Laser-induced Chemical VaporDeposited Nanosized Silicon Nitridewith Double Optical Beams

SupportedbyNationalNaturalScienceFiundationandGuangdongNSF.Intr0ductionSiliconnitridc(Si3N')isknownas"a1l-r0undchampi0n"am0ngtheceramicmateria1s.0wingt0itscharacteristies0fthermal-shockresistance,anti-0xi(1ati0n,c0rrosi0nresistance,andll4gh-temperaturestrcngth,Si3N4isnot0nlyago0dkindofhigh-temPeraturestructuralmaterials,buta1soan0wtyPe0ffuncti0nalmaterial.Becauseofitsexcellentproperties,nanosizedSi3N4isbeingc0nsidcredforapplicati0ninthefieldofccramicengines,microelec-tronies,spacescience…     

掺Fe高阻GaN缓冲层特性及其对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管器件的影响研究

利用金属有机物化学气相沉积技术在蓝宝石衬底上制备了掺Fe高阻Ga N以及Al Ga N/Ga N高电子迁移率晶体管(HEMT)结构.对Cp_2Fe流量不同的高阻Ga N特性进行了研究.研究结果表明,Fe杂质在Ga N材料中引入的Fe~(3+/2+)深受主能级能够补偿背景载流子浓度从而实现高阻,Fe杂质在Ga N材料中引入更多起受主作用的刃位错,也在一定程度上补偿了背景载流子浓度.在一定范围内,Ga N材料方块电阻随Cp_2Fe流量增加而增加,Cp_2Fe流量为100 sccm(1 sccm 1mL min)时,方块电阻增加不再明显;另外增加Cp_2Fe流量也会导致材料质量下降,表面更加粗糙.因此,优选Cp_2Fe流量为75 sccm,相应方块电阻高达×10?/,外延了不同掺Fe层厚度的Al Ga N/Ga N HEMT结构,并制备成器件.HEMT器件均具有良好的夹断以及栅控特性,并且增加掺Fe层厚度使得HEMT器件的击穿电压提高了39.3%,同时对器件的转移特性影响较小.     

金属有机化学汽相沉积生长InGaN薄膜的研究

以Al2O3为衬底,采用金属有机汽相沉积（MOCVD）技术在GaN膜上生长了InxGa1-xN薄膜。以卢瑟福背散射／沟道技术和光致发光技术对InxGa1-xN／GaN/Al2O3样品进行了分析,研究表明,金属有机汽相沉积生长高In组分InxGa1-xN薄膜有一最佳TMIn/TEGa摩尔流量比。在一定范围内,降低其摩尔流量比,合金的生长速率增高,In组分提高;进一步降低TMIn/TEGa摩尔流量比,导致In组分下降,研究还表明,InGan薄膜的结晶品质随In组分的增大而下降,InGan薄膜的In组分由0．04增大到0．10,其最低沟道产额比由4．1％增至11．0％。     

低温CVD法在玻璃衬底上制备ZnO纳米线阵列

采用化学气相沉积(CVD)法在镀Cr(20nm)的玻璃衬底上,低温制备了ZnO纳米线阵列。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对样品的表面形貌和微结构进行了分析表征。结果表明:源分解温度1350℃,衬底温度450～500℃,氩气流量为35sccm时,ZnO纳米线在玻璃衬底上呈现有序生长;XRD谱图中只观测到ZnO(002)衍射峰。表明制备的纳米线阵列具有高度c轴择优取向生长特性和较高的结晶质量。     

电子助进化学气相沉积金刚石中的光发射谱特性

采用蒙特卡罗方法,对以CH₄/H₂为源料气体的电子助进化学气相沉积(EACVD)金刚石中的氢原子(H_α, H_β, H_γ)、碳原子C(2p3s2p2∶λ=165.7 nm)以及CH(A2Δ→X2Π∶λ=420～440 nm)的光发射过程进行了模拟,气体温度随空间的变化采用温度梯度变化,研究了不同反应室气压及衬底温度下的光发射谱特性。结果表明,不同衬底温度下各谱线强度均随气压的增大先增大后减小; 当气压较低时,谱线强度随衬底温度的增大而减少,而气压较高时,谱线强度随衬底温度的增大而增大。     

单晶硅上化学气相沉积铜薄膜的机理研究

在自行设计、建立的MOCVD系统上,以Cu(hfac)2为反应前驱物在单晶硅上进行铜薄膜的化学气相沉积,并用AFM、SEM对铜核的成长机理进行了研究．结果表明,反应初期,单晶硅上铜核的成长为岛状,反应后期为先层状后岛状．利用XPS对铜薄膜成长的反应机理进行了探讨,由薄膜的Cu2p、Ols、Fls、Si2p谱可推论出,XPS谱中所出现的C=O、OH及CF3／CF2可能为Cu(hfac),当Cu(hfac)2在高温下分解成Cu(hfac)及hfac后,H2还原表面的hfac生成OH基,反应进行一段时间,OH基浓度大到一定的程度后,与Cu(hfac)2热裂解产生的hfac作用生成HO-hfac并脱附,使表面的铜的氧化物被还原以及发生Cu(hfac)2与H2的氧化还原反应．     

电子助进化学气相沉积金刚石中发射光谱的空间分布

采用蒙特卡罗方法,对以CH₄/H₂为源料气体的电子助进化学气相沉积(EACVD)金刚石中的氢原子(H_α,H_β,H_γ)、碳原子C(2p3s→2p2：λ=165.7 nm)以及CH(A2Δ→X2Π：λ＝420～440 nm)的发射过程进行了模拟,研究了不同CH₄浓度下各发射谱线的空间分布。结果表明,不同CH₄浓度下各发射谱线在反应空间的大部分区域内均随距灯丝距离的增大而增大,而当到达基片表面附近时有所减弱。随着CH₄浓度的增加,H谱线强度减弱,CH与C谱线强度增强。     

常压化学气相沉积技术生长ZnO:H薄膜的光学性质

采用常压金属有机物化学气相沉积技术(AP-MOCVD),以二乙基锌(DEZn)为Zn源,去离子水(H2O)为氧源,N2作载气,在外延ZnO薄膜的反应气氛中通入少量氢气,在c-Al2O3衬底上生长出了ZnO∶H薄膜。用X射线双晶衍射和光致发光谱对ZnO∶H薄膜的结晶性能和光学性质进行表征。结果表明,ZnO∶H薄膜(002)和(102)面的Ω扫描半峰全宽分别为46.1 mrad和81.4 mrad,表明该薄膜具有良好的结晶性能;室温下,ZnO∶H薄膜具有较强的紫外光发射(380 nm),在低温10 K光致发光谱中观测到位于3.3630 eV处与氢相关的中性施主束缚激子峰(I4)及其位于3.331 eV处的双电子卫星峰(TES)。采用退火的方法,通过观测I4峰的强度变化,研究了氢在ZnO∶H薄膜中的热稳定性。发现随着退火温度的升高,I4峰的强度逐渐减弱,表明在高温下退火,氢会从ZnO薄膜中逸出。     

Atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD) grown bi‐layer graphene transistor characteristics at high temperature

We report the characteristics of atmospheric chemical vapor deposition grown bilayer graphene transistors fabricated on ultra‐scaled (10 nm) high‐κ dielectric aluminum oxide (Al₂O₃) at elevated temperatures. We observed that the drive current increased by >400% as temperature increased from room temperature to 250 °C. Low gate leakage was maintained for prolonged exposure at 100 °C but increased significantly at temperatures >200 °C. These results provide important insights for considering chemical vapor deposition graphene on aluminum oxide for high temperature applications where low power and high frequency operation are required. (© 2014 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

常压化学气相沉积技术生长ZnO∶H薄膜的光学性质

采用常压金属有机物化学气相沉积技术(APMOCVD),以二乙基锌(DEZn)为Zn源,去离子水(H2O)为氧源,N2作载气,在外延ZnO薄膜的反应气氛中通入少量氢气,在cAl2O3衬底上生长出了ZnO∶H薄膜。用X射线双晶衍射和光致发光谱对ZnO∶H薄膜的结晶性能和光学性质进行表征。结果表明,ZnO∶H薄膜(002)和(102)面的Ω扫描半峰全宽分别为46.1 mrad和81.4 mrad,表明该薄膜具有良好的结晶性能；室温下,ZnO∶H薄膜具有较强的紫外光发射(380 nm),在低温10 K光致发光谱中观测到位于3.3630 eV处与氢相关的中性施主束缚激子峰(I4)及其位于3.331 eV处的双电子卫星峰(TES)。采用退火的方法,通过观测I4峰的强度变化,研究了氢在ZnO∶H薄膜中的热稳定性。发现随着退火温度的升高,I4峰的强度逐渐减弱,表明在高温下退火,氢会从ZnO薄膜中逸出。     

常压化学气相沉积法在Ag/Si(111)模板上生长ZnO薄膜及其性能研究

在Si衬底上利用磁控溅射的方法沉积1.5 nm厚度的Ag膜用以阻挡Si衬底被氧化。采用常压金属有机化学气相沉积法(MOVCD),在Ag/Si(111)衬底上成功地生长出马赛克结构的ZnO薄膜。用光学显微镜观察表面形貌,结果显示有带晶向特征的微裂纹,裂纹密度为100 cm-1。依据X射线晶体衍射的结果,薄膜结晶质量良好,呈C轴高度择优取向。用双晶X射线衍射得到(002)面的ω扫描半峰宽为1.37°。温度10 K时光致发光谱(PL)观察到自由激子、束缚激子发射及它们的声子伴线。结果表明,金属有机化学气相沉积法方法在Si(111)衬底上制备ZnO薄膜时,Ag是一种有效的缓冲层。     

Fabrication of 160-nm T-gate metamorphic AlInAs/GaInAs HEMTs on GaAs substrates by metal organic chemical vapour deposition

The fabrication and performance of 160-nm gate-length metamorphic AlInAs/GaInAs high electron mobility tran-sistors (mHEMTs) grown on GaAs substrate by metal organic chemical vapour deposition (MOCVD) are reported. By using a novel combined optical and e-beam photolithography technology, submicron mHEMTs devices have been achieved. The devices exhibit good DC and RF performance. The maximum current density was 817 mA/mm and the maximum transconductance was 828 mS/mm. The non-alloyed Ohmic contact resistance Rc was as low as 0.02 Ω- mm. The unity current gain cut-off frequency (fT) and the maximum oscillation frequency (fmax) were 146 GHz and 189 GHz, respectively. This device has the highest fT yet reported for a 160-nm gate-length HEMTs grown by MOCVD. The output conductance is 28.9 mS/mm, which results in a large voltage gain of 28.6. Also, an input capacitance to gate-drain feedback capacitance ratio, Cgs/Cgd, of 4.3 is obtained in the device.     

Excitation Intensity Dependence of Free-exciton Transitions in GaN Grown by Low-pressure Metalorganic Chemical Vapor Deposition

ＥｘｃｉｔａｔｉｏｎＩｎｔｅｎｓｉｔｙＤｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆＦｒｅ┐ｅｘｃｉｔｏｎＴｒａｎｓｉｔｉｏｎｓｉｎＧａＮＧｒｏｗｎｂｙＬｏｗ┐ｐｒｅｓｕｒｅＭｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎＧ．Ｄ．Ｃｈｅｎ（Ｄｅｐａｒ...     

非故意掺杂GaN层厚度对蓝光LED波长均匀性的影响

通过调整非故意掺杂氮化镓层的厚度,分析氮化镓基LED外延生长过程中应力的演变行为,以控制外延片表面的翘曲程度,从而获得高均匀性与一致性的外延片。由于衬底与外延层之间的热膨胀系数差别较大,在生长温度不断变化的过程中,外延片的翘曲状态也随之改变。在n型氮化镓生长结束时,外延片处于凹面变形状态。在随后的过程中,外延薄膜"凹面"变形程度不断减小,甚至转变为"凸面"变形,所以n型氮化镓生长结束时外延片的变形程度会直接影响多量子阱沉积时外延片的翘曲状态。当非掺杂氮化镓沉积厚度为3.63μm时,外延片在n型氮化镓层生长结束时变形程度最大,在沉积多量子阱时表面最为平整,这与PLmapping测试所得波长分布以及标准差值最小相一致。通过合理控制非故意掺杂氮化镓层的厚度以调节外延层中的应力状态,可获得均匀性与一致性良好的LED外延片。