TiO_2薄膜的MOCVD法制备及其退火条件的研究

用金属有机化合物气相淀积(MOCVD)法在n-Si(100)单晶衬底上制备了TiO2薄膜;利用X-射线衍射技术研究了不同条件下退火的TiO2薄膜的结晶性;通过测量C-V曲线和BT实验分别研究了TiO2/Si系统的固定电荷密度和薄膜中的可动电荷密度。实验结果表明,只有在一定的退火温度下薄膜才有较好的结晶性。在退火温度为850°C、退火时间为30min时,可得到完全为金红石相的TiO2薄膜,其固定电荷密度的数量级为1011/cm2,可动电荷密度在(3～4)×1011/cm2,电荷极性为正。

MOCVD工艺中使用的特种气体

一、引言 金属有机化学气相淀积法(简称MOCVD法)是1968年由H.M.Manasevit等首先提出的。该法以挥发性金属有机物和气态的非金属氢化物作为源材料，采用与硅外延淀积相类似的生长装置，进行化合物半导体的外延淀积。

p型氮化镓不同掺杂方法研究

采用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)技术,对p型GaN∶Mg的均匀掺杂,delta掺杂和生长停顿掺杂3种不同掺杂方法的外延片研究,通过对电学的、光学的、表面形貌分析表明,生长停顿方法的外延片有较好的晶体质量,但因生长停顿过程中引入额外杂质增加自补偿效应;delta掺杂方法明显提高了空穴浓度,降低了电阻率,提高空穴迁移率,取得较好的表面形貌。

镁流量对MOCVD生长的P型GaN薄膜特性的影响

利用MOCVD生长了不同Mg流量的P型GaN样品。研究了Mg流量对MOCVD生长的P型GaN薄膜的电学特性、表面形貌及晶体质量的影响。结果表明利用MOCVD制备高质量的P型GaN薄膜,Mg流量应处于一个合适的范围,Mg流量过低,薄膜的空穴浓度低,电学特性不好;Mg流量过高,则会产生大量的缺陷,晶体质量与表面形貌变差,Mg的活化率也降低,并且自补偿效应更加严重,最终使得空穴浓度降低,电学特性变差。将优化的条件应用于蓝光发光管的外延生长,并制备了器件,在20mA的注入电流下,输出功率为6.5mW,正向压降3V,反向击穿电压为20V。

面向VCSEL的Al_(0.98)Ga_(0.02)As薄膜湿法氧化的研究

为了系统研究VCSEL制作中的湿法氧化过程和机理,设计了专门的材料结构并采用MOCVD技术进行外延生长。对经过光刻和干法刻蚀形成的台面结构样品进行不同时间的湿法氧化,由表面形貌及断面结构来确定氧化程度。研究发现,氧化时间较短时,Al_(0.98)Ga_(0.02)As层的横向氧化深度随氧化时间呈线性变化;随着氧化时间增加,横向氧化深度与氧化时间呈抛物线变化,并渐趋于饱和。此外实验中发现Al_(0.98)Ga_(0.02)As层的湿法氧化速度可比Al_(0.9)Ga_(0.1)As层高一个数量级,且Al_(0.9)Ga_(0.1)As层的湿法氧化速度随其层厚增加而增大。最后根据修正的一维Deal-Grove氧化模型计算了受限空间内Al_(0.98)Ga_(0.02)As层横向氧化深度随氧化时间的变化关系。

垂直式MOCVD中生长参数对GaN材料生长的影响

为了更好地研究GaN材料生长过程,笔者对一种垂直喷淋式金属有机物化学气相淀积系统生长GaN材料过程中反应物的传递和反应过程进行了模拟.模拟结果表明,反应室压力和进入反应室的气流速度对GaN的生长速率和厚度均匀性均有影响.随着反应气体进入反应室的速度升高,反应室内预反应会增强,GaN生长速率升高,同时GaN厚度的不均匀性也会升高;在同样的进气速率下,反应室压强减小,可在一定范围内提高GaN生长速率,但同时增加衬底中央区域厚度,导致厚度不均匀增加.

MOCVD生长温度控制p型InGaN形貌和电学特性提高LED光功率

利用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)技术在蓝宝石衬底上生长了InGaN∶Mg薄膜,通过改变外延生长温度优化p型InGaN∶Mg表面形貌和电学特性。在800℃,InGaN的空穴浓度为1.9×1019cm-3,电阻率较低,通过原子力显微镜观察到粗化的样品表面有很多圆丘,其均方根粗糙度是所有样品中最高的,综合粗化的表面和优化电学特性的p-InGaN接触层的LED光功率提高23%。

MOCVD制备AlGaN基多波段布拉格反射镜

利用金属有机物化学气相淀积系统(MOCVD)制备了AlGaN基多波段布拉格反射镜.多个布拉格反射镜的工作波长覆盖从蓝绿光至紫外范围,分别由多周期的双层结构GaN/AlN,Al0.3Ga0.7N/AlN,Al0.5Ga0.5N/AlN组成.这些多周期光学结构都生长在GaN支撑层上.AFM研究发现,这些布拉格反射镜具有平整光滑的表面,其粗糙度小于lnm;X射线衍射谱和截面透射电镜图片表明它们具有完整的周期重复性和清晰的界面.利用可见-紫外光谱仪研究这些布拉格反射镜的反射谱,发现反射率和半峰宽不仅与周期数有关也与两种材料的折射率系数差有关.

应用原子层外延技术分析Turbo-Disk MOCVD外延生长模式

应用原子层外延与分子层外延的理论研究了Turbo DiskMOCVD外延生长过程 ,发现生长主要发生在衬底表面的台阶处 ,当通过控制生长参数达到优质外延时 ,实际上是一种亚原子外延过程 。

GaN-MOCVD设备的发展现状及产业化思考

GaN-MOCVD是生产GaN基半导体材料和器件的关键设备,其国产化、产业化必须解决国外专利制约、降低成本、计算机模拟和仿真以及尾气处理等方面的难题。

红外测量技术在MOCVD中的应用

简要说明了红外辐射测量技术的工作原理与理论基础以及红外测量的特点。MOCVD硅片外延生长过程中反射率是实时变化的,但传统红外测量方法无法实现反射率的实时测量,因此造成较大的测量误差,无法准确反应外延片的表面温度,同时无法实现对生长速率的在位测量。德国AIXTRON公司的MOCVD测量系统中加入了由脉冲信号控制的LED红外发光器件,实现了温度与反射率、生长速率与膜厚的在位实时测量,从而达到对温度和膜厚的精确控制,取得良好的实验效果。

MOCVD ZnO缓冲层生长与退火研究

采用MOCVD技术在蓝宝石基底上生长ZnO缓冲层,利用X射线衍射和原子力显微镜技术研究了生长温度和退火温度对缓冲层质量及表面形貌的影响。结果表明,低温生长时,生长温度的提高有利于增强反应物原子的扩散能力,降低表面粗糙度,从三维岛状生长模式转变为准二维层状生长模式。研究发现,高温退火时氧气气氛下900℃是较合适的退火温度,可以最大限度地激活原子使之移动到合适的晶格位置,有利于晶体择优取向生长,而更高的温度将导致ZnO的分解,从而大大降低晶体质量。

MOCVD设备射频感应加热原理与故障分析

介绍了MOCVD设备射频感应加热系统的工作原理及技术特点。结合射频感应加热系统的组成,详细叙述各主要模块的典型故障及维修技术,重点分析射频功率源电路故障及维修。针对射频系统阻抗失配现象,提出了阻抗匹配调整的实用方法。根据多年的设备维护经验,归纳MOCVD设备射频感应加热系统的常见故障,给出了快速检查处理措施。

真空蒸发、淀积、溅射、氧化与金属化工艺

Y2002-63306-307 0307243多硅片 AIX2400G3行星反应器中生长长波长 InP 基材料=InP based materials for long wavelength optoelec-tronics grown in a multiwafer AIX 2400 G3 planetary re-actor[会,英]/Schmitt,T.& Deufel,M.//2001 IEEEInternational Conference on Indium Phosphide and Relat-ed Materials.—307～309(E)

复合布拉格反射镜高亮度AlGaInP发光二极管

采用光学薄膜理论中干涉矩阵模型计算了峰值波长为630nm的AlGaInP红光LED的Al0·6Ga0·4As/AlAs材料的常规DBR和复合DBR的反射谱特性,用LP-MOCVD方法生长了模拟设计的DBR结构,测量了其白光反射谱,实验与模拟结果基本符合.制备了采用Al0·6Ga0·4As/AlAs复合DBR的LED器件,未封装输出光功率为2·3mW,外量子效率为5·6%,发光效率可达12lm/W,比常规DBR器件提高了35%.验证了复合DBR与常规DBR相比,可以大幅度提高AlGaInP红光LED的出光效率.

新型半导体纳米材料的主要制备技术

简要论述了半导体纳米材料的发展历史及其特点,着重讨论了当前国内外主要的几种半导体纳米材料的制备工艺技术,包括溶胶-凝胶法、微乳液法、模板法、基于MBE和MOCVD的纳米材料制备法、激光烧蚀法和应变自组装法等,并分析了以上几种纳米材料制备技术的优缺点及其应用前景。

976nm高效率半导体激光器

976 nm高效率半导体激光器是这几年研究的热点,在固体激光器泵浦领域有广阔的应用。通过优化半导体激光器材料外延结构中包覆层和波导层的铝组分,降低了工作电压;通过采用微通道水冷系统,并进行优化降低了热阻,从而提高了室温下的电光转换效率。25℃室温连续测试条件下,1 cm的线阵列(巴条),2 mm腔长,50%填充因子,在110 A下,出光功率为114.2 W,电压为1.46 V,电光转换效率为71%。15条微通道封装成的垂直叠阵,进行光束整形后,获得了室温976 nm连续输出功率1 500 W,电光转换效率大于70%。

InGaAs/AlGaAs量子阱中量子尺寸效应对PL谱的影响

本文采用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)方法设计并生长了两组InGaAs/AlGaAs应变多量子阱,量子阱的厚度分别为3nm和6nm,对其光致发光谱(PL)进行了研究,二者的发光波长分别为843nm和942nm,用有限深单量子阱理论近似计算了由于量子尺寸效应和应变效应引起的InGaAs/AlGaAs量子阱带隙的改变,这解释了两组样品室温下PL发射波长变化的原因。