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基于InP衬底的应变和应变补偿的InGaAs/InAlAs材料的高分辨X射线衍射分析

梅斌 , 徐刚毅 , 李爱珍 , 李华 , 李耀耀 , 魏林

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2008.05.007

高分辨率X射线衍射技术被用来分析基于InP衬底的应变的InGaAs和InAlAs单层材料和应变补偿的InGaAs/InAlAs超晶格材料.通过倒空间mapping得到的单层材料的错向角大约为10-3度,可以忽略不计.通过摇摆曲线得到了单层材料的组分和体失配度,接着单层材料的结果被用来分析在相同的条件下利用MBE技术生长的超晶格材料.利用倒空间mapping精确得到了超晶格的平均垂直失配度和各层的厚度,通过X射线模拟软件得到的超晶格材料的模拟曲线和实测曲线吻合的很好.

关键词: 高分辨X射线衍射 , InGaAs , InAlAs , 错向角 , 摇摆曲线 , 倒空间mapping

高In组分InGaAs薄膜的分子束外延生长及其表面分析

罗子江 , 周勋 , 郭祥 , 王继红 , 魏文喆 , 王一 , 丁召

材料导报

采用分子束外延(MBE)方法,通过反射高能电子衍射(RH EED)强度振荡测算生长速率,利用RHEED衍射实时监控生长过程,在InAs(001)和InP(001)单晶衬底上生长高In组分的InGaAs薄膜,并通过扫描隧道显微镜(STM)对其表面形貌和表面重构进行了细致分析,STM图片证实采用该方法获得的高In组分InGaAs薄膜处于高质量的平整状态.研究发现InGaAs与衬底之间的拉伸应力是促使薄膜表面呈现了大量的锯齿状边缘的主要原因;高分辨的STM分析还发现,高In组分的InGaAs薄膜是多种重构混合的表面,InGaAs/InAs是以β(2×4)重构为主,而InGaAs/InP是以(4×3)重构为主,它们在RHEED衍射图像上都是模糊的(2×3)或(4×3)/(2×3)表面重构.

关键词: InAs , InP , InGaAs , MBE/STM , 表面形貌

间歇式As中断生长InGaAs/GaAs量子点

王继红 , 罗子江 , 周勋 , 丁召

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2017.05.005

采用间歇式As中断方法利用分子束外延(MBE)生长了不同厚度的InGaAs量子点,并通过反射式高能电子衍射仪(RHEED)以及扫描隧道显微镜(STM)对其表面进行形貌表征与分析.研究发现间歇式As中断方法有利于改善量子点的均匀性,同时量子点的表面形貌特征由生长温度和沉积厚度决定;量子点沉积厚度越大,量子点面密度越高;在一定生长温度范围内,生长温度越高量子点分布均匀性越强,反之则越弱;研究还发现InGaAs量子点的生长过程中存在3个截然不同的阶段和两种明显的生长模式转变点,3个阶段分别是层状生长阶段、量子点形成阶段和量子点自合并成熟阶段,两种生长模式转变点分别是SK转变和量子点自合并熟化转变.

关键词: 间歇式As中断 , InGaAs , 量子点 , MBE/STM

不同应力下的InxGa1-xAs薄膜表面形貌

郭祥 , 王一 , 魏文喆 , 黄梦雅 , 赵振 , 王继红 , 胡明哲 , 丁召

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.02.005

利用分子束外延技术,通过反射式高能电子衍射仪实时监控InGaAs薄膜生长状况,在InAs(001)基片上生长In0.86Ga0.14As,在GaAs(001)基片上生长In0.14 Ga0.86As(厚度均为20原子层)单晶薄膜.采用扫描隧道显微镜对原位退火后的InGaAs样品进行扫描,发现不同组分的InGaAs呈现不同的表面形貌.虽然生长的初始表面都是原子级平坦,但是由于晶格常数差异触发不同类型的表面应力,促使In0.14Ga0.86 As/GaAs薄膜中台阶边缘平滑扭曲,而在In0.86Ga0.14As/InAs薄膜表面台阶却呈锯齿状;同时,由于不同类型表面应力的作用,低In组分薄膜形成更多的二维(2D)岛.

关键词: MBE , InGaAs , 表面形貌

气态源分子束外延生长重碳掺杂p型InGaAs研究

徐安怀 , 陈晓杰 , 齐鸣 , 朱福英

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2004.04.005

采用气态源分子束外延( GSMBE)技术,以四溴化碳( CBr4)作为碳杂质源,系统研究了 InP衬 底上碳掺杂 p型 InGaAs材料的外延生长及其特性,在 AsH3压力 5.33× 104Pa,生长温度 500℃条件 下获得了空穴浓度高达 1× 1020/cm3、室温迁移率为 45cm2/Vs的重碳掺杂 p型 In0.53Ga0.47As材料. 研究了 CBr4和 AsH3束流强度以及生长温度等生长条件对碳掺杂 InGaAs外延层组份、空穴浓度和 迁移率的影响,并对不同生长条件下的氢钝化效应进行了分析.

关键词: 分子束外延 , 碳掺杂 , 四溴化碳 , InGaAs , 异质结双极晶体管

InP/InGaAsHBT湿法化学选择腐蚀技术

李献杰 , 曾庆明 , 徐晓春 , 敖金平 , 刘伟吉 , 梁春广

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2000.03.012

用H3PO4:H2O2系和HCl系腐蚀液实现了InP对InGaAs、InGaAs对InP的湿法化学选择腐蚀,并将其应用于InP/InGaAsHBT制作,发射极面积为10μm×20μm的单管共发射极直流增益β为70,截止频率Ft和最大振荡频率Fmax分别为11GHz和12GHz.

关键词: InP , InGaAs , 选择腐蚀 , HBT

InGaAs/InP HBT材料的GSMBE生长及其特性研究

徐安怀 , 邹璐 , 陈晓杰 , 齐鸣

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2004.03.018

本文报道了采用气态源分子束外延(GSMBE)技术生长InGaAs/InP异质结双极晶体管(HBT)材料及其特性的研究.通过对GSMBE生长工艺的优化,在半绝缘(100) InP衬底上成功制备了高质量的InGaAs/InP HBT材料,InGaAs外延层与InP衬底的晶格失配度仅为4×10-4量级,典型的InP发射区掺杂浓度(4×1017 cm-3)时,电子迁移率为800 cm2·V-1·s-1,具有较好的电学特性,可以满足器件制作的要求.

关键词: 分子束外延 , 异质结双极晶体管 , InGaAs , InP

InGaAs红外探测器的γ辐照研究

黄杨程 , 曹光明 , 刘大福 , 龚海梅

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2005.01.015

研究了γ射线辐照对 InGaAs红外探测器性能的影响.γ射线的辐照剂量分别为 10Mrad、 20Mrad、 30Mrad.测量了器件在不同γ辐照剂量下的响应光谱、电流-电压特性、信号、噪声.通 过对实验结果的分析,发现器件的响应光谱和信号没有发生明显变化;暗电流和噪声随γ辐照剂 量增加而递增,表明探测器的性能随γ辐照剂量的增加而逐步衰减.

关键词: InGaAs , 红外探测器 , γ射线辐照

双色制导用InGaAs探测器低温特性的研究

孟庆端 , 吕衍秋 , 鲁正雄 , 孙维国

低温物理学报

制备了平面结InGaAs短波红外探测器,分别测量了其在室温及液氮温区的响应光谱、电流~电压曲线和光生信号及噪声,发现其光生信号与室温测量值相比下降了大约50%.在液氮温区的测试结果表明,短波探测器的峰值响应率为Rvp=2.41(107V/W),峰值探测率Dp*=1.51(1012(cmHz)1/2/W.其透射谱的测量表明该探测器的透射率能够超过80%.这些指标能够满足红外双色探测系统的需求.

关键词: 双色探测器 , InGaAs , 探测率

RHEED实时监控下MBE生长不同In组分的InGaAs薄膜

罗子江 , 周勋 , 贺业全 , 何浩 , 郭祥 , 张毕禅 , 邓朝勇 , 丁召

功能材料

利用分子束外延技术,通过RHEED图像演变实时监控薄膜生长状况,采用RHEED强度振荡测量薄膜生长速率,固定Ga源温度、改变In源温度在GaAs(001)基片上外延生长了不同In组分(39%、29%、19%)的InGaAs薄膜。比较RHEED强度振荡以及RHEED衍射图像,发现随着In组分的增加In-GaAs的生长将很快进入三维粗糙表面生长模式,并指出In0.19Ga0.81As和In0.29Ga0.71As薄膜处于(2×3)表面重构相。In0.19Ga0.81As样品进行退火处理后完成STM扫描分析,证实样品为表面原子级平整的In-GaAs薄膜。

关键词: MBE , RHEED , STM , InGaAs薄膜

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