无GaAs缓冲层MBE生长InSb材料的工艺及其特性

采用无ＧａＡｓ缓冲层，低温＋常规的方法在ＧａＡｓ（１００）衬底上进行了ＩｎＳｂ薄膜的分析束外延（ＭＢＥ）生长，测试了样品的双晶Ｘ射线衍射半峰宽（ＦＷＨＭ），电学霍尔（Ｈａｌｌ）特性及红外透射谱。通过大量的实验发现：不生长０．５μｍＧａＡｓ缓冲层，同样可生长出电学性能及红外透过率都较理想的样品，这可缩短材料的生长周期，降低生产成本，对将来器件的批量制作有一定的意义。     

在含有InSb非晶过渡层的GaAs衬底上用分子束外延生长InSb薄膜

在（１００）取向半绝缘ＧａＡｓ衬底上，采用独特的含有ＩｎＳｂ非晶过渡层的两步分子束外延（ＭＢＥ）生长了异质外延ＩｎＳｂ薄膜。ＩｎＳｂ外延层表面为平滑镜面，外延层厚度约为６μｍ，导电类型为ｎ型，室温（３００Ｋ）和液氮（７７Ｋ）霍尔载流子浓度分别为ｎ＿（３００Ｋ）：２．０×１０￣（１６）ｃｍ￣（－３）和ｎ＿（７７Ｋ）：２．４×１０￣（１５）ｃｍ￣（－３）；电子迁移率分别为μ＿（３００Ｋ）：４１０００ｃｍ￣２Ｖ￣（－１）Ｓ＿（－１）和μ＿（７７Ｋ）：５１２００ｃｍ￣２Ｖ￣（－１）Ｓ￣（－１）。ＩｎＳｂ外延层双晶衍射半峰宽为１９８ａｒｃｓ，最好的ＩｎＳｂ外延层的半峰宽小于１５０ａｒｃｓ。采用ＩｎＳｂ非晶过渡层有效地降低了外延层中的位错密度，改善了ＩｎＳｂ外延层的质量。     

高质量InSb薄膜的MBE同质和异质外延生长

InSb是3~5 μm中波红外波段具有重要研究意义的材料。本文以单位内部生产的InSb(100)衬底为基础,通过摸索InSb(100)衬底的脱氧、生长温度和V/III束流比,获得了高质量的InSb同质外延样品,1.5 μm样品的表面粗糙度RMS≈0.3 nm(10 μm×10 μm),FWHM≈7 arcsec;采用相同的生长温度和V/III束流比并采用原子层外延缓冲层的方法在GaAs(100)衬底上异质外延生长本征InSb层,获得了较高质量的异质外延InSb样品,1.5 μm样品的室温电子迁移率高达6.06×104cm2 V-1s-1,3 μm的样品最好的FWHM低至126 arcsec。InSb材料的同质和异质外延优化生长可为高温工作掺Al的InSb器件结构的优化生长提供重要参考依据。     

MBE生长中缓冲层对InSb/GaAs质量影响的研究

用分子束外延(MBE)方法在GaAs(001)衬底上外延生长了InSb薄膜,并研究了异质外延InSb薄膜生长中缓冲层对材料质量的影响.采用原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线双晶衍射(DCXRD)等方法研究了InSb/GaAs薄膜的表面形貌、界面特性以及结晶质量.通过生长合适厚度的缓冲层,获得了室温下DCXRD半高峰宽为272",迁移率为64 300 cm2V-1s-1的InSb外延层.     

GaAs和AlGaAs MBE外延生长动力学研究

研究了在ＧａＡｓ（００１）衬底上外延生长ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ材料过程中反射高能电子衍射（ＲＨＥＥＤ）的各级条纹及其强度随生长过程的变化。通过对各级条纹强度振荡周期和位相的分析,应用二维成核层状生长模型解释了实验结果：生长表面形貌的周期性变化导致了ＲＨＥＥＤ各级条纹及其强度的周期性变化。     

分子束外延低温生长GaAs缓冲层

<正>在低的衬底温度(约300℃)下生长的GaAs层具有较高的电阻率,较小的光敏特性。低温生长的GaAs层用于MESFET作缓冲层,能够消除背栅效应,改善光敏特性等。国外研究结果表明,低温GaAs缓冲层为富砷结。 用国产MBE—Ⅲ型分子束外延设备进行低温生长GaAs层的研究。半绝缘GaAs衬底温度约580℃,生长约50nm GaAs层。反射高能电子衍射(RHEED)的衍射图样为(2×4)结构。然     

InP外延材料的MBE生长模式

采用固态磷源分子束外延技术,在不同的生长条件下生长了InP外延材料,并用原子力显微镜对样品表面形貌进行了系统研究.实验结果表明,样品表面形貌的显著变化与生长模式发生变化有关;二维(2D)生长模式和三维(3D)生长模式之间存在转换的临界工艺条件.通过对实验数据的分析,绘制了InP外延生长模式对应工艺条件的区域分布图;在2D生长区域获得了高质量的InP/InP外延材料.     

分子束外延碲镉汞薄膜中VOID缺陷的研究

HgCdTe薄膜中的Void缺陷严重影响面阵器件的有效元数。对用分子束外延法在GaAs衬底上生长的HgCdTe薄膜中的Void缺陷进行了形貌、剖面观测和能谱分析。衬底表面状况和HgCdTe生长过程中的Hg/Te束流比及衬底温度决定了Void缺陷的密度和尺寸。在比较优化的条件下，可将Void缺陷密度降到5×102cm－2以下。     

原子氢辅助分子束外延生长以GaAs材料性能的改善

利用深能级瞬态谱（ＤＬＴＳ）研究了常规分子束外延和原子氢辅助分不外延生长的掺杂Ｓｉ和Ｂｅ的ＧａＡｓ同质结构样品中缺陷的电这特性。发现原以辅助分子束外延生长的样品中缺陷的浓度与常规分子束外延生长的样品相比有明显的降低,这可解释为生长过程中原子对缺陷的原位中和与钝化作用。     

InSb quantum dot LEDs grown by molecular beam epitaxy for mid-infrared applications

We report the molecular beam epitaxial growth of InSb quantum dots (QD) inserted as sub-monolayers in an InAs matrix which exhibit intense mid-infrared photoluminescence up to room temperature. The InSb QD sheets were formed by briefly exposing the surface to an antimony flux (Sb₂) exploiting an As-Sb anion exchange reaction. Light emitting diodes were fabricated using 10 InSb QD sheets and were found to exhibit bright electroluminescence with a single peak at 3.8 μm at room temperature.     

HgTe／CdTe超晶格的分子束外延生长和电容－电压谱研究

在ｐ－型ＨｇＴｅ／ＣｄＴｅ超晶格材料上制作金属－绝缘体－半导体（ＭＩＳ）结构．报道了ＨｇＴｅ／ＣｄＴｅ超晶格的分子束外延生长、器件制作和测量结果．研究表明，比较宽的ＣｄＴｅ势垒阻碍了少子（电子）到界面的迁移，在７７Ｋ强反型区域的低频电容不能达到绝缘层电容，类似于普通ＭＩＳ器件的高频Ｃ—Ｖ曲线．     

分子束外延生长晶格匹配HgSe／ZnTe超晶格

提出并生长了晶格匹配的ＨｇＳｅ／ＺｎＴｅ超晶格系统，红外透射测试表明其禁带宽度落在红外波段的能量范围，将Ｚｈｕ的关于ＺｎＳｅ ＭＢＥ生长模型加以推广，讨论了生长温度和束流条件对ＨｇＳｅ ＭＢＥ生长的影响，并用分子束外延方法在１６０～１８０℃下生长了ＨｇＳｅ单晶薄膜。     

气态源分子束外延AlxGa1-xAs(x=0～1)材料中Si的掺杂行为研究

研究了Si在AlxGa1-xAs(0≤x≤1)中的掺杂行为.为比较Al組份对Si掺杂浓度的影响,在用气态源分子束外延生长(GSMBE)掺Si n型AlxGa1-xAs(0≤x≤1)的所有样品时,n型掺杂剂Si炉的温度恒定不变.用Hall效应测量外延层的自由载流子浓度和迁移率,用X射线双晶衍射迴摆曲线测量外延层的组份.测试结果表明,当AlxGa1-xAs中Al组份从0增至0.38时,Si的掺杂浓度从4×1018cm-3降至7.8×1016cm-3,电子迁移率从1900 cm2/Vs降至100 cm2/Vs.这与AlxGa1-xAs材料的Γ-X直接—间接带隙的转换点十分吻合.在AlxGa1-xAs全组份范囲内,自由载流子浓度隨Al组份从0至1呈“V”形变化,在X=0.38处呈最低点.在x>0.4之后,AlxGa1-xAs的电子迁移随Al组分的增加,一直维持较低值且波动幅度很小.     

Nb掺杂BaTiO3薄膜的激光分子束外延及其特性

用激光分子束外延方法在SrTiO3(100)基底上外延生长了BaNbxTi 1-xO3(0.01≤x≤0.03)导电薄膜.原子力显微镜测得BaNb0.3Ti 0.7O3薄膜表面均方根粗糙度在2μm×2μm范围内为2.4*!,达到原子尺度光滑.霍 尔测量表明BaNbxTi1-xO3薄膜为n型导电薄膜;在室温下,BaNb0 .02Ti0.98O3、BaNb0.2Ti0.8O3和BaNb0.3Ti0.7O 3薄膜的电阻率分别为2.43×10-4Ω*cm、1.98×10-4Ω*cm和1.297×10 -4Ω*cm,载流子浓度分别为5.9×1021cm-1、6.37×1021cm- 1和9.9 ×1021cm-1.     

利用P-MBE在Si(111)衬底上生长氧化锌薄膜及其光学性质的研究

在Si(111)衬底上利用等离子体辅助分子束外延(P-MBE)生长氧化锌(ZnO)薄膜,研究了在不同衬底生长温度下(350～750℃)制备的ZnO薄膜的结构和光学性质．随着衬底温度的升高,样品的X射线及光致发光的半高宽度都是先变小后变大,衬底温度为550℃样品的结构及光学性质都比较好,这表明550℃为在Si(111)衬底上生长ZnO薄膜的最佳衬底温度;同时,我们还通过550℃样品的变温光致发光谱(81～300K)研究了ZnO薄膜室温紫外发光峰的来源,证明其来源于自由激子发射．