LPE法在Si衬底上生长SiGe层的方法及电子特性的研究

本文介绍了在电阻率为（７７～３００）ｋΩ·ｃｍ的ｎ型（１１１）Ｓｉ衬底上用ＬＰＥ法生长高质量Ｓｉ１－ＸＧｅｘ单晶薄层（其厚度一般为１～３μｍ）的生长条件，并对引入的缺陷进行了ＴＥＭ研究，结果表明其缺陷密度和用ＭＢＥ及超高真空ＣＶＤ法生长的同样厚度和组分的Ｓｉ１－ｘＧｅｘ薄层的缺陷密度相等甚至更低．霍尔迁移率μＨ与温度有μＨ∝Ｔｍ的关系，（在Ｔ＝８０～３００Ｋ时，ｍ＝－０．９５）．当ｘ＞０．８５时，μＨ的测量值和由Ｋｒｉｓｈｎａｍｕｒｔｈｙ计算的理论值相符，ｘ＜０．８５，测量值仅为理论值的７０％．由Ｂｉ杂质引入能级的电子激活能Ｅｎ与Ｇｅ的组分ｘ有关．但在ｘ＝０．８３时有最大值．其值分别为Ｂｉ在Ｓｔ，Ｇｅ体材料中的１／４．这表明用ＬＰＥ生长的ＳｉＧｅ层的电子特性不但与Ｂｉ而且还与ＳｉＧｅ的结构特性有关．

Si／SiGe腐蚀停止技术的研究及其在SiGe／SiHBT工艺中的应用

对ＳｉＧｅ／Ｓｉ腐蚀停止技术进行了大量的实验研究，分析了腐蚀的化学机理，并在一定的腐蚀液浓度和温度下，获得了Ｓｉ和ＳｉＧｅ的腐蚀速率比大于３０的结果。该技术极宜在ＳｉＧｅ／ＳｉＨＢＴ制作中应用。

低阈值电流密度INGaAs/GaAs/AlGaAs应变量子阱激光器

利用分子束外延技术，生长了极低阈值电流密度、低内损耗、高量子效率的InGaAs／GaAs／AlGaAs应变量子阱激光器．在腔长900μm时，80μm宽接触激光器阈值电流密度是125A／cm2，在腔长为2000μm时是113A／cm2，这样低的阈值电流密度是目前国内报道的最低值．激光器的内损耗和内量子效率分别是2cm－1和84％．

SiGe/SiHBT发射结的寄生势垒及其对器件室温和低温特性的影响

研究了 Si Ge/Si HBT基区 B杂质的偏析和外扩散对器件的影响 .发现用 MBE生长的Si Ge基区中 ,在材料生长时 B杂质的上述行为会严重破坏器件的室温电流增益并改变器件的低温性能 .采用数值计算分析了 B杂质的上述行为与在发射结产生的寄生势垒的关系 ,解释了器件温度特性的实验结果 .并根据计算模拟和实验 ,讨论了 Si

低温SiGe/Si HBT的研制及性能分析

用MBE(分子束外延 ,MolecularBeamEpitaxy)生长的材料研制了在低温工作的SiGe/SiHBT(异质结双极型晶体管 ,HeterojunctionBipolarTransistor) .其在液氮下的直流增益hfe(Ic/Ib)为 16 0 0 0 ,交流增益 β(ΔIc/ΔIb)为 2 6 0 0 0 ,分别比室温增益提高 5 1和 73倍 .测试了该HBT直流特性从室温到液氮范围内随温度的变化 ,并作了分析讨论 .

MOCVD生长的高质量掺碳GaAs/AlGaAs材料的特性研究

利用低压金属有机化合物汽相淀积方法，以液态ＣＣｌ４ 为掺杂源生长了高质量的碳掺杂ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ外延材料，研究了ＣＣｌ４ 流量、生长温度和Ⅴ／Ⅲ比等因素对外延材料中的碳掺杂水平的影响．采用电化学ＣＶ 方法、范德堡霍耳方法、低温光致发光谱和Ｘ射线双晶衍射回摆曲线测量等方法对碳掺杂外延材料的电学、光学特性进行了研究．实验制备了空穴浓度高达１．９×１０２０ｃｍ － ３的碳掺杂ＧａＡｓ 外延材料和低温光致发光谱半宽小于５ｎｍ 的高质量碳掺杂Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ 外延层．在材料研究的基础上，我们以碳为Ｐ型掺杂剂生长了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ应变量子阱９８０ｎｍ 大功率半导体激光器结构，并获得了室温连续工作１Ｗ 以上的光功率输出．

新型大功率双波长半导体激光器的研制

提出了一种新结构半导体双波长激光器 ,即用隧道结把两个发射不同波长的激光器结构通过外延生长的方法连接起来。通过计算和设计 ,制备了性能良好的大功率激射的双波长半导体激光器。双波长器件的实际激射波长分别为 95 1 nm和 987nm,为基模激射。器件在 5 3 0 m A直流工作时输出功率达到 5 0 0 m W,斜率效率为1 .3 3 W/A。在 2 A电流时功率达 2 .4W,斜率效率为 1 .3 8W/A;3 A电流时功率达 3 .1 W,斜率效率为 1 .2 1 W/A。

新型多有源区隧道再生光耦合大功率半导体激光器

针对大功率半导体激光器面临的主要困难 ,提出并实现了一种隧道再生多有源区耦合大光腔高效大功率半导体激光器机理 .该机理能有效地解决光功率密度过高引起的端面灾变性毁坏、热烧毁和光束质量差等大功率激光器存在的主要问题 .采用低压金属有机化合物气相淀积方法生长了以碳和硅作为掺杂剂的GaAs隧道结、GaAs/In GaAs应变量子阱有源区和新型多有源区半导体激光器外延结构 ,并制备了高性能大功率 980nm激光器件 .三有源区激光器外微分量子效率达 2 .2 ,2A驱动电流下单面未镀膜激光输出功率高达 2 .5W .