现代MOCVD 技术的发展与展望

ＭＯＣＶＤ是一门制造化合物半导体器件的关键技术。本文综合分析了现代ＭＯＣＦＶＤ技术的基本原理,特点及实现这种技术的设备的现状及其发展,重点讨论了能实现衬底温度,衬底表面反应源流均匀性的立式高速涡轮转盘ＭＯＣＶＤ技术,并对ＭＯＣＶＤ技术的进一步改进和应用作了展望。     

LP-MOCVD生长InGaAlP外延层中In并入效率的研究

分析了In原子在InGaAlP外延生长表面的扩散、并及及脱附过程，给出了In并入外延层的效率表达式，依据该表达式，解释了生长速率、生长温度及生长压力等生长参数对LP－MOCVD生长InGaAlP外延层中In组分的影响。     

常压MOCVD法生长高质量GaAs薄膜的研究

本文采用三甲基镓(TMG)和砷烷(AsH_3)作为源气体,用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)在常压600～750°的温度范围内进行了GaAs薄膜的生长。研究了源气体流量和衬底温度对生长速率的影响。用扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱和Vanderauw法测量表明,这套系统生长的GaAs薄膜具有很高的质量。     

生长模式控制对MOCVD生长GaN性能的影响

采用MOCVD以Al2O3为衬底对GaN生长进行了研究．用X射线双晶衍射、电化学CV技术对GaN的结晶性能和电学性能进行了表征．研究表明,GaN的生长模式对其电学性能和结晶性能影响很大．在高温GaN生长初期,适当延长GaN的三维生长时间,能明显改善GaN薄膜的结晶性能,降低薄膜的缺陷密度和本底载流子浓度,使GaN质量明显提高．     

MOCVD生长的InP外延层的输运及发光特性

使用ＭＯＣＶＤ生长技术，在ｎ型及半绝缘衬底上生长了ＩｎＰ外延层，通过对迁移率和低温光致发光，光反射谱的分析，得出了样品纯度与有关生长条件的关系。比较两种不同衬底上外延层的光荧光谱，发现杂质ｓ在ＩｎＰ外延层中的扩散是不容忽视的。     

AlN MOCVD生长模式的密度泛函研究

采用密度泛函理论(density functional theory)和Gaussian03程序包研究AlN MOCVD(metal organic chemical vapor deposition)的生长模式,得到与实验观察相一致的计算结果,给出AlN MOCVD在衬底上生长出单层薄膜后,然后进行的是岛状生长而不是层状生长的理论解释.     

GaN生长工艺流程实时监控系统

分析了在ECR-MOCVD装置上外延长生长GaN单晶薄膜的工艺过程特点和在此过程中影响GaN结晶质量的主要因素，在此基础上，设计了一套由80C31单片机为核心的光电隔离电路和PC机组成的两级系统，用于GaN薄膜外延生长的工艺流程监控，并提出了一种合适的工艺流程监控策略，阐述了如何从软件上确保工艺流程的连续可靠运行。实践证明，轮硬件系统设计合理、抗干扰措施完善，很好地保证了工艺流程的连续可靠运行，实验数据的可靠性和工艺流程的可重复性也大大提高，并以类似系统的工艺过程自动化设计具有一定的指导借鉴意义。     

MOCVD 系统生长过程的优化精确控制

通过对turbo Disc MOCAD设备系统以及部件工作原理的研究,提出了多种对典型器件生产工艺的调整方案,如压力流量的调整,质量流量计(MFC)工作曲线的完善,主动进气补偿等等,实现了MOCVD生长系统生长过程的自动精确控制．并对设备提出了改进意见．     

碘化汞单晶体的生长与品质研究

报道了用温度振荡法(TOM)进行碘化汞(HgI_2)大单晶体的生长过程。并对晶体的形态、结构、化学配比和位错密度等进行了研究,结果表明,TOM是生长大尺寸优质HgI_2单晶体的有效方法。     

二水硫酸钙成核及生长现象的研究

研究了过饱和溶褐蠧aSO4*2H2O晶体成核及生长现象,同时对垢的形成机理进行了探讨.实验表明,成核延迟时间随溶液过饱和度增大而减小;CaSO4*2H2O晶体生长属于表面反应控制,且与粒径相关,晶体生长速度在(0.5×108～5.8×108)m/s之间(30℃,粒径(28～67)μm,Ca2+浓度0.035mol/L).乙     

LiNbO3晶体小面生长动力学的实验研究

按同成分配比的ＬｉＮｂＯ３的原料中，掺入溶质钇，用提拉法生长晶体时，人为地引入生长层，生长层记录了不同时刻的生长界面形态，借以追溯生长过程中固－液界面的形态和演变过程。晶体沿Ｙ轴生长，ＬｉＮｂＯ３晶体形成小面的｛０１１２｝面族中的（０１１２）面与生长轴的夹角最小，它与凸的固－液界面相切时，形成小面生长区。利用“倾倒法”使晶体和熔体快速分离，在晶体底部观察到平坦的（０１１２）面小面生长区。通过不同的晶体截面，观察了晶体内（０１１２）面小面生长区的形态。测量了小面半径与相应的固－液界面的曲率半径。结果表明：小面半径的平方与相应的固－液界面的曲面的曲率半径成比例，这一结果与小面生长的动力学理论预言的结论相一致。最后讨论了小面生长机制，计算了小面生长比非小面生长所需要增加的过冷度。     

有限元法用于晶体生长形态的研究

给出了一种新的椭圆型有限元网格生成方程,该方程综合考虑了网格的平滑性、正交性和适应性,并被成功地地研究各向异性生长晶体的自由生长过程的形态。该方法也可被推广应用春他的自由界面问题中,同时,根据选取不同形式的生长动力学方程研究了各向异性晶体的自由生长过程,得到了与一般理论相一致的结果。     

细胞生长动力学模型参数的估算

从细胞生长的特性出发,分析和讨论了采用恒化器确定动力学模型参数的优点与不足。本研究提出了一种“动态”的方法,可以当系统的状态发生连续变化的同时,确定各动力学模型参数,而不必维持系统的稳定。     

二维稳态晶体生长浓度控制方程的精确解

利用傅里叶级数展开,将稳态晶体生长的浓度控制方程转化为一阶常微分方程组.利用对于一阶常微分方程组性质的讨论,得到了稳态晶体生长控制方程的精确解.理论结果可用于揭示稳态胞晶体周期性增长的本质特性.     

LiTaO_3单晶的层向生长机制

对 LiTaO_3单晶的生长机制进行了理论分析。根据提拉法生长条件下的温度分布,预料该晶体的主要生长机制是层向生长,并得到了实验证实。讨论了晶体生长的过程和机制后指出,凡是提拉法生长条件下表面出现生长棱的晶体,均具有层向生长机制。