霍尔测试估计含氮直拉硅单晶中的氧施主

本文对含氮ＣＺ硅单晶中的氧施主进行了探讨。测试样品是６５０℃下处理过的含氮ＣＺ硅单晶在７００℃的温度下继续热处理，通过变温霍尔测试发现，材料中除了热施主外，还存在一种浅施主能级（０．０４ｅＶ）。这种浅施主在６５０℃下不能完全消除。

HL-5霍尔效应测试仪测量磁场曲线存在畸变的分析

在利用HL-5霍尔效应测试仪测量磁场的实验中,发现有些仪器的测量曲线在磁极边缘附近存在畸变.通过磁极表面与磁极之间磁场分布的测量和磁极间磁场的分布规律的计算,分析了曲线产生畸变的原因.

霍尔自动测试系统及使用C++Builder开发霍尔自动测试软件

论述了为大批量检测半导体晶片的霍尔系数、电阻率、载流子浓度和迁移率等电学参数而组建的由三台Ｋｅｉｔｈｌｅｙ公司的带ＧＰＩＢ接口仪器和一套Ｏｘｆｏｒｄ公司的带ＲＳ－２３２接口仪器组成的霍尔自动测试系统；使用Ｂｏｒｌａｎｄ公司的可视化快速应用程序开发工具Ｃ＋＋Ｂｕｉｌｄｅｒ开发了霍尔自动测试软件，该软件具有典型Ｗｉｎｄｏｗｓ程序那样的全中文图形用户界面、菜单驱动的集成工作环境和完整的ｄＢＡＳＥ数据库管理功能；使用ＡｃｔｉｖｅＸ自动化技术实现了在Ｃ＋＋Ｂｕｉｌｄｅｒ中对只能使用ＯｂｊｅｃｔＢｅｎｃｈ ＢＡＳＩＣ编程控制的Ｏｘｆｏｒｄ公司的带ＲＳ－２３２接口仪器的控制．

GaAs PHEMT材料中2DEG浓度的控制与测试研究

设计并使用分子束外延(MBE)方法制备了不同帽层厚度、不同掺杂浓度的双平面掺杂GaAs PHEMT外延材料,采用不同工艺手段控制InGaAs沟道异质结界面的平滑程度。采用非接触霍尔方法对样品二维电子气(2DEG)浓度及迁移率进行测试,并用范得堡法对实验结果加以验证。结果表明,平整异质结界面生长技术能有效控制高迁移率2DEG浓度分布;与范德堡法相比,非接触霍尔方法无破坏性、测试结果可靠,该结果可以用来分析多层结构的PHEMT外延材料中InGaAs沟道界面的生长情况。

Te掺杂的GaSb材料载流子特性研究

非故意掺杂的GaSb材料呈现p型导电,限制了GaSb材料在InAs/GaSb超晶格红外探测器等领域的应用。探究N型GaSb薄膜电学特性对估算超晶格载流子浓度以及制备超晶格衬底、缓冲层、电极接触层等提供了一定的理论依据。Te掺杂能够以抑制GaSb本征缺陷的方式实现N型GaSb薄膜的制备,利用分子束外延(Molecular Beam Epitaxy,MBE)技术,设置GaTe源温分别为420℃、450℃、480℃,分别在GaSb衬底与GaAs衬底上生长不同GaTe源温度下掺杂的GaSb薄膜,通过霍尔测试探究GaSb薄膜的电学特性。在77 K的霍尔测试中,发现在GaAs衬底上生长的GaSb薄膜均显示为N型半导体,载流子浓度随源温升高而增加。与非故意掺杂的GaSb相比,源温为420℃、450℃时由于载流子浓度增加而导致的杂质散射,迁移率大幅提高,且随温度升高而增加,但在480℃时,由于缺陷密度减小,迁移率大大减小。在GaSb衬底上生长7000ABe掺杂的GaSb缓冲层,再生长5000ATe掺杂的GaSb薄膜。结果发现,由于P型缓冲层的存在,当源温为420℃时,薄膜显示为P型半导体,空穴载流子的存在导致薄膜整体载流子浓度增加,且空穴和电子的补偿作用使迁移率大幅降低。源温为450℃、480℃时,薄膜仍为N型半导体,载流子浓度随温度增加,且为GaAs衬底上生长的GaSb薄膜载流子浓度的2~3倍;迁移率在450℃时最高,480℃时减小。设置GaTe源温为450℃时GaSb薄膜的载流子浓度较高且迁移率较高,参与超晶格材料的制备能够使整个材料的效果最佳。

GaN外延材料测试技术的研究

分别用金属In和Ti/Al/Ni/Au合金层制备GaN HEMT结构外延片的霍尔测试电极,并对样品进行霍尔测试。发现In金属与外延片形成非欧姆接触,Ti/Al/Ni/Au合金层与外延片形成良好的欧姆接触。用电化学C-V方法测试样品,得到的载流子浓度与合金电极制备的样品经霍尔测试得到的载流子浓度一致,从而验证了此种霍尔测试方法的准确性,为GaN外延材料的测试提出了准确可行的测试方法。

高温扩散法制备B-S共掺杂单晶金刚石

利用高纯度的硼粉和硫粉,在1300℃的高温真空环境下,通过扩散装置制备出硼(B)、硫(S)共掺杂单晶金刚石。扫描电子显微镜、X射线能谱、拉曼光谱等测试结果表明,随着两种元素的掺入,金刚石的形貌和晶体质量发生变化。掺杂后的金刚石形貌复杂,蚀坑和沟壑内部形貌呈阶梯状,随着掺杂量的增加出现断层,并在蚀坑处检测出较高的硼原子和硫原子含量,掺杂B-S质量比为0.5的金刚石蚀坑处的硼原子和硫原子含量最高。随着杂质原子的渗入,拉曼半峰全宽值增大,金刚石的晶体质量下降。室温下进行霍尔检测结果表明,掺杂后的金刚石电阻率降低。B-S质量比为1和2的样品导电类型表现为p型;B-S质量比为0.5时,样品的霍尔系数为负值,导电类型为n型。

InAs/GaSb Ⅱ类超晶格电学性能研究

为了提高InAs/GaSb超晶格探测器性能和工作温度,研究了超晶格吸收层载流子输运性能。利用分子束外延在半绝缘GaAs衬底上生长InAs/GaSb超晶格材料,用霍尔测试表征材料电学性能,研究了不同条件,包括退火、束流比和在超晶格不同材料层的掺杂对超晶格电学性能的影响。

Cd_(0.9)Zn_(0.1)Te晶体的Al掺杂研究

采用改进的垂直布里奇曼法（MVB）分别生长了Al掺杂和In掺杂的Cd0.9Zn0．1Te晶体，并对比分析了掺杂元素对晶体性能的影响。在相同的工艺条件下，Al掺杂晶体获得了6×10^9～2×10^10Ω·cm的高电阻率，呈弱P或弱n型导电；In掺杂晶体电阻率在10^5Ω·cm数量级，呈扎型导电；Al掺杂晶体在波数4000-500cm^-1范围内红外透过率平直且较高，而In掺杂晶体红外透过率随波数下降而降低，在波数1250cm^-1处降至零。采用Al掺杂晶片制备的探测器对^241Am59．54keV射线的能量分辨率为14％，表明所生长Al掺杂晶体基本满足了探测器材料使用要求。

黑硅薄膜的电学输运特性

采用飞秒激光在六氟化硫气氛中对硅表面进行扫描，在硅衬底上制备了具有超饱和硫重掺杂的黑硅薄膜。采用变温霍尔测试方法，在30-300K温度范围内测试了黑硅薄膜一硅衬底双层结构的载流子浓度温度特性和迁移率温度特性。采用双层结构的霍尔载流子浓度模型和霍尔迁移率模型，从测试结果中分离出黑硅薄膜的载流子浓度温度特性和迁移率温度特性。采用杂质带电离载流子模型拟合黑硅薄膜的载流子浓度温度特性，得到黑硅薄膜的硫杂质带的中心能级为Eds=-159meV，高斯半高宽为50．57meV，有效硫浓度Nds=1．0cm^-3×10^20cm^-3，室温下硫的电离率为7％。计算得到的杂质带态密度分布图，此时杂质带与导带开始融合，黑硅薄膜发生了绝缘体金属转化现象，并解释了黑硅薄膜载流子浓度温度特性中随温度升高激活能增大的现象。黑硅薄膜载流子迁移率特性说明，在低温下杂质散射是主要的散射机制，在高温下声子散射是主要的散射机制。并采用硅中载流子迁移率的经验模型，将黑硅薄膜载流子迁移率分离成导带电导和杂质带电导两部分，得到杂质带的迁移率胁在1-10cm^-2／Vs。

InGaN∶Mg薄膜的电学特性研究

利用MOCVD生长了InGaN:Mg薄膜,研究了生长温度、掺Mg量对InGaN:Mg薄膜电学特性的影响。结果表明,空穴浓度随着生长温度的降低而升高。在相同的生长温度下,空穴浓度随掺Mg量的增加,先升高后降低。通过对这两个生长条件的优化,在760°C、CP2Mg与TMGa摩尔流量之比为2.2‰时制备出了空穴浓度高达2.4×1019cm-3的p-InGaN∶Mg薄膜。这对进一步提高GaN基电子器件与光电子器件的性能有重要意义。

p型碲镉汞液相外延材料Ag掺杂的研究

利用SIMS和变温霍尔测量手段对 p型Hg0 .77Cd0 .2 3 Te液相外延材料的Ag掺杂技术、机理及掺杂碲镉汞材料的性能进行了研究 .结果表明采用AgNO3 溶液直接浸泡方式对该材料进行掺Ag是成功的 ,掺杂浓度与被掺杂材料中的汞空位浓度是一致的 ,掺杂后 ,p型碲镉汞材料的受主能级比掺杂前有明显的减小 。

磁控溅射法制备Ag掺杂p型ZnO薄膜的研究

采用磁控溅射法在石英玻璃基片上生长ZnO和ZnO:Ag薄膜。借助于SEM、XRD、霍尔测试、透射谱测试等方法,分析了O2气氛下退火温度对薄膜结构和电学性能的影响。霍尔测试结果表明,Ag掺杂ZnO薄膜经过600℃的O2气氛中热处理转变为p型电导。薄膜的XRD测试表明晶粒大小随退火温度升高而增大,所有薄膜样品只出现(002)衍射峰,呈现c轴取向生长。薄膜对可见光的透过率大于83%,其吸收限为378nm。

4H-SiC中Al离子注入及其二次高温退火技术

在4H-SiC中进行Al离子注入,并进行了二次高温退火技术研究。样品中Al离子的注入浓度为3×10^(19)cm^(-3),对样品进行首次高温退火工艺后,在不同条件下对样品进行二次退火。退火后对样品进行霍尔测试和二次离子质谱(SIMS)测试。测试结果显示,二次退火工艺有助于进一步提升Al离子在碳化硅中的有效电激活率。在1 850℃下进行3 min首次退火后,1#样品的有效空穴浓度只有3.23×10^(17)cm^(-3)。在1 850℃下进行3 min的二次退火后,2#样品的有效空穴浓度增大到了6.4×10^(18)cm^(-3)。同时二次退火导致了Al离子总剂量的降低,二次退火时间越长,温度越高,Al离子总剂量降低越显著。

碲镉汞外延晶膜的不稳定性

通过在不同日期、相同测试条件下霍尔测试同一Ｈｇ１－ｘＣｄｘＴｅ／ＣｄＺｎＴｅ外延晶膜的电学参数，发现其电学参数随时间的不同而不同。根据Ｐｅｔｒｉｔｚｌ［１］的双层模型用计算机进行曲线模拟可知，此晶膜正由半导体（原给组份Ｘ≈０．２１３）向半金属转变。这一点已被扫描电镜所证实。

GaSb 衬底厚度对超晶格电学特性影响的研究

非故意掺杂的GaSb存在施主缺陷,呈现p型导电,导电性较好。对于分子束外延制备的Sb基超晶格材料,通常用GaSb做衬底,而GaSb衬底厚度远大于超晶格材料厚度,因此对锑基二类超晶格材料进行霍尔测试时GaSb衬底厚度对超晶格电学性能容易产生较大影响。而在红外探测器制备过程中,为了增加材料对红外辐射的吸收,通常在器件制备完成后对衬底进行减薄,通过背入射的方式对红外辐射进行探测,因此探究GaSb厚度对超晶格电学特性的影响能够为超晶格材料的结构设计提供理论依据。讨论了n型超晶格薄膜及p型超晶格薄膜的电学特性受GaSb衬底厚度的影响。使用由分子束外延技术在弱n型GaSb衬底上生长GaSb缓冲层后,分别生长Si掺杂的n型InAs/GaSbⅡ类超晶格及Be掺杂的p型InAs/GaSbⅡ类超晶格,衬底进行不同厚度的减薄,并进行霍尔测试。结果表明:在77 K温度下的霍尔测试中,虽然缓冲层减弱了衬底对超晶格薄膜的影响,但不能完全消除衬底对超晶格薄膜电学特性的影响。n型超晶格及p型超晶格的电学特性仍随衬底厚度变化产生:衬底厚度的减薄导致表面复合效应增加、杂质浓度重分布,因此超晶格材料载流子浓度的减小,载流子迁移率在相同的温度下受杂质散射影响较大,载流子浓度的减小降低了电子散射的可能性,因此迁移率随衬底厚度减薄而增加。n型超晶格载流子浓度及迁移率的变化均在同一量级,与缓冲层极性相反的薄膜材料减薄前的电学特性可以为减薄后的电学特性进行标定。p型超晶格载流子浓度变化相对较大,与缓冲层材料极性相同的材料在需要考虑载流子浓度时,材料生长过程中需要进行高浓度掺杂保证减薄后薄膜材料的载流子浓度,迁移率变化几乎可视为不变。该研究对标定不同类型掺杂浓度的超晶格材料可提供一定的参考意义。

ITO对新型AlGaInP红光LED特性的影响

用真空电子束蒸镀的方法制备氧化铟锡(indiumtin oxide,ITO)薄膜,制作了以300nmITO为窗口层的新型AlGaInP红光LED。在氮气环境下,对LED样品进行了40s快速热退火处理。随着退火温度增加,LED的光强先上升后下降,电压先下降后上升,并且两者都在435℃达到最优值。通过霍尔测试研究退火对ITO薄膜电学特性的影响,发现这是由于ITO在经过435℃退火后,电阻率最小,载流子浓度最大,因而减小了ITO的体电阻和p型欧姆接触电阻,降低了LED工作电压,同时增加了ITO做为电流扩展层的电流扩展效果,提高了LED光强。