InGaAs/GaAs异质薄膜的MBE生长研究

利用分子束外延技术,在GaAs(001)基片上外延InGaAs/GaAs异质薄膜,通过RHEED图像演变实时监控薄膜生长状况,采用RHEED强度振荡测量薄膜生长速率,确定薄膜中In/Ga的组分比,并提出控制InGaAs薄膜中In/Ga组分比的生长方法。根据RHEED图像,指出获得的InGaAs薄膜处于(2×3)表面重构相。样品经过淬火至室温后对样品做STM扫描分析,证实样品为表面原子级平整的InGaAs/GaAs异质薄膜。

分子束外延生长InGaAs/GaAs异质结及其在独特场效应晶体管中的应用(英文)

用分子束外延技术生长了 In Ga As/Ga As异质结材料 ,并用 HALL效应法和电化学 C- V分布研究其特性。讨论了 In Ga As/Ga As宜质结杨效应晶体管 ( HFET)的优越性。和 Ga As MESFETS或 HEMT相比 ,由于 HFET没有 Al组份 ,具有低温特性好 ,低噪声和高增益等特点。本文研究了具有 In Ga As/Ga As双沟道和独特掺杂分布的低噪声高增益 HFET。

In_xGa_(1-x)As/GaAs异质薄膜的临界厚度

从In组分、生长温度和As BEP 3个参数出发,利用RHEED和STM技术深入研究了In_xGa_(1-x)As/GaAs异质薄膜的临界厚度。研究发现In的组分直接决定了In_xGa_(1-x)As/GaAs异质薄膜的临界厚度,而生长温度和As BEP的差异也在很大程度上对临界厚度产生重要影响。在特定的生长温度和As BEP下,In_xGa_(1-x)As/GaAs的临界厚度随着In组分的减小呈指数增加,尤其是当In组分<20%时临界厚度将趋于无穷大。对于特定In组分的In_xGa_(1-x)As/GaAs异质薄膜来说,当生长温度相同时,临界厚度随着As BEP的增加而迅速增大;而在As BEP相等时,临界厚度将随着生长温度的增加而减小;不同生长温度之间临界厚度的差异将随着As BEP的减小而不断减小,到更低As BEP时甚至将趋于相等。

InGaAs／GaAs异质结构材料及器件应用

概述了ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ异质结构材料用于制作微波器件的优越性，叙述了材料的ＭＢＥ生长、输运特性和掺杂分布，以及用于制作Ｋｕ波段低噪声高增益ＨＦＥＴ的结果：栅长０．５μｍ，１２ＧＨｚ下噪声系数０．９３ｄＢ，相关增益９ｄＢ。

InGaAs/AlGaAs/GaAs单量子阱激光器的研究

利用金属有机化合物气相沉积 (MOCVD)技术 ,研制出了高质量的InGaAs/AlGaAs/GaAs单量子阱激光器 ,其有源区采用了分别限制单量子阱结构 (SCH -SQW) ,利用该材料做出的半导体激光器的连续输出功率大于 1W ,峰值波长 91 0nm± 2nm。

金辅助催化方法制备GaAs和GaAs/InGaAs纳米线结构的形貌表征及生长机理研究

利用金(Au)辅助催化的方法,通过金属有机化学气相沉积技术制备了GaAs纳米线及GaAs/InGaAs纳米线异质结构.通过对扫描电子显微镜(SEM)测试结果分析,发现温度会改变纳米线的生长机理,进而影响形貌特征.在GaAs纳米线的基础上制备了高质量的纳米线轴、径向异质结构,并对生长机理进行分析. SEM测试显示, GaAs/InGaAs异质结构呈现明显的"柱状"形貌与衬底垂直, InGaAs与GaAs段之间的界面清晰可见.通过X射线能谱对异质结样品进行了线分析,结果表明在GaAs/In GaAs轴向纳米线异质结构样品中,未发现明显的径向生长.从生长机理出发分析了在GaAs/InGaAs径向纳米线结构制备过程中伴随有少许轴向生长的现象.

拉曼-光荧光光谱热壁外延生长GaAs/Si薄膜晶体质量研究

本文研究了用热壁外延 (HWE)技术在Si衬底上、不同工艺条件生长的GaAs薄膜的拉曼 (Raman)和光荧光 (PL)光谱。研究表明 :在室温下 ,GaAs晶膜的拉曼光谱的 2 6 5cm-1横声子 (TO)峰和 2 90cm-1纵声子(LO)峰的峰值和面积之比随晶膜质量的变好而逐渐变大、FWHM变窄且峰值频移变小 ,而PL光谱出现在 90 0nm光谱的FWHM较窄 ,这表明所测得的薄膜为单晶晶膜。在另外一些工艺条件下生长的GaAs薄膜拉曼光谱峰形好 ,但测不出PL光谱 ,所生的膜不是单晶。同时对同一晶膜也可判断出其均匀程度。因此我们可以通过拉曼光谱和荧光光谱相结合评定外延膜晶体质量。

亚单层InGaAs量子点-量子阱异质结构的时间分辨光致发光谱

测定了亚单层InGaAs/GaAs量子点-量子阱异质结构在5K下的时间分辨光致发光谱.亚单层量子点的辐射寿命在500ps至800ps之间,随量子点尺寸的增大而增大,与量子点中激子的较小的横向限制能以及激子从小量子点向大量子点的隧穿转移有关.光致发光上升时间强烈依赖于激发强度密度.在弱激发强度密度下,上升时间为35ps,纵光学声子发射为主要的载流子俘获机理.在强激发强度密度下,上升时间随激发强度密度的增加而减小,俄歇过程为主要的载流子俘获机理.该结果对理解亚单层量子点器件的工作特性非常有用.

InGaAs/GaAs应变量子阱的发光特性研究

利用低压金属有机化学气相沉积技术(LP-MOCVD)生长InGaAs/GaAs单量子阱(SQW),通过改变生长速率、优化生长温度和V/III比改善了量子阱样品的室温光致发光(PL)特性。测试结果表明,当生长温度为600℃、生长速率为1.15μm/h时,生长的量子阱PL谱较好,增加V/III比能够提高量子阱的发光强度。实验分析了在不同的In气相比条件下,生长速率对量子阱质量的影响,利用模型解释了高In气相比时,随着生长速率增加PL谱蓝移现象消失的原因。

半导体超薄膜中量子尺寸效应

由于最近三、四年来半导体材料外延生长技术的迅速发展,现已能够获得显示量子效应的超薄膜。本文综述半导体超薄膜中量子尺寸效应的简单理论和多层超薄膜异质结构中隧道效应、光吸收和受激发射的实验和结果。本文内容分:半导体表面和超薄膜量子效应,量子尺寸效应简单理论,异质结构中量子尺寸效应的实验证实及最近进展四部份。

用于制备具有超光滑表面异质集成4英寸硅基砷化镓薄膜的高效离子剥离技术

在Si衬底上将单晶GaAs薄膜与其进行异质集成有望为硅基光电集成提供新的材料平台.本文基于对GaAs材料剥离机理的分析阐述,优化了GaAs薄膜转移工艺的离子注入条件.结果表明,相比于He离子单独注入,由于较小的热预算和注入后相对更低的缺陷密度,He/H离子共注入对于GaAs薄膜转移更高效.以Al2O3为键合介质层,通过优化的离子剥离技术成功地将4英寸GaAs薄膜转移到Si(100)衬底上.探索了包括化学机械抛光、臭氧辐照氧化和KOH清洗的表面处理工艺,以将转移后GaAs薄膜的表面质量提高到可以高质量外延的水平.在400℃退火1 h后,转移的GaAs薄膜单晶质量进一步提高,X射线摇摆曲线的半峰全宽仅为89.03 arcsec.

Si_(x)N_(y)沉积参数对量子阱混杂效果的影响

Si_(x)N_(y)常被用作量子阱混杂(QWI)的抑制材料,为了探索Si_(x)N_(y)的生长工艺对InGaAs/GaAs量子阱结构混杂效果的影响,对等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法的工艺参数,如沉积时间、SiH_(4)流量以及射频(RF)功率进行一系列实验。实验结果表明:Si_(x)N_(y)可以较好地保护量子阱,但其厚度对QWI抑制效果的影响较小;当SiH_(4)流量较大时,Si_(x)N_(y)中富Si,退火过程中Si可能发生扩散而与P型欧姆接触层形成电补偿,同时诱导量子阱混杂,使其波长发生较大蓝移;减少SiH_(4)流量,Si_(x)N_(y)中Si的含量降低,折射率降低,但蓝移量仍较大;在一定范围内,蓝移量随着RF功率的增大而增大;当RF功率为50 W、SiH_(4)流量为50 sccm时,Si_(x)N_(y)起到较好的量子阱保护作用,蓝移量仅为14.1 nm。