磷化镓单晶外延工艺及其自支撑薄膜的制作

采用Ga—PCI_3—H_2系统开管式汽相外延的方法,在GaAs衬底上生长掺Zn的GaP单晶。经化学腐蚀去掉GaAs衬底得到自支撑GaP单晶薄膜。 研究了在P型GaAs衬底上外延P—型GaP的生长条件,生长速度与温度的关系,生长速度与输运气体中的PCI_3浓度的关系,以及晶向偏差,清洁条件等对外延层质薄的(井彡)响。     

有负阻的绿色发光二极管

日本东芝电气公司研制了一种具有p—n—p—n结构的磷化镓发光二极管。生长方法是双液相外延。用拉制的GaP衬底,在石墨舟中进行外延生长。第一个n区是衬底晶体,第一个p区和第二个n区都在第一个外延层里形成,第二个n区是第二外延层。第一外延层中的p区是由于施主杂质和从石墨     

生长用于发光二极管的GaP晶体的一种新方法

为生长特别适于制备发光二极管用的GaP化合物半导体晶体,发展了一种所谓合成熔质扩散法(SSD)。长成的晶体呈园柱状,由相当大的颗粒组成。生长速率受磷在镓熔液的扩散过程限制。从生长速率可以求得扩散系数,在1100℃是8×10~(-5)cm~2·S~(-1),而激活能是0.65ev。蹄或硫施主杂质从3×10~(17)到4×10~(18)cm~(-3)可重复地掺入,在1150℃的分凝系数分别是0.038和1.0。生长晶体的质量特别好,用改进了的腐蚀液腐蚀晶体几乎看不到碟形坑。仅用单层单次液相外延过程,再通过气相扩散锌就可重复地制出高效率的红色发光结。还研制了一种双层单次外延法,叫作“液相外延生长结”法,并用来制成高效率的绿色LED。用SSD片制备的LED的效率,红光高达7.4％,而绿光高达0.15％。     

锌扩散高效率GaP绿色LED

日本东芝总研,在第二次国际LED会议上发表了用液相外延法掺杂制备GaP,在GaP里扩散锌制作成高效率绿色LED的报告。该LED用树脂封装后发光效率是0.15％(0.5mm见方管芯,SA/cm)或0.23％(0.5mm见方管芯50A/cm~2),比     

纯绿色的无氮GaP发光二极管

通常,液相外延生长的GaP发光二极管用渐冷法制成,并用氮作为发光中心以提高其发光效率。如我们过去发表的报告中所述,生长时温度的变化对外延层晶体质量有坏影响。     

用汽相外延生长及锌扩散制造GaP发光二极管

最近几年,GaP被广泛地用于做发光二极管,特别是绿灯。GaP二极管绝大部分是用液相外延方法生长的,因为用这种方法能做出高效率的管子。 但汽相外延生长法却也有某些好的地     

分子束外延

1.前言 “分子束外延”是最近才出现的一种新技术。是由贝尔实验室发明的一种在高真空中外延生长半导体晶体的新方法(主要是Ⅲ一Ⅴ族的GaAs,GaP)。最初见于J.R.Arthur等人1969年发表的“用分子束淀积法外延生长GaAs,GaP,GaAs_xP_(1-x)薄膜的论文。它是在高真空中,使组成化合物的两至三种元素的“分子束”喷射到衬底晶体上,生长出该化合物半导体单晶薄膜。 分子束外延法与气相、液相外延方法不同,它是在高真空中即最纯条件下生长晶体。因而是研究晶体生长机理,确定晶体生     

氨分压对液相外延GaP材料的影响

GaP是间接能隙的半导体材料,发光效率低.在GaP中掺氮可以提高发光效率,但掺氮量过高会导致外延层表面高低不平和增加光吸收,而降低发光效率.国外报导的最佳掺氮量不一,一般为8×1017～4×1018/厘米3[1][2][3].多数是采用通氨掺氮的方法.本文也是以氨做为氮的掺杂源.先用干冰收集成液体氨然后用氢气携带液体氨,实现氮的掺杂.在其它外延条件相同的情况下,只改变氢气中的氨分压,进行液相外延生长,发现所生长的GaP外延片的氮峰强度,外延片表面平整度,外延片所制发光管的总光通量,功率效率和氨分压有关.     

GS-MBE生长的GaP/Si的XPS研究

利用X射线光电子能谱(XPS)深度剖析方法对气体源分子束外延(GS-MBE)生长的GaP/Si异质结构进行了详细的分析.其结果表明:(1)外延层内Ga、P光电子峰与GaP相相符,且组份分布均匀,为正化学比GaP.(2)在不同富PH₃流量条件下生长的样品,其表面富P量稍有不同,而GaP外延层内的测试结果相同.界面也未见有P的富集.(3)XPS剖析至GaP/Si界面附近,随外延层界面向衬底过渡,Si2p光电子峰向高结合能方向移动,且其结合能高于原衬底p型Si,接近于n型Si.但Ga、P光电子峰未发现有明显能移.(4)在XPS检测限内,外延层内和界面都未见有C、O等沾污.这一研究表明:无污染的本底超高真空、相对过剩的富₃生长环境、成功的Si衬底清洗方法等措施保证了GS-MBE生长出正化学比GaP/Si外延异质结构.     

重复稳定的掺氮磷化镓液相外延

本文简要地评述磷化镓外延生长技术,指出采用气相掺杂过补偿液相外延技术,适合于制备较高外量子效率的磷化镓绿色发光器件所需的外延生长层.从既能获得较高发光效率又能满足工业批量生产要求出发,设计制造了采用滑板技术及气相掺氮和掺锌的过补偿液相外延生长装置.装置具有结构简单,操作方便,便于控制等特点.应用该装置进行试验,总结了外延生长主要工艺和典型的生长条件.连续十余次外延生长的实验结果表明,所采用的液相外延生长技术,能稳定重复地生长出符合于制备较高外量子效率的绿色发光器件所需的掺氮磷化镓外延生长层.用该材料制成绿色发光二极管,当发光面积为500×500微米2,电流密度为12A/cm2时,总光通量一般大于10毫流明.最高的达到了19.85毫流明.由此说明,本文所报导的液相外延技术适合于工业上批量生产磷化镓绿色发光二极管.     

GaP衬底上分子束外延Si时P偏析的抑制

用Si分子束外延技术在GaP(111)衬底上生长Si时,发现Si外延层表面存在P偏析,根据俄歇电子能谱(AES),反射式高能电子衍射(RHEED)在一系列不同实验条件下的结果,本文对P偏析产生的机制、外延层表面再构与P偏析之间的关系作了分析和讨论,得出偏析主要来自外延Si原子与衬底P元素之间的相互交换。在此基础上提出了一种能有效地抑制P偏析同时又改善外延层质量的新的Si/GaP(111)异质结制备方法。 关键词：     

均匀块状磷砷镓的制造方法

自从美国蒙三托公司采用GaAs单晶做为衬底的气相外延生长法(PVE)工业生产GaAs_-xP_x单晶以来,便确立了大量使用Ⅲ—V族化合物半导体单晶的地位。红色发光元件用的GaAs_1-xGa_xP/GaAs生长技术,对于以GaP做衬底的黄色发光元件用GaAs_1-xP_x/GaP单晶、In_1-xGa_xP/GaP单晶和绿色发光元件用的GaP(N)~*/GaP单晶的生长技术带来了很大的影响。     

液相外延生长磷化镓 采用离心倾斜技术

目前,液相外延生长法是制造高质量GaP发光二极管材料的最成功的方法。离心倾斜技术就是以液相外延生长法为基础的。用这种技术产生的发光外延材料具有     

稳定自然对流下的温度梯度液相外延

介绍了稳定自然对流下的温度梯度液相外延,稳定自然对流由加在溶液上的水平温差产生,用简化模式计算了该生长的生长速率,计算给出:该生长的生长速率与水平温差的平方根成比例;具体对Ga_0.85Al_0.15AS生长,在本工作给定的条件下,生长速率为稳态扩散理论预示生长速率的1124倍,在大部份生长面积内,外延层的厚度变化小于平均厚度的±10％,设计了稳定自然对流下的温度梯度液相外延装置,用该装置生长了厚Ga_1-xAl_xAs层,实 关键词：     

磷化镓闩锁二极管

在液相外延生长的n型层上用扩散法形成p—n结制成了一种新型的发绿光的负阻磷化镓二极管。外廷生长层包含一狭窄的由深受主突然加入引起的高阻层。指出,负阻是由发射结和光敏的高阻区之间的光反馈形成。在固定偏压为5V,通断脉冲为4V时,从这些器件中得到在565nm,电流密度为11Acm~(-2)时的外部量子效率可达0.08％。     

截止波长12μm的p型-InAs_(0.04)Sb_(0.96)材料的熔体外延生长

为了获得P型的长波长InAsSb材料并研究掺杂剂Ge对材料特性的影响,用熔体外延法生长了掺Ge的波长为12μm的P型-InAsSb外延层．用傅里叶红外光谱仪、VanderPauw法和电子探针微分析研究了材料的透射光谱、电学性质以及组分的分布．结果表明,两性杂质Ge在熔体外延生长的InAs0.01Sb0.96材料中起受主杂质作用．当外延层的组分相同时,材料的截止波长不随掺Ge浓度的变化而变化,但是随着外延层中掺Ge量的增加,外延层的透射率下降．掺杂原子Ge在外延层的表面及生长方向的分布都是相当均匀的．77K下测得,载流子浓度为9．18×10^16cm^-3的掺Ge的P型-InAS0.01Sb0.96样品,其空穴迁移率达到1120cm^2·Vs^-1.     

截止波长12 μm的p型-InAs0.04Sb0.96材料的熔体外延生长

为了获得p-型的长波长InAsSb材料并研究掺杂剂Ge对材料特性的影响,用熔体外延法生长了掺Ge的波长为12 μm的p型-InAsSb 外延层.用傅里叶红外光谱仪、Van der Pauw 法和电子探针微分析研究了材料的透射光谱、电学性质以及组分的分布.结果表明,两性杂质Ge在熔体外延生长的InAs0.04Sb0.96材料中起受主杂质作用.当外延层的组分相同时,材料的截止波长不随掺Ge浓度的变化而变化,但是随着外延层中掺Ge量的增加,外延层的透射率下降.掺杂原子Ge在外延层的表面及生长方向的分布都是相当均匀的.77 K下测得,载流子浓度为9.18×1016 cm－3的掺Ge的p型-InAs0.04Sb0.96样品,其空穴迁移率达到1 120 cm2·Vs－1.     

截止波长12 μm的p型-InAs0.04Sb0.96材料的熔体外延生长

为了获得p-型的长波长InAsSb材料并研究掺杂剂Ge对材料特性的影响,用熔体外延法生长了掺Ge的波长为12 μm的p型-InAsSb 外延层.用傅里叶红外光谱仪、Van der Pauw 法和电子探针微分析研究了材料的透射光谱、电学性质以及组分的分布.结果表明,两性杂质Ge在熔体外延生长的InAs0.04Sb0.96材料中起受主杂质作用.当外延层的组分相同时,材料的截止波长不随掺Ge浓度的变化而变化,但是随着外延层中掺Ge量的增加,外延层的透射率下降.掺杂原子Ge在外延层的表面及生长方向的分布都是相当均匀的.77 K下测得,载流子浓度为9.18×1016 cm-3的掺Ge的p型-InAs0.04Sb0.96样品,其空穴迁移率达到1 120 cm2·Vs-1.     

分子束外延生长Si/GaP珐()异质结的界面特性

本文研究了分子束外延(MBE)生长的n-N型Si/GaP(Ⅲ)异质结的界面特性。采用C-V法测量Si/GaP(Ⅲ)异质结的表观载流子浓度分布n(x),从中导出了异质界面的导带失配值和界面电荷密度。实验结果表明,n-N型Si/GaP(Ⅲ)是一种弱整流结构。导带失配△E_c=0.10eV,界面电荷密度σ_i=8.8×10~(10)cm~(-2)。通过表现载流子浓度n(x)的理论计算曲线与实验曲线符合较好,说明了实验结果的可靠性。     

制备绿色磷化镓发光二极管的液相外延生长法

用液相外延法可以制备出绿色场致发光磷化镓二极管。在密闭坩埚中装入Ga-GaP熔体,再将它放入垂直炉中。将GaP衬底片插入温度保持在约1110—1140℃的熔体中。从S、Se和Te中选择一种杂质加入熔体,然后缓慢地把温度冷到约1070—1100℃,就可形成n—型GaP薄层。此时用受主杂质(例如Zn或Cd)加入熔体进行反型掺杂,而制得p—型层。然后把衬底拉出熔体使之冷却到周围的温度。为降低串联电阻,对片子的衬底这边可进行磨薄,然后就可制备场致发光二极管。切割或解理下来的小片,分别在它的p侧和n侧制上Au—Zn和Au—Sn合金点。 用上述方法制备的绿色发光二极管的效率约为2.7×10~(-4),如把反反射环氧树脂帽加于二极管则效率可提高二倍以上。二极管可用作平面指示器。