在MOCVD外延生长中V/Ⅲ比对Al_xGa_(1-x)As外延层中A1组分分布的影响

本实验首次观察到用MOCVD方法在GaAs基片上外延生长Al_xGa_(1-x)As/GaAs薄膜结构时,生长中所用的Ⅴ/Ⅲ比对外延层中Al组份x的分布的影响.当Ⅴ/Ⅲ比较低时,外延层中的Al组份出现很明显的层状阶梯形三层分布:靠近基片的一层中x值较低,而在外延层的表面层中x值较高.随着生长中所用的Ⅴ/Ⅲ比增加时,Al组份的分布趋于均匀.利用GaAs的高温热分解和Ga、As离子在晶体中的热扩散及其对外延生长的影响,对这一现象作了初步解释.     

MOCVD系统外延生长Ⅲ－Ⅴ族化合物时Ⅴ/Ⅲ比的计算偏差

本文分析了在生长Ⅲ-Ⅴ族半导体时MOCVD系统中反应气体的输运过程,认为进入反应室的Ⅲ族元素有机金属反应气体的数量是与MOCVD管道系统的结构以及反应气体的扩散系数有关的,并从理论上导出了计算公式。由于MOCVD系统中Ⅲ族元素反应气体的输运特点,实际的Ⅴ/Ⅲ比通小于根据目前方法所计算出的数值。此结果不仅说明生长时的Ⅴ/Ⅲ比高于固态组份比的一种原因,同时也可以解释为什么在生长同种材料时,不同研究者所报导的Ⅴ/Ⅲ比不同。这一结果有利于找出生长时的Ⅴ/Ⅲ比与固态组份间的确定关系。     

MOCVD系统外延生长Ⅲ－Ⅴ族化合物时Ⅴ／Ⅲ比的计算偏差

本文分析了在生长Ⅲ－Ⅴ族半导体时ＭＯＣＶＤ系统中反应气体的输运过程，认为进入反应室的Ⅲ族元素有机金属反应气体的数量是与ＭＯＣＶＤ管道系统的结构以及反应气体的扩散系数有关的，并从理论上导出了计算公式．由于ＭＯＣＶＤ系统中Ⅲ族元素反应气体的输运特点，实际的Ⅴ／Ⅲ比通小于根据目前方法所计算出的数值．此结果不仅说明生长时的Ⅴ／Ⅲ比高于固态组份比的一种原因，同时也可以解释为什么在生长同种材料时，不同研究者所报导的Ⅴ／Ⅲ比不同．这一结果有利于找出生长时的Ⅴ／Ⅲ比与固态组份间的确定关系．     

Ⅲ-Ⅴ化合物的范德华外延生长与应用

Ⅲ-Ⅴ化合物半导体材料体系带隙涵盖范围广、载流子迁移率高,非常适宜用来制备发光二极管、激光器、高电子迁移率晶体管等光电子器件。在异质衬底上进行Ⅲ-Ⅴ化合物的共价外延时,只有外延层与衬底层间的晶格失配度较小时才能获得高质量外延层,而范德华外延已被证实可以有效放宽外延层与衬底层间晶格失配与热失配要求,有利于外延层的应力释放与质量提高,同时也易于外延层从衬底上剥离转移,为制备Ⅲ-Ⅴ化合物基新型光电子器件提供了便利。本文对二维(2D)材料、Ⅲ-Ⅴ化合物在石墨烯上的范德华外延过程以及使用范德华外延制备的Ⅲ-N基光电子器件的各项研究进行了讨论分析,并对其前景进行了展望。     

Ga0.51In0.49P的MOCVD生长特性研究

本文报导了用国产常压MOCVD系统生长GaInP材料.研究GaInP的生长特性,用光致发光、扫描电镜、X光双晶衍射对材料进行表征.发现Ⅴ/Ⅲ比对GaInP的光学特性有很大影响.在温度680℃,Ⅴ/Ⅲ比为90的条件下得到Ga0.51In0.49P外延层的光致发光谱的半高宽为26meV,这是目前报导的最好结果.Ga0.51In0.49P的本征载流子浓度为1.1×1015cm-3,晶格失配为4×10-4.     

高组份Al值的AlxGa1-x As和AlxGa1-x As/GaAs/AlxGa1-xAs/GaAs多层结构的MOCVD生长

用自制常压MOCVD系统,在半绝缘GaAs衬底上生长高Al组份Al_xGa_1-xAs（其x值达0.83）,和Al_xGa_1-xAs/GaAs/Al_xGa_1-xAs/GaAs多层结构,表面镜面光亮。生长层厚度从几十到十几μm可控,测试表明外延层晶格结构完整,x值调节范围宽,非有意掺杂低,高纯GaAs外延层载流子浓度n_300K=1.7×10¹⁵cm^-3,n_77K=1.4×10¹⁵cm^-3,迁移率μ_300K=5900cmcm²/V.S,μ_77K=55500cm²/V.S。用电子探针,俄歇能谱仪测不出非有意掺杂的杂质,各层间界面清晰平直。 对GaAs,AlGaAs生长层表面缺陷,衬底偏角生长温度及其它生长条件也进行了初步探讨。     

透射式GaAs光电阴极AlGaAs/GaAs外延层MOCVD过程中应变结构形成的研究

本文介绍了AlGaAs/GaAs外延层生长的应变状况的生长温度控制模型,并根据AlGaAs/GaAs外延层X射线衍射摇摆曲线的分析从实验上验证了AlGaAs/GaAs外延生长的应变状况的生长温度控制模型.     

在LPE生长中降温和恒温对InAsPSb外延层组分分布的影响

采用LPE技术,生长出InAsPSb外延层,研究了降温、恒温两种方法对外延层组分分布的影响。结果表明,用恒温方法生长时,外延层中P、Sb组分分布较为均匀,在脉冲电流激发下,得到了3.09μm激光输出。