GSMBE GaN膜的电子输运性质研究

用ＮＨ３作氮源的ＧＳＭＢＥ方法在晶向为（０００１）的α－Ａｌ２Ｏ３衬底上生长了非有意掺杂的单晶ＧａＮ外延膜，ＧａＮ膜呈Ｎ型导电，室温时的最高迁移率约为１２０ｃｍ２／（Ｖ·ｓ），相应的非有意掺杂电子浓度为９．１×１０１７ｃｍ－３．对一些ＧａＮ膜进行了变温Ｈａｌ测试，通过电阻率、背景电子浓度以及Ｈａｌ迁移率随温度的变化研究了ＧａＮ外延膜的导电机理．结果表明，当温度较低时，以电子在施主中心之间的输运导电为主；当温度较高时，以导带中的自由电子导电为主．

高质量GaN材料的GSMBE生长

在国内首次用NH3作氮源的GSMBE方法在α－Al2O3衬底上成功地生长出了高质量的GaN单晶外延膜．GaN外延膜的（0002）X射线双晶衍射峰回摆曲线的半高宽最窄为8’；背景电子浓度最低为2．7×1018cm－3，霍尔迁移率最好为91cm2／（V·s）；室温光致发光谱上只观察到一个强而锐的带边发光峰，谱峰位于363nm处，室温谱峰半高宽最窄为8nm（75meV）．

GSMBE生长的高质量氮化镓材料

使用 NH3作氮源 ,采用 GSMBE方法在 ( 0 0 0 1 ) Al2 O3衬底上生长出了高质量的 Ga N单晶外延膜 .1 .2 μm厚的 Ga N外延膜的 ( 0 0 0 2 ) X射线双晶衍射峰回摆曲线的半高宽为 6′,室温电子迁移率为 30 0 cm2 /( V· s) ,背景电子浓度约为 3× 1 0 17cm- 3.

GSMBE原位生长SiGeHBT材料

采用ＧＳＭＢＥ工艺生长的单晶ＳｉＧｅ ＨＢＴ 结构材料，经Ｘ射线双晶衍射，透射电镜和扩展电阻深度分布测量说明：该材料晶体完整性好，无应力弛豫，界面平整陡峭．发射区Ｎ 型掺杂浓度２×１０１９～１×１０２０ｃｍ － ３，厚度１００～２００ｎｍ ；基区ＳｉＧｅ合金Ｇｅ 组分０．０５～０．２０，Ｐ型掺杂浓度５×１０１８ｃｍ － ３，厚度４０～１００ｎｍ ；集电极浓度～１×１０１６ｃｍ － ３．达到了生长ＳｉＧｅ ＨＢＴ 材料的条件．

GSMBE外延生长GeSi/Sip-n异质结二极管

用气态源分子束外延（ＧＳＭＢＥ）法生长了掺杂ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ合金并试制了ｐ－ｎ异质结二极管，Ｘ射线双晶衍射和二极管Ｉ－Ｖ特性表明，ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ合金的完整性与异质结界面的失配位错是影响异质结二极管反向漏电的主要原因．通过控制ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ合金的组分及厚度，我们获得了较高质量的ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉｐ－ｎ异质结二极管材料，其反向电压为－５Ｖ时，反向漏电流密度为６．１μＡ／ｃｍ２．

低温Si-GSMBE中Si_2H_6的热裂解及对Si生长的影响

为提高外延ＳｉＧｅ／ＳｉＨＢＴ材料中Ｓｉ发射极的生长速率，研究了Ｓｉ２Ｈ６预热温度对Ｓｉ生长速率的影响，结果表明在一很窄的温区内，Ｓｉ的生长速率提高了一倍．进一步升温Ｓｉ的生长速率迅速下降．用四级质谱仪对低温Ｓｉ－ＧＳＭＢＥ中Ｓｉ２Ｈ６的热裂解过程进行了研究，对该现象做了解释．

MOCVD和GSMBE生长Ga_（0．5）In_（0．5）P外延层中有序结构的研究

用ＭＯＣＶＤ在（１００）、ＧＳＭＢＥ在（１００）和（１１１）ＢＧａＡｓ上生长了ＧａＩｎＰ外延层．ＰＬ测试表明，（１００）衬底上ＧａＩｎＰＰＬ峰的能量比计算的带隙分别小４３（ＧＳＭＢＥ生长）和１０４ｍｅＶ（ＭＯＣＶＤ生长）．用Ｋｕｒｔｚ等人的模型对ＭＯＣＶＤ和ＧＳＭＢＥ生长的ＧａＩｎＰ中有序度的不同进行了解释．并讨论了衬底晶向对ＧａＩｎＰ中有序程度的影响．

InGaAs／InP超晶格材料的GSMBE生长研究

在国产第一台ＣＢＥ（Ｃｈｅｍｉｃａｌｂｅａｍｅｐｉｔａｘｙ）设备上，用ＧＳＭＢＥ（Ｇａｓｓｏｕｒｃｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｂｅａｍｅｐｉｔａｘｙ）技术在国内首次研究了ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ匹配和应变多量子阱超晶格材料的生长，用不对称切换方法成功地生长了高质量的匹配和正负应变超晶格材料，并用双晶Ｘ－射线衍射技术对样品进行了测试和分析．结果表明，我们在国产第一台ＣＢＥ设备上用ＧＳＭＢＥ技术采用非对称切换方法生长的超晶格材料质量很好．

GSMBE生长的用于研制HBT的SiGe/Si异质结材料

用 GSMBE法生长了 Si/ Si Ge/ Si异质结构材料 .采用双台面结构制造了 Si Ge/ Si NPN异质结晶体管 .在发射结条宽为 4μm,面积为 4μm× 1 8μm的条件下 ,其共发射极直流放大倍数为 75,截止频率为 2 0 GHz.给出了结构设计。

GSMBE生长掺杂Si及GeSi/Si合金及其电学性质研究

用气态源分子束外延法对Ｓｉ及ＧｅＳｉ／Ｓｉ合金进行了Ｎ、Ｐ型掺杂研究，结果表明，杂质在外延层中的掺入行为取决于生长过程中乙硅烷与相关掺杂气体的竞争吸附与脱附过程，所获得的Ｎ型及Ｐ型载流子浓度范围分别为１．５×１０１６～４．０×１０１９ｃｍ－３及１．０×１０１７～２．０×１０１９ｃｍ－３，基于对Ｎ型Ｓｉ外延材料中迁移率与杂质浓度、温度的关系，我们用Ｋｌａａｓｓｅｎ模型对实验结果进行拟合，分析了不同散射机制，特别是少数载流子电离散射对迁移率的影响．此外，样品的二次离子谱及扩展电阻分析表明，Ｎ、Ｐ型杂质浓度纵向分布较为均匀，无明显的偏析现象．

In_xGa_(1-x)As/InP应变多量子阱P-i-N结构的GSMBE生长及X射线双晶衍射研究

在国产CBE设备上，用GSMBE技术在国内首次生长出了一系列高质量的阱层具有不同In组分的InxGa1-xAs／InP应变多星子阶P-i-N结构材料，阶层中的设计In组分从0．39变化到0．68．用X射线双晶衍射对该组样品进行了测试分析，并用X射线衍射的运动学模型对衍射图样进行了计算机模拟，确定出了该组样品阶层中的In组分、阶宽及垒宽．结果表明，每个样品的DCXRD衍射图样上均至少可以看到14个锐而强的卫星峰，且模拟曲线与测得的衍射曲线符合得相当好，说明材料结构完整、具有较高的质量；样品的设计参数与计算机模拟得到的参数基本一致，说明生长过程可以很好的控制．

用GSMBE法生长匹配型GaInAsP／InP材料及量子阱、面发射激光器结构的研究

本文报道通过在位组分调整，配合Ｘ射线双晶衍射测试和光致发光测试，生长了与ＩｎＰ精确匹配的ＧａＩｎＡｓＰ（失配度达４×１０－４）．生长了ＧａＩｎＡｓ／ＩｎＰ量子阶结构的光致发光半峰宽达５．７２ｍｅＶ．实验表明源炉挡板开启后生长速率是不均匀的，这对生长量子阶和ＤＢＲ结构是个值得注意的问题，经考虑生长速率变化后生长的面发射激光器结构样片的反射率谱与理论计算的结果很好地相符．

GSMBE生长SiGe/Si材料的原位掺杂控制技术

在特定温控下对掺杂气体分子的状态和活性进行控制 ,建立了一套具有自主知识产权的气源分子束外延工艺生长 Si Ge/Si材料的原位掺杂控制技术。采用该技术生长的 Si Ge/Si HBT外延材料 ,可将硼杂质较好地限制在 Si Ge合金基区内 ,并能有效地提高磷烷对 N型掺杂的浓度和外延硅层的生长速率 ,获得了理想 N、P型杂质分布的 Si Ge/Si

InP基及含磷化合物HBT材料的GSMBE生长与特性

通过对外延材料结构设计和GSMBE生长工艺的深入研究,解决了生长InP基及含磷化合物HBT外延材料的关键问题,建立了稳定优化的GSMBE生长工艺,研制出性能优良的φ50mm InP基HBT和φ100mm InGaP/GaAs HBT外延材料.所发展的GSMBE外延技术,在As/P气氛切换、基区p型重掺杂扩散抑制、双异质结HBT结构设计等方面具有自己的特色.器件单位采用所提供的外延材料研制出的InP基HBT和InGaP/GaAs HBT器件与电路,达到了目前采用国产HBT外延材料研制的最好水平.

匹配In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP量子阱材料的GSMBE生长及特性分析

在国产CBE设备上，用GSMBE方法首次在国内成功地生长出了具有不同阱宽（1～18nm）的高质量的In0.53Ga0.47As／InP匹配量子阱结构材料，低温光致发光谱测试结果表明：量子阱材料发光谱峰强且锐，每个阱的激子跃迁峰清晰可辨．当阱宽大于6nm时，阱中激子跃迁能量的实验值与理论计算值符合得很好；当阱宽小于6nm时，实验值小于理论值；对阱宽相同的窄阱而言，我们样品的实验值高于Tsang的实验值，当阱宽小于4nm时，阱中激子跃迁谱峰的半高宽小于当量子阱界面起伏一个分子单层时所引起的展宽值，表明量子阱的界面具有原子级的平整度；与1nm阱相应的低温光致发光峰的半高宽为21．6meV；7nm阱对应的PL谱峰的半高宽为5．9meV．

GSMBE生长 1 .8- 2 .0μm波段In Ga As/ In Ga As P应变量子阱激光器

报道了气态分子束外延 ( GSMBE)生长 1.8— 2 .0μm波段 In Ga As/ In Ga As P应变量子阱激光器的研究结果 .1.8μm波段采用平面电极条形结构 ,已制备成功 10μm和 80μm条宽器件 ,器件腔长 5 0 0μm,室温下光致发光中心波长约为 1.82μm,在 77K温度下以脉冲方式激射 ,阈值电流分别约为 2 5 0 m A和 6 0 0 m A ,中心波长分别在 1.6 9μm和 1.73μm附近 .2 .0μm波段 ,制备成功 8μm宽脊波导结构器件 ,器件腔长 5 0 0μm,室温光致发光中心波长约为1.98μm ,77K温度下以脉冲方式激射 ,阈值电流约为 2 0 m A ,中心波长约为 1.89μm。

应变Si_(1-x)Ge_x/Si异质结材料的GSMBE生长及X射线双晶衍射研究

用GSMBE（GasSourceMolecularBeamEpitaxy）技术在国内首次研究了应变Si1-xGex／Si异质结材料的生长．并用X射线双晶衍射技术对样品进行了测试分析．对于Si(0.91)Ge(0．09)和Si(0.86)Ge(0.14)单层，其半宽度FWHM分别为100”和202”；对于Si(0.89)Ge(0.11)／Si多量子阱，其卫星峰多达15个以上．三种样品中的GeSi外延层干涉条纹清晰可见．结果表明，用GSMBE技术生长的Si1-xGex／Si异质结材料具有很好的结晶质量以及陡峭的界面．

GSMBE-Grown InGaAs/InGaAsP Strained Quantum Well Lasers at 1.84 Micron Wavelength

GSMBE grown 1 84 micron wavelength InGaAs/InGaAsP/InP strained quantum well lasers are reported. Lasers with 800 micron long cavity and 40 micron wide planar electrical stripe have been operated under the pulsed regime at room temperature. At 20℃, the threshold current density is 3 8kA/cm 2 and the external different quantum efficiency is 9 3%.

GSMBE InGaP/GaAs材料大面积均匀性研究

报道了气态源分子束外延 (GSMBE)技术生长的Φ5 0mm ,Φ75mmInGaP/GaAs材料的晶体完整性 ,组分均匀性和表面缺陷密度。用PhilipsX Pert′s四晶衍射仪沿Φ5 0mm ,Φ75mmInGaP/GaAs样品的x轴和y轴以 5mm间隔测量ω/2θ双晶摇摆曲线 ,获得沿x轴和y轴方向的晶格失配度分布和组分涨落分布。结果表明 ,用GSMBE生长的Φ5 0mm和Φ75mmIn0 .4 9Ga0 .51 P与GaAs衬底的失配度分别为 1× 10 - 4和 1× 10 - 5,组分波动Φ5 0mm沿x轴和y轴分别为± 0 .1%和± 0 .2 % ,Φ75mm <± 1%。表面缺陷密度在 1× 10～ 1× 10 2 cm- 2 。

GSMBE生长In_(0.49)Ga_(0.51)P/GaAs HBT微结构材料及器件研究

采用 GSMBE技术 ,在材料表征和分析的基础上 ,通过优化生长条件 ,生长出高性能In0 .4 9Ga0 .51P/ Ga As异质结双极晶体管 (HBT)微结构材料 ,并制备出器件。材料结构中采用了厚度为 6 0 nm、掺杂浓度为 3× 10 19cm-3的掺 Be Ga As基区和 5nm非掺杂隔离层 ,器件流片中采用湿法化学腐蚀制作台面结构。测试结果表明该类器件具有良好的结特性 ,在集电极电流密度 2 80 A/cm2时其共发射极电流增益达 32 0。由此说明非掺杂隔离层的引入有效地抑制了由于基区 Be扩散导致的 pn结与异质结偏位及其所引起的器件性能劣化。