InAlN在不同模板上的MOCVD外延

在相同的生长条件下,分别在高质量的GaN 和 AlN 模板上生长InAlN外延层。 测试结果显示：本实验的两个样品的In组分均为～16%,但在AlN模板上生长的InAlN外延层的晶体质量和表面形貌都要优于在GaN模板上生长的样品。其中,在GaN模板上生长的InAlN样品的（002）和（102）峰摇摆曲线的半峰宽分别为309.3″和339.1″,样品表面的粗糙度为0.593 nm,v坑密度约为4.2108cm-2;而在AlN模板上生长的InAlN样品的（002）和（102）峰摇摆曲线的半峰宽分别为282.3″和313.5″,样品表面的粗糙度为0.39 nm,v坑密度约为2.8108cm-2 。综合以上结果可初步得知,在AlN模板上生长的InAlN外延层的晶体质量和表面形貌都要优于在GaN模板上生长的InAlN外延层,因此,相对于GaN模板来说,AlN模板更适宜高质量的InAlN 外延层的生长。     

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)。     

AlGaN/GaN层叠结构插入层改善氮化镓基发光二极管抗静电性能研究

在GaN基发光二极管的uGaN与nGaN之间插入AlGaN/GaN层叠结构,增大了外延层的张应力,降低了外延层中的穿透位错密度,改善了外延材料的质量。对比了AlGaN/GaN层叠结构中不同Al组分对LED的抗静电能力的影响,含6.8%铝组分AlGaN/GaN层叠结构的LED人体模式抗静电能力提高到了6000V,合格率超过了95%。     

MBE生长高质量GaAs／AlGaAs量子阱激光器

我们利用分子束外延方法研制了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ缓交折射率分别限制（ＧＲＩＮ－ＳＣＨ）单量子阱和双量子阱激光器．对腔长为６００μｍ的端面不镀膜的宽接触条型Ｆ－Ｐ腔激光器，阈值电流密度（平均值）分别为２９０Ａ／ｃｍ２和２４０Ａ／ｃｍ２．腔长在１２００μｍ的双量子阱激光器的阈电流密度低达１９０Ａ／ｃｍ２．对出光面和背面分别镀以增透膜和高反膜的宽接触条型（８０μｍ）．激光器，线性输出功率高达１．８２Ｗ；出光面的斜率效率达到１．０４Ｗ／Ａ；利用湿法化学腐蚀所制备的脊形波导结构单量子阱激光器阈值电流最低可达８ｍＡ     

自组织量子点的优化生长

在不同生长条件下,生长低组分InGaAs/GaAs自组织量子点并且使用接触式AFM进行测量.通过对生长条件的优化,得到高密度、高均匀性的量子点MBE生长条件,这对于自组织量子点在器件方面的应用,比如量子点红外探测器和量子点激光器,是非常重要的.同时,还与优化的InAs/GaAs生长条件进行了比较.     

Si(100)衬底上n-3C-SiC/p-Si异质结构研究

利用LPCVD方法在Si(100)衬底上获得了3C-SiC外延膜,扫描电子显微镜(SEM)研究表明3C-SiC/p-Si界面平整、光滑,无明显的坑洞形成。研究了以In和Al为接触电极的3C-SiC/p-Si异质结的I-V,C-V特性及I-V特性的温度依赖关系,比较了In电极的3C-SiC/p-Si异质结构和以SiGe作为缓冲层的3C-SiC/SiGe/p-Si异质结构的I-V特性,实验发现引入SiGe缓冲层后,器件的反向击穿电压由40V提高到70V以上。室温下Al电极3C-SiC/p-Si二极管的最大反向击穿电压接近100V,品质因子为1.95。     

Growth and Annealing Study of Mg-Doped AlGaN and GaN/AlGaN Superlattices

Mg-doped AlGaN and GaN/AlGaN superlattices are grown by metalorganic chemical vapour deposition （MOCVD） Rapid thermal annealing （RTA） treatments are carried out on the samples. Hall and high resolution x-ray diffraction measurements are used to characterize the electrical and structural prosperities of the as-grown and annealed samples, respectively. The results of hall measurements show that after annealing, the Mg-doped AIGaN sample can not obtain the distinct hole concentration and can acquire a resistivity of 1.4 ×10^3 Ωcm. However, with the same annealing treatment, the GaN/AlGaN superlattice sample has a hole concentration of 1.7 × 10^17 cm-3 and a resistivity of 5.6Ωcm. The piezoelectric field in the GaN/AlGaN superlattices improves the activation efficiency of Mg acceptors, which leads to higher hole concentration and lower p-type resistivity.     

V／III比和生长温度对RF-MBE InN表面形貌的影响

由于生长InN所需平衡氮气压较高，而且InN分解温度比较低，因此在生长InN时In原子很容易在表面聚集形成In滴，使InN外延膜的表面形貌变差，影响InN外延膜质量的提高. 通过研究V／III比和生长温度对RF-MBE生长InN外延膜表面形貌的影响，发现V／III比和生长温度对InN外延膜表面In滴的量有重要影响. 通过选择合适的V／III比和生长温度，得到了表面平整光亮、无In滴的InN外延膜.     

硅基3C-SiC的热氧化机理

采用低压化学气相沉积(LPCVD)方法在Si(100)衬底上外延生长3C-SiC.利用干氧氧化方法对生长的SiC层进行了热氧化,氧化温度为1050℃.采用X射线光电子能谱仪(XPS),结合Ar 溅射技术,在不同的溅射时间下,对氧化生长的SiO2层及SiO2/SiC界面层的化学键和组成成分进行了深度谱分析,在此基础上提出了热氧化模型,探讨了3C-SiC的热氧化机理.     

AlGaN/GaN基HBTs的高频特性模拟

对n-p-n型AlGaN/GaN基HBTs的高频特性进行了模拟计算,分析了发射区、基区、集电区的一些材料参数对n-p-n型AlGaN/GaN基HBTs的高频特性的影响.发现基区的设计对频率性能影响很大,减小基区厚度、增大空穴浓度和迁移率将有效提高HBTs的频率性能.