同步辐射X射线驻波实验技术研究半导体超薄异质外延层

利用双晶单色器和精密二圆衍射仪，在北京同步辐射装置建立了同步辐射X射线驻波实验技术，并用这一实验技术结合X射线衍射方法，研究了Si晶体中外延生长的超薄Ge原子层的微结构。实验结果表明，由于Ge原子的偏析，在Si晶体样品中形成了共格生长的GexSi1-x合金层，浓度平均值为X=0．13；650℃退火会使Ge原子向表面扩散，Si晶体中的合金层消失，在晶体表面形成接近纯Ge的单原子层。

X射线驻波方法研究半导体超薄异质外延层

利用双晶单色器和精密二圆衍射仪，在北京同步辐射装置建立了同步辐射X射线驻波实验技术，并用这一实验技术结合X射线衍射方法，研究了Si晶体中外延生长的起薄Ge原于层的微结构。实验结果表明，由于Ge原予的偏析，在Si晶体样品中形成了共格生长的GexSi1-x合金层，浓度平均值为x≈0.13；650℃退大会使Ge原予向表面扩散，Si晶体中的合金层消失，在晶体表面形成接近纯Ge的单原于层。

X射线驻波方法研究半导体超薄异质外延层

利用双晶单色器和精密二圆衍射仪 ,在北京同步辐射装置建立了同步辐射X射线驻波实验技术 ,并用这一实验技术结合X射线衍射方法 ,研究了Si晶体中外延生长的超薄Ge原子层的微结构 .实验结果表明 ,由于Ge原子的偏析 ,在Si晶体样品中形成了共格生长的GexSi1-x合金层 ,浓度平均值为x≈ 0 1 3 ;650℃退火会使Ge原子向表面扩散 ,Si晶体中的合金层消失 ,在晶体表面形成接近纯Ge的单原子层 .

半导体超薄层微结构的外延生长技术

半导体超薄层外延是超晶格与量子阱研究的技术基础。化学束外延、原子层外延、迁移增强外延、选择区域外延、激光辅助外延和低温Si外延等是在分子束外延和金属有机化学气相沉积基础上发展起来的几种新型超薄层外延技术。本文着重介绍了这些外延工艺的生长机理及其研究进展。

化合物半导体异质外延层中的缺陷

本文报道了用MBE方法在Si(100)上生成GaAs和用MOCVD方法在GaAs(100)上生成CdTe的异质外延层中的某些缺陷。用JEM-4000EX和JEM-200CX电镜观察,电子束沿晶体的[011]方向入射,观察到的晶体缺陷运用高分辨像和选区衍射技术进行研究和分析。结果表明CdTe/GaAs中主要缺陷是失配位错及微孪晶,而在GaAs/Si中还含有反相无序。

半导体原子层外延技术的现状和展望

物质减薄到和原子差不多的厚度时,将出现许多新的特性。利用它可以开发出各种新的半导体元件和各种人工材料。原子层外延技术便是实现物质这种减薄的方法,本文将介绍它的现状和展望。

半导体材料的发展现状与趋势(摘要)

一、硅单晶和外延材料 半导体硅单晶材料是半导体器件和集成电路等电子工业的基础材料,年产量已超过50亿in^2,到2000年预计将达60多亿in^2。在目前使用的半导体材料中,硅一直处于主导地位(98％的半导体器件是由硅材料制造)。

半导体光学材料及制备

TN304 98032013一种新的空间调制光谱技术及其对几种半导体材料的应用=A new type of space—modulation spec-troscopy and its application to some semicon-ductor materials[刊,中]/查访星,黄醒良。

半导体薄层、超薄层异质外延技术新进展

近20年来,半导体薄层、超薄层异质外延技术如分子束外延、金属有机物化学汽相淀积等得到了巨大发展,用这种技术生长的AlGaAs/GaAs,InGaAsP/InP材料和异质结构已成功地制备出了高性能的电子和光电子器件,引起了世界上物理学家和工程技术专家们的极大兴趣。本文将简要地综述近几年来半导体材料异质外延技术的新进展。并对目前存在的问题及其进一步发展做初步讨论。

超薄SiO_x钝化层所导致的半导体-绝缘体-半导体异质结高频隧道电容溢出现象

从高频电容电压特性测试中发现的隧道电容溢出现象出发,研究了具有超薄钝化层的半导体-绝缘体-半导体(semiconductor-insulator-semiconductor SIS)异质结器件界面处独特的电荷存储特性.从SIS 1 MHz频率下的CV特性可知,当外加偏压小于V_T(voltage tunneling)时,SIS界面处于耗尽状态,而当外加栅压超过V_T之后,SIS的高频电容将远超仪器量程趋于无穷大,可概括称为隧道电容溢出现象.从SIS的XPS(X-ray photoemission spectroscopy)深度剖析结果可知,具有不同厚度的ITO(indium tin oxide)的SIS器件界面钝化层所含元素组分并无差别.但从TEM(transparent electron microscope)的结果来看,钝化层厚度随ITO的增加而增加,分析表明不同ITO厚度的SIS所对应V_T值不同的主要原因是由于钝化层厚度的不同.通过对实验结果的分析,本文给出了隧道电容溢出现象的载流子输运的能带模型.结果表明,隧道电容溢出是由于超薄钝化层无法使大量电子在界面处积累所致.且同一器件隧道电容溢出现象是可重复的,不会对器件带来物理损伤,这是采用直接磁控溅射工艺制备SIS异质结太阳电池稳定性的体现.

超薄层材料生长技术

半导体超薄层材料的研究，依赖于先进的外延生长技术。本文着重该领域的ＭＢＥ。ＭＯＣＶＤ，ＣＢＥ和ＡＬＥ的发展现状及关键技术作一综述。

原子层分子束外延技术

本文概述了Ⅲ-Ⅴ族化合物分子束外延的新进展——原子层分子束外延(ALMBE).介绍了它的基本原理、生长方法和应用.

Ga_(0.47)In_(0.53)As/InP双异质结晶片的化学束外延生长

垂直腔面发射激光器需要外延层的总厚度达10μm,因此需要较高的生长速率并且不能降低晶体质量。这里介绍的适用于Ⅲ—Ⅴ化合物半导体生长的化学束外延技术综合了 MBE 和 MOCVD 技术的若干优点,这种技术的优点是可实现高生长速率,良好的表面均匀性和易于实现有利于激光晶片生长所需合金的组分控制。

GaAs超薄层腐蚀与非线性光学器件制作

用液相外延生长与H_2O_2选择腐蚀制备了GaAs—GaAlAs非线性光学器件。研究了H_2SO_4:H_2O_2:H_2O腐蚀液的快速腐蚀和H_2O_2—NH_3·H_2O的GaAs选择腐蚀过程。适宜pH值的H_2O_2腐蚀液对GaAs具有～1μm/小时的腐蚀速度,而对Ga_1-xAlxAs(x≥0.25)不产生腐蚀。分析和讨论了腐蚀过程和速择腐蚀机理。

韩国制造出单层石墨烯上最薄半导体氧化物异质外延层

据报道，韩国蔚山国家科学技术研究所（UNIST）近日推出一种新的制造方法，可制造堪称世界最薄氧化物半导体——二维氧化锌（ZnO）。该半导体只有一个原子厚度大小。这可为薄、透明和柔性电子器件（例如超小型传感器）应用开辟新的可能性。

SiC/Si异质生长的研究

在半导体材料中，ＳｉＣ比Ｓｉ具有更优越的物理特性、化学特性和半导体特性，在高温、高频和功率器件制造中有十分广阔的应用前景．但是它的材料制备很困难．文中在理论分析基础上，以Ｓｉ为衬底，用常压化学气相淀积（ＡＰＣＶＤ）技术，在温度为１１００℃下，生长出ＳｉＣ多晶薄膜。

液相外延生长超薄有源层Al_xGa_（1－x）As／GaAs分别限制双异质结构激光器

报道超薄有源层ＡｌｘＧａ１－ｘＡＳ／ＧａＡｓ分别限制双异质结构半导体激光器的液相外延的过程。讨论了过冷度、生长温度和降温速率等对生长速率的影响。扫描电镜测得生长温度为６８０℃时，ＧａＡｓ有源层厚度可低至２５～３５ｎｍ。宽接触分别限制双异质结构ＬＤｓ的室温连续阈值电流密度多在７００～８００Ａ／ｃｍ２。

晶体管级异质集成技术及其典型应用

晶体管级异质集成是后摩尔时代半导体微波器件技术发展的重点方向。介绍了针对平面和纵向两类不同结构器件分别开发的介质键合和金属键合两套外延层转移晶体管级异质集成工艺,研制出基于介质键合工艺的金刚石衬底GaN HEMT微波功率器件和基于金属键合工艺的SiC衬底GaAs PIN限幅器电路。测试结果表明,与常规的SiC衬底GaN HEMT器件相比,金刚石衬底GaN HEMT器件在高热耗工作下器件热阻减小超过50%,连续波工作输出功率和功率附加效率分别提高0.77 dB和5.6个百分点;与常规工艺的GaAs衬底限幅器相比,18~40 GHz SiC衬底GaAs PIN限幅器单片电路限幅电平基本一致,插入损耗改善约0.2 dB,耐功率能力提高3 dB以上。

ZnSe及ZnSe基异质结构中电子迁移率随静压之变化

考虑压力对有效质量的影响,讨论电子迁移率随压力的变化,分别计算并比较了体ZnSe、ZnSe/GaAs外延层以及ZnSe/ZnS超晶格系统中电子迁移率随压力的变化,提出了非自由基超晶格系统的等效外延层模型.研究表明,内部应变和衬底对系统的电子迁移率随压力变化有重要影响,自由基和非自由基系统中电子迁移率的压力特性有很大区别.

分子束外延特性及目前的状态

分子束外延(MBE)技术一直被用于制造新一代微波和光电子学器件。用超薄层结构或选择掺杂形成“带结构工程”并制备出人工结构的材料。已经制出新型的共振隧道和量子阱器件,如频率放大器、逻辑电路、光开关和工作于3-10μm波长的高质量GaAs/AlGaAs超晶格探测器。MBE在Ⅳ族材料方面的发展包括生长无针孔硅-硅化物结构、单晶SiO_x和Si/Ge_xSi_(1-x)/Si异质结器件。在Ⅱ-Ⅵ族化合物和可见波长激光器方面首次观察到令人振奋的结果。在标准制造条件下,用固体源MBE制备的3英寸膜片的厚度改变为1.5％。膜片-膜片之间的改变为3％。75％的膜片每平方厘米仅有100-300个缺陷,最好的膜片每平方厘米仅有30个缺陷。对MBE提出的进一步要求是自动化和高产率。对于气体源的MBE来说,重要的是发展无毒和高纯度气体源以满足制造的要求。