MOCVD-InAs/GaSb DBR结构材料的特性研究

本研究采用MOCVD技术在GaSb衬底上制备InAs与GaSb交替生长层构成的分布布喇格反射镜(DBR)材料.由于InAs与GaSb材料晶格匹配良好,且折射率差较大,因此用这两种材料交替生长构成的DBR结构,在较低生长周期时即可获得较高的反射率.将其引入共振腔增强型红外探测器结构,做为共振腔的腔体,将大大改善器件性能,实现红外光的高灵敏度室温探测.根据多膜增反原理,膜层反射率随膜层周期增加而增加,理论计算结果显示InAs/GaSb DBR结构工作波长为2.4μm,周期为22时,膜层反射率即可高于80.11;.我们用扫描电子显微镜,X-ray射线衍射,反射光谱测量等分析手段,对InAs/GaSb DBR结构材料的物理性能进行表征.结果表明,我们已经成功获得高质量的晶格匹配的InAs、GaSb单晶薄膜,以及InAs/GaSb交替生长组成的不同周期的DBR结构材料.反射光谱测量显示,InAs/GaSb DBR反射率随膜层周期数增加而增加,当InAs/GaSb DBR周期数为22时,其反射率约为44.27;.     

MOCVD生长InP/GaInAsP DBR结构及相关材料特性

采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)法InP衬底上成功地制备了GaxIn1-xAsyP1-y/InP交替生长的分布布喇格反射镜(DBR)结构以及与之相关的四元合金GaxIn1-xAsyP1-y和InP外延层。利用X射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)、低温光致发光(PL)光谱等测量手段对材料的物理特性进行了表征。结果表明,在InP衬底上生长的InP外延层和四元合金GaxIn1-xAsyP1-y外延层77K光致发光(PL)谱线半峰全宽(FWHM)分别为9.3meV和32meV,说明形成DBRs结构的交替层均具有良好的光学质量。X射线衍射测量结果表明,四元合金GaxIn1-xAsyP1-y外延层与InP衬底之间的相对晶格失配仅为1×10-3。GaxIn1-xAsyP1-y/InP交替生长的DBR结构每层膜的光学厚度约为λ/4n(λ=1.55/μm)。根据多层膜增反原理计算得出当膜的周期数为23时,反射率可达90％。     

生长温度对In0.53Ga0.47As/InP的LPMOCVD生长影响

利用LPMOCVD技术在InP衬底生长了InxGa1-xAs材料，获得表面平整．光亮的In0.53Ga0.47As外延层。研究了生长温度对InxGa1-xAs外延层组分、表面形貌、结晶质量、电学性质的影响。随着生长温度的升高，为了保证铟在固相中组分不变，必须增加三甲基铟在气相中的比例。在生长温度较高时，外延层表面粗糙。生长温度在630℃与650℃之间，X射线双晶衍射曲线半高宽最窄，高于或低于这个温度区间，半高宽变宽。迁移率随着生长温度的升高而增加,在630℃为最大值，然后随着生长湿度的升高反而降低。生长温度降低使载流子浓度增大，在生长温度大于630℃时载流子浓度变化较小。     

稀土铒离子注入多孔硅的发光

稀土离子Ｅｒ注入多孔硅中．在３５０ｋｅＶ能量，１×１０（１２）～１×１０（１５）／ｃｍ２剂量范围内，注入后的多孔硅仍保持明亮的可见光发射．退火后，在近红外区测到１．５４μｍ附近Ｅｒ（３＋）的特征发射．其发射强度比硅单晶对照样品明显增强，实验表明这增强作用来源于多孔硅的表面发光层．电化学制备过程中在表面层中带入的Ｏ、Ｃ、Ｆ等多种杂质可能是Ｅｒ（３＋）发光增强的原因．     

UNCOOLED GaInAsSb INFRARED DETECTORS GROWN BY METALORGANIC CHEMICAL VAPOR DEPOSITION

The GaInAsSb as one of the most important semiconductor alloy systems for infrar ed detectors is well established. Samples of GaInAsSb alloys have been grown by atmospheric pressure metalorganic chemical vapor deposition on n-GaSb (Te-doped ) substrates. The properties of GaInAsSb layers were characterized by single-crystal X-ray diffraction, doublecrystal X-ray rocking curve and scanning elec tron acoustic microscopy. The spectral responses of p⁺-GaInAsSb/p-GaInAsSb/n-GaSb detectors showed cut-off wavelength at 2.4μm,detectivity D=1.2×10⁹ cmHz^0.05/W at room temperature,and quantum efficiency 40%.     

可低压驱动的金刚石薄膜冷阴极特性研究

通过在金刚石薄膜表面沉积超薄金属薄膜作为栅极的方法,在10V左右的低压下观察到场发射现象,其发射电子的发散角度为10°左右,接近于面发射;而孤立的金刚石颗粒几乎观测不到场发射。金刚石薄膜的场发射可能来自晶间相。     

HFCVD法制备纳米晶态SiC及其室温下的光致发光

用热丝化学气相沉积(HFCVD)法以CH4和SiH4作为反应气体在Si衬底上制备了纳米晶态6H-SiC。为减小6H-SiC与Si衬底之间的晶格失配,在HFCVD系统中通过对Si衬底表面碳化处理制备了缓冲层,确立了形成缓冲层的最佳条件。采用扫描电镜、傅里叶红外吸收谱和X射线衍射等分析手段对样品进行了结构和组分分析。结果表明,在较低的衬底温度下所沉积的是晶态纳米SiC,纳米晶粒平均尺寸约为60nm,并在室温下观察到所制备的纳米SiC位于380～420nm范围内的短波可见光。研究和分析了碳化时间对发光峰及红外吸收峰位置的影响。     

缓冲层InxGa1-xAs组分对In0.82Ga0.18As结晶质量和表面形貌的影响

采用低压金属有机化学气相沉积(LP-MOCVD)技术,两步生长法在InP衬底上制备In_0.82Ga_0.18As材料.研究缓冲层In_xGa_1-xAs的In组分对In_0.82Ga_0.18As结晶质量和表面形貌的影响.X射线衍射(XRD)用于表征材料的组分和结晶质量.用扫描电子显微镜(SEM)观察样品的表面形貌.实验结果表明,低温生长的缓冲层In_xGa_1-xAs的In组分影响高温生长的外延层In_0.82Ga_0.18As的结晶质量和表面形貌.测量得到四个样品的外延层In_0.82Ga_0.18As的X射线衍射谱峰半峰全宽(FWHM)为0.596°,0.68°,0.362°和0.391°,分别对应缓冲层In组分x=0.28,0.53,0.82,0.88,当缓冲层In组分是0.82时,FWHM最窄,表明样品的结晶质量最好.SEM观察四个样品的表面形貌,当缓冲层In组分是0.82时,样品的表面平整,没有出现交叉平行线或蚀坑等缺陷,表面形貌最佳.     

宽禁带Ⅱ—Ⅵ族半导体及其应用前景

与晶态半导体和绝缘体的应用相关的电子学的蓬勃发展,大大地加深与扩大了我们关于固体结构的知识,使我们得到在其中发生的物理过程的宝贵资料。 半导体电子器件方面的成就,在很大程度上有赖于获得纯的或特殊掺杂材料的工艺     

硅基籽晶上化学气相沉积金刚石薄膜及其场发射特性

通过控制电泳沉积(EPD)时间,在硅基片上沉积不同密度的金刚石籽晶。再用热丝化学气相沉积(HFCVD)设备,在硅基籽晶上合成多晶金刚石薄膜。薄膜中通常含有非金刚石相碳成分。用扫描电子显微镜(SEM)和Raman光谱对样品的表面形貌和成分进行了表征,测量了样品的场发射特性。比较并分析了样品的表面形貌和非金刚石成分上的差异对金刚石薄膜场发射特性的影响。