级变速法生长AlGaAs电流扩展层的850nm红外发光二极管

对采用多级变速法生长AlGaAs电流扩展层的850nm红外发光二极管进行了研究。研究发现,采用多级变速法生长n型Al0.25Ga0.75As电流扩展层有助于改善外延层表面形貌和后续外延层的晶体质量,从而减小850nm红外发光二极管的漏电流及串联电阻。此外,采用多级变速法生长n型Al0.25Ga0.75As电流扩展层还可以避免在多量子阱(MQW)有源区中形成非辐射复合中心,从而提高850nm红外发光二极管的亮度和寿命。