硅上异质外延GaAs的进展

本文概述了硅上异质外延GaAs在生长工艺、生长机理以及器件、电路应用方面的最近进展。     

热壁外延制备的n—PbTe／p—Si异质结特性研究

本文报道了首次用热壁外延方法，在Ｓｉ衬底上，制备了ｎ－ＰｂＴｅ／ｐ－Ｓｉ异质结的工艺及测试结果，早Ｘ－射线衍射谱确认。ＰｂＴｅ外延层是单是，ＩＶ－曲线表明，该异质具有良好的整汉特性，由Ｃ－Ｖ测量到异质结的内建电势差。最扣算出能带偏移。     

GaP／Si异质结的制备及特性

用低压预处理液相外延方法在Ｓｉ衬底上生长了ＧａＰ外延层．解决了由于硅衬底极易氧化而造成的局部生长问题．从外延层中Ｓｉ的含量、固相组分的化学计量比、表面形貌等方面来比较，以Ｓｎ为生长熔体好于Ｇａ或Ｉｎ．外延片表面的小平台和台阶状结构是由于晶格失配的应力场分布不均匀造成的．位错腐蚀结果证明了这种分析．ＬＰＥ生长的ＧａＰ／Ｓｉ片光致发光峰值波长为５４０ｎｍ．     

重掺碳基区GaInP／GaAs异质结双极晶体管初探

重掺碳基区ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ异质结双极晶体管初探严北平，潘静，蔡克理，章其麟，罗晋生（西安交通大学电子工程系，７１００４９）（河北半导体研究所，石家庄，０５００５１）ＡＳｔｕｄｙｏｆＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ－ＨＢＴｗｉｔｈａＨｅａｖｉｌｙＣ－ｄｏｐｅｄ...     

(001)GaAs衬底上异质外延的立方GaN薄膜与界面

用电子回旋共振微波等离子体辅助金属有机化学气相沉积（ＥＣＲ－ＰＡＭＯＣＶＤ）法，在低温条件下，在（００１）ＧａＡｓ衬底上异质外延，生长了立方晶ＧａＮ薄膜．高分辩电镜（ＨＲＥＭ）观测与Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）测量结果表明：ＧａＮ薄膜具有典型的闪锌矿结构；三种方法测得其晶格常数为０．４５１～０．４５７ｎｍ；在ＧａＮ／ＧａＡｓ界面处的生长模式为异质外延；ＧａＮ薄膜中的位错主要为堆垛层错与刃形位错；随着远离界面，ＧａＮ中位错密度与镶嵌组织迅速减少．     

利用全固态分子束外延方法在Ge(100)衬底上异质外延GaAs薄膜及相关特性表征

利用全固态分子束外延(MBE)方法在Ge(100)衬底上异质外延GaAs薄膜,并通过高能电子衍射(RHEED)、高分辨X射线衍射(XRD),原子力显微镜等手段研究了不同生长参数对外延层的影响.RHEED显示在较高的生长温度或较低的生长速率下,低温GaAs成核层呈现层状生长模式.同时降低生长温度和生长速率会使GaAs薄膜的XRD摇摆曲线半高宽(FWHM)减小,并降低外延层表面的粗糙度,这主要是由于衬底和外延薄膜之间的晶格失配度减小的结果.     

硅异质结和赝异质结双极器件研究进展

本文作者结合自己的工作，综述了硅异质结和赝异质结双极器件的研究进展，指出ＧｅＳｉ ＨＢＴ将成为双极结构的主流技术，硅赝异质结器件也将在低温应用等方面显示出优势。     

Si／Ge应变层异质结价带偏移的剪裁与设计

讨论应变层异质结价带偏移的剪裁、设计方法，研究Ｓｉ／Ｇｅ应变层异质结价带偏移设计参数与应变条件的关系，基于异质结中平均键能“对齐”，得到适用于Ｓｉ／Ｇｅ异质结价带偏移剪裁与设计的计算公式和图表。     

Si_(0.2)Ge_(0.8)/Ge异质结的离子束辅助固相外延生长

采用离子束辅助固相外延技术,在Ge基片上制备了SiGe/Ge异质结。利用高分辨透射电镜(HRTEM)、能量散射谱(EDX)、喇曼散射谱对SiGe/Ge异质结的形貌、成分和结构等物理性质进行了表征。还利用上述分析手段研究了固相外延温度对SiGe/Ge异质结中SiGe外延层生长的影响。结果表明,低能条件下(30keV)离子注入有利于形成SiGe外延层;通过对SiGe外延层高分辨晶格像的傅立叶分析得出,900℃下进行固相外延能够有效抑制SiGe外延层中点缺陷的生成;而且利用该技术外延生长的SiGe层完全弛豫。     

GaAs／GaxAl1—xAs异质结的调制反射光谱研究

用光调制光谱方法研究了逐层腐蚀的ＧａＡＳ／Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ异质结，发现不同工的ＧａＡｓ复盖层对异质结表面层电子能带有很大影响。由ＧａＡｓ带间跃迁的Ｆｒａｎｚ－Ｋｅｌｅｙｓｈ效应计算出表面层表面电场随外延层的变薄而增大，并计算出表面费密以级与导带底的距离ｆ＝０．２７（０．０３）ｅＶ，通过对Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ调制光谱分析，发现表面复盖层对Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ层的调制光谱线形有调节作用，不同厚度的     

Si衬底上热壁外延制备GaAs单晶薄膜材料

报道了采用热壁外延（ＨＷＥ）技术,在Ｓｉ表面生长ＧａＡｓ薄膜。先通过活化剂活化Ｓｉ表面,再采取两步生长法外延ＧａＡｓ单晶薄膜,最后进行断续多层循环退火（ＩＭＣＡ）。经电子探针（ＥＰＭＡ）、Ｒａｍａｎ光谱、Ｈａｌｌ测量和荧光（ＰＬ）光谱测试分析,证实在Ｓｉ表面获得了的４μｍ厚的ＧａＡｓ单晶薄膜。     

金刚石多晶薄膜和硅异质结研究

采用热丝法，甲醇、丙酮及氢气等离子体在硅衬底上沉积出金刚石薄膜，用透射电镜及拉曼谱分析膜中含有大小不等的金刚石颗粒，膜的厚度为５０－１００ｎｍ。Ｃ／Ｓｉ异质结Ｉ－Ｖ曲线具有二极管整流特性，可耐高压，击穿场强达１０＾７Ｖ／ｃｍ。     

纳米硅异质结二极管

在 p型单晶硅衬底上沉积一层掺磷 N+ 型纳米硅薄膜 ,形成 nc- Si∶ H/ c- Si构成的 N+ / p异质结构。文中报道了它的独特性能 :其反向击穿电压可达 75V,反向漏电流仅 n A量级 ,反向开关时间为 1.5ns,可望应用于微波波段。由其 I- V及 C- V特性初步分析了结的性质及电输运机制。     

GaAs／Si外延pn结构及其电学,光电和电致发光性质

在Si衬底上利用分子束外延法和开放式氯气系统气相外延法依次生长了GaAs外延pn结构.在77～300K温度和10~(18)～10~(-2)A/cm~2电流密度范围内,p-n-GaAs-n-GaAs(b)/n-Si结构的伏安特性测试结果表明,正反向电流都具有隧道过剩电流特征.这种结构的光敏电流光谱和电致发光谱具有典型的p-n-GaAs结构特性,注入电致发光特性也具有典型的带间载流子辐射复合过程的光谱.     

InP／InGaAs异质结双极晶体管研究

阐述了ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓ异质结双极晶体管的最新发展动态，重点讨论了ＨＢＴ的结构与性能以及ＨＢＴ ＩＣ的高速性能与可靠性问题。     

低温低真空CVD生长锗硅异质结外延材料

利用自行研制的超净低温低真空化学气相外延系统,应用锗烷和硅烷气本,在２英雨到３英雨的衬底硅片上生长了锗硅异质结外延层。在６６５℃,６１０℃和５７５℃不同温度分别生长了Ｓｉ０．５Ｇｅ０．２,Ｇｅ０．５和Ｓｉ０．６５Ｇｅ０．３５的异质外延层,获得了原子级表面和界面的异质外延材料。结果表明：外延生长速率和Ｇｅ组分由硅烷和锗烷的分压及生长时的温度控制。并利用Ｘ射线双昌衍射,扩展电阻和电化学Ｃ－Ｖ法研究了Ｇ     

热壁外延生长GaAs／Si薄膜质量研究

本文研究了用热壁外延（HWE）技术在Si衬底上不同工艺下生长的GaAs薄膜的拉曼（Raman)和荧光（PL）光谱。研究表明：在室温下,GaAs晶膜的Raman光谱的265cm^-1横声子（TO）峰和289cm^-1纵声子（LO）峰的峰值之比随晶膜质量的变化而逐渐变大、半高宽（FWHM）变窄且峰值频移动变小,而LC光谱出现在871nm光谱的FWHM较窄,表明所测得的薄膜为单晶晶膜,对同一晶膜也可判断出均匀程度。因此可以通过拉曼光谱和PLC光谱相结合评定外延膜晶体质量。     

AlGaAs/GaAs/AlGaAs渐变异质结光致发光仿真研究

分析了AlGaAs/GaAs/AlGaAs渐变异质结的光致发光特性。根据理论及仿真结果,确定了GaAs发光的最优能带结构为双异质结P-AlGaAs/P-GaAs/P-AlGaAs或者N-AlGaAs/N-GaAs/ N-AlGaAs,并且异质结两边能带渐变。基于所选结构,研究了能带渐变及层宽对发光效率的影响。研究结果表明,外体区吸收层的能带渐变,且外体区激发层的能带不变,发光区域的载流子最多,发光能量值最大。激励光源的波长不同,各层有不同的最优宽度,为器件的整体优化提供了依据。AlGaAs/GaAs/AlGaAs渐变异质结的光致发光研究为高效率器件如太阳电池、发光二极管等的实用化设计、研制提供了有价值的参考。     

优质GaAs/Si材料的研制

用国产分子束外延设备(Ⅳ型)在p型Si衬底上用三阶段生长法生长出优质GaAs外延层。测试样品为2μm厚,n型掺杂浓度5×10~(16)cm~(-3)。测量结果为x射线双晶衍射回摆曲线半峰宽225弧秒;低温光荧光谱半峰宽在10K时为5meV,外延层表面位错密度10~6cm~(-2)。