GaAs/Si/AlAs异质结不同生长温度Si夹层分布的CV实验研究

用MBE生长设备制备了GaAs/Si/AlAs异质结 ,通过CV法研究了异质结的带阶和GaAs层在不同温度下生长对 0 .5分子层Si夹层的影响 。

GaAs/AlAs量子阱中受主束缚能和光致发光

从实验和理论上，研究了量子限制效应对GaAs／AlAs多量子阱中受主对重空穴束缚能的影响。实验中所用的样品是通过分子束外延生长的一系列GaAs／AlAs多量子阱，量子阱宽度为3—20nm，并且在量子阱中央进行了浅受主Be原子的δ-掺杂。在4，20，40，80，120K不同温度下，分别对上述样品进行了光致发光谱测量，观察到了受主束缚激子从基态到激发态的两空穴跃迁，并且从实验上测得了在不同量子阱宽度下受主的束缚能。理论上应用量子力学中的变分原理，数值计算了受主对重空穴束缚能随量子阱宽度的变化关系，比较发现，理论计算和实验结果符合地较好。

GaAs／Si／AlAs异质结的DLTS实验研究

利用深能级瞬态谱(DLTS)技术研究了Si夹层和GaAs层不同生长温度对GaAs／AlAs异质结晶体 品质的影响。发现Si夹层的引入并没有引起明显深能级缺陷,而不同温度下生长的GaAs／Si／AlAs异质结随着 温度的降低,深能级缺陷明显增加,并进行了分析,得到深能级是由Ga空位引起的,在600℃时生长的晶体 质量最佳。

GaAs、AlAs、DBR反应离子刻蚀速率的研究

采用 BCl3和 Ar作为刻蚀气体对 Ga As、Al As、DBR反应离子刻蚀的速率进行了研究 ,通过控制反应的压强、功率、气体流量和气体组分达到对刻蚀速率的控制 .实验结果表明 :在同样条件下 Ga As刻蚀的速率高于 DBR和 Al As,在一定条件下 Ga As刻蚀的刻蚀速率可达 40 0 nm/m in,Al As的刻蚀速率可达 35 0 nm/min,DBR的刻蚀速率可达 340 nm/min,刻蚀后能够具有光滑的形貌 ,同时能够形成陡直的侧墙 ,侧墙的角度可达 85°.

基于GaAs/AlAs腐蚀自停止的新型水听器工艺

针对感应耦合等离子(ICP)刻蚀气室气体分布不均匀性所导致的被刻蚀台面中间厚、边缘薄及干法刻蚀后残余应力大等缺点,进行了GaAs/AlAs的选择性湿法腐蚀工艺研究.腐蚀液为50%一水柠檬酸(C6H8O7.H2O)溶液与30%双氧水(H2O2)的混合物,当二者体积比为3∶1时,GaAs/AlAs的选择比达到79以上.用原子力显微镜(AFM)和扫描电镜(SEM)对腐蚀后的试验片测试后发现,该体积比腐蚀液腐蚀的试验片具有表面粗糙度低、刻蚀各向异性好、选择比高等优点,能够满足传感器加工的需要;结合试验结果,设计了一种待加工梁厚3μm的外延材料结构,并对传感器的加工工艺进行了优化;最后,采用ANSYS对所设计的结构进行了仿真分析,仿真结果表明,该结构具有可行性,可实现水平面内的声学探测.

用静压光致发光研究GaAs/AlAs短周期超晶格的Ⅰ一Ⅱ类超晶格转变点

近年来,GaAs/AlAs短周期超晶格的研究受到越来越多的重视。

Si夹层对GaAs／AlAs异质结的影响

用MBE生长了GaAs/Si/AlAs异质结及其对比样,通过深能级瞬态谱技术(DLTS)和X射线光电子谱测量(XPS)研究了Si夹层的引入对异质结的影响,研究发现Si夹层的引入不会引起明显的深能级缺陷,异质结仍保持较好的质量,但使GaAs/AlAs的带阶发生了改变。

短周期(AlAs)_n/(GaAs)_n(n≤10)超晶格表面、界面和体内的电子结构

在紧束缚近似下,本文首次采用Recursion方法,对(AlAs)_n/(GaAs)_n(n≤10)短周期超晶格的表面、界面和体内电子结构进行了详细计算.给出了它的总态密度(TDOS)、局部态密度(LDOS)和分波态密度(PDOS).由此证明了界面的影响,并得到了Al,Ga和As原子的原子价.超晶格有序势使(AIAs)_n/(GaAs)_n的直接带隙变窄,这表明了它与无序合金Al_xGa_(1-x)As之间物理性质的差别.同时直接证实了(001)表面原子的成键方式将引起退杂化SP_2+P_γ-P_y发生.本文结论优于已有的理论报道,并与最近的实验数据符合很好.

GaAs/AlAs异质结构隧道电流的计算和异质结限累管初探

本文从单带双谷模型出发计算了GaAs/AlAs异质结量子阱中的隧道电流同外加电压之间的关系。研究了隧道电流同量子阱结构和电场间的关系以及隧道过程中的状态转换效应。在此基础上提出了利用异质结中的状态转换特性来制作X谷电子发生器的可能性。讨论了这种发生器在器件设计中的应用以及异质结限累管的初步设计。

GaAs/AlAs/GaAs氧化前后的微结构表征

研究了GaAs/AlAs/GaAs三层膜氧化前后成分和微结构的变化。对GaAs/AlAs/GaAs利用横向氧化的方式得到了GaAs/Al2 O3/GaAs薄膜 ,利用X射线小角反射和高角衍射技术进行了微结构表征。结果表明 ,氧化前GaAs/AlAs/GaAs结构中 ,AlAs层与表面GaAs之间存在着一层110 的均匀过渡层。AlAs层分成厚度为 4 0 和 10 5 0 的两层 ,而 4 0 厚的AlAs层的平均原子密度比 10 5 0 厚的减小。利用横向氧化的方式使得AlAs完全氧化为Al2 O3,而且与氧化前相比 ,其过渡层的厚度与粗糙度均减小。

GaAs/Si/AlAs异质结的带阶和GaAs生长温度的影响

用分子束外延 (MBE)设备制备了 Ga As/ Al As和 Ga As/ Si/ Al As异质结 ,通过 XPS分别研究了异质结界面处 Si层厚度为 0 .5 ML 和 1ML 对异质结带阶的调节 ,得到最大调节量为 0 .2 e V;通过 C- V法研究了异质结的Ga As层在不同温度下生长对 0 .5 ML Si夹层的影响 ,得到 Si夹层的空间分布随 Ga As层生长温度的升高而扩散增强的温度效应 ,通过深能级瞬态谱 (DL TS)研究了在上述不同温度下生长的 Ga As层的晶体质量 .

基于SiCl_4/SF_6的GaAs/AlAs ICP选择性干法刻蚀

报道了GaAs/AlAs的电感耦合等离子体(ICP)选择性干法刻蚀,刻蚀气体为SiCl4/SF6混合物.研究了在不同SiCl4/SF6气体配比、RF偏压电源功率和气室压力下,GaAs,AlAs的平均刻蚀速率与二者的选择比.合适的SiCl4/SF6气体比例(15/5sccm),低的RF偏压电源功率和高的气室压力将加强AlF3非挥发性生成物的形成,进而提高GaAs/AlAs的选择比.在SiCl4/SF6气体比例为15/5sccm,RF偏压电源功率为10W,主电源功率为500W,气室压力为2Pa时,GaAs/Al-As的选择比达1500以上.采用喇曼光谱仪对不同RF偏压电源功率和气室压力下,GaAs衬底被刻蚀面等离子体损伤进行了测试,表面形貌和被刻蚀侧壁分别采用原子力显微镜(AFM)和扫描电镜(SEM)进行观察.

杂质和空位对AlAs/GaAs超晶格电学性质的影响

在紧束缚近似基础上,本文采用Recursion方法首次计算了含有杂质和空位的短周期AlAs/GaAs超晶格电子结构。局域态密度和分波态密度的计算结果清楚地反映了少量无序杂质和空位在AlAs/GsAs中的局部细节以及对材料本身电学性质的影响。在具有点缺陷(杂质或空位)的AlAs/GaAs材料能隙中将出现新能级,本文计算了它们的位置。同时利用对原子价的讨论发现体内点缺陷周围存在一个电中心,而界面点缺陷产生一个局域电场,它将导致电荷分布的转移。比较了杂质和空位的影响,并进一步证明在所有情况下它们的作用是高度局域的。

GaAs/AlAs短周期超晶格的静压光致发光研究

在室温和液氮温度下对不同层厚的GaAs/AlAs短周期超晶格在0—50kbar范围内进行了静压光致发光研究。在导带最低能级为类Γ态能级(Ⅰ类超晶格)和类X态能级(Ⅱ类超晶格)两种情况下都得到了类Γ态能级与类X态能级差随层厚的变化。首次直接观察到室温、常压下(GaAs)_(11)(AlAs)_(11)超晶格中类Γ态能级与类X态能级发生交叉。从发光峰的强度随压力的变化求得室温下在类Γ态能级与类X态能级恰好交叉的压力下类X态电子和类Γ态电子到价带空穴的跃迁几率之比从(GaAs)_(17)(AlAs)_(17)的1.4×10^(-4)逐渐增加到(GaAs)_6(AlAs)_6的4.6×10^(-3)。表明类Γ态和类X态间的混合较弱。对实验结果进行了简短的讨论。

GaAs/AlAs超短周期超晶格中的纵光学声子模

在室温和非共振条件下,测量了超短周期(1—3个单层)GaAs/AlAs超晶格的 Raman散射光谱.样品用分子束外延方法生长在(001)晶向的半绝缘 CaAs衬底上.实验结果表明,在这种超短周期超晶格中存在两种作用:一种是光学声子的限制效应,另一种是混晶化效应.对于单层超晶格,在各种散射配置下的 Raman光谱都与Al(0.5)Ga_(0.5)As三元混晶的Raman光谱十分相似.而对于4个单层或者更厚的超晶格样品,混晶化效应基本可以忽略,仅仅表现为界面效应,光学声子的限制效应起主导作用.

磁隧穿振荡研究GaAs／AlAs双势垒结构中的Γ-X电子态混合

报道了非对称ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ双势垒结构（ＤＢＳ）中的Γ－Ｘ－Γ磁隧穿振荡现象，用磁场倒数周期求得ＡｌＡｓ层中Ｘ谷和ＧａＡｓ层中Γ谷之间的能带不连续值与通常公认值符合很好．

(GaAs)_1(AlAs)_1(111)超晶格能带结构的LMTO-ASA计算

用从头计算的LMTO-ASA方法计算(GaAs)_1(AlAs)_1(111)超晶格和体材料GaAs、AlA_3的能带结构,给出布里洲区对称点Γ、Z、D主要能带本征值的对称性标记和对应关系,结果表明,(GaAs)_1(AlAs)_1(111)能带与体材料能带有一定的对应转化关系,能带隙是直接能隙,在布里洲区Γ点。

MOVPE生长AlAs/GaAs Bragg反射膜

采用常压金属有机物气相沉积法生长ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ周期性反射膜，并利用双晶Ｘ射线衍射、扫描电子显微镜和记录式分光光度计等分析手段，对材料结构及光学性质进行了分析。实验结果表明，在７８０℃连续生长的薄膜结构和晶体质量都很好，但是反射率低；通过模拟计算，连续生长存在渐变层，而渐变层大大降低了反射率；在同样生长条件下间断生长得到较高反射率的薄膜材料。

GaAs/AlAs异型异质结导带研究

利用泊松方程分析了异质结导带形状 ,通过数值模拟研究了GaAs AlAs异型异质结在不同掺杂浓度下的导带图 。

三元GaAS/ALAS准周期超晶格系统的电子隧穿透射谱

用紧束缚的方法研究了一种多层低维半导体系统———三元准周期超晶格系统的电子隧穿 结果表明:大代数的情况下,电子出现共振隧穿透射的能量区域则集中在某一小的能量范围内。