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oe1(光电查) - 科学论文

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出版时间
  • 2019
研究主题
  • B2. 半导体III-V族材料 A3. 金属有机化学气相沉积 B1. 氮化物 A1. 晶体结构 A1. 杂质
应用领域
  • 材料科学与工程
机构单位
  • National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)
  • Nagoya University
55 条数据
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  • 采用MOCVD技术制备的高性能Zn扩散平面型中波红外II类InAs/InAs<sub>1-x</sub>Sb<sub>x</sub>超晶格光电探测器

    摘要： 我们报道了一种基于II型InAs/InAs1?xSbx超晶格的Zn扩散平面中波红外光电探测器。超晶格生长和Zn扩散均在金属有机化学气相沉积系统中完成。在77 K温度下，该探测器在3.65 μm波长处呈现0.70 A/W的峰值响应度，对应零偏压无抗反射涂层时24%的量子效率，其50%截止波长为4.28 μm。当在77 K、?20 mV偏压下具有3.2 × 105 Ω cm2的R0A值和9.6 × 10?8 A/cm2的暗电流密度时，该探测器展现出2.9 × 1012 cm Hz1/2/W的比探测率。在150 K温度下，探测器暗电流密度为9.1 × 10?6 A/cm2，量子效率达25%，对应探测率为3.4 × 1011 cm Hz1/2/W。

    关键词： 比探测率、金属有机化学气相沉积、II型InAs/InAs1?xSbx超晶格、量子效率、锌扩散平面中波红外光电探测器

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 面-面退火溅射沉积AlN模板上MOVPE生长AlGaN中位错诱导螺旋丘的抑制

    摘要： 通过金属有机气相外延（MOVPE）技术在面对面退火溅射沉积的氮化铝/蓝宝石（FFA Sp-AlN）模板上生长了AlGaN薄膜，并研究了其生长行为。由于形成大型丘状结构，小偏角蓝宝石衬底上生长的AlGaN薄膜表面平整度较差。为探究这些丘状结构的成因，研究团队全面分析了常规全MOVPE生长氮化铝/蓝宝石（MOVPE-AlN）模板与FFA Sp-AlN模板的结晶质量和表面形貌。估算FFA Sp-AlN模板的螺位错与混合型刃位错密度约为1.8×10? cm?2，比MOVPE-AlN模板低两个数量级。因此，FFA Sp-AlN模板上独特出现的丘状结构生长现象被归因于其极低的螺位错与混合型刃位错密度。大偏角蓝宝石衬底能有效抑制FFA Sp-AlN模板上的丘状结构，而表面平整度的提升使生长于AlGaN层上的多量子阱具有更优光学特性。这些成果为制备高效低成本氮化铝镓基深紫外发光二极管提供了可行方案。

    关键词： 氮化铝镓、金属有机化学气相沉积、深紫外发光二极管、小丘结构、FFA Sp-AlN

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 外延生长β-(Al,Ga,In)?O?基薄膜的特性及其作为紫外光电探测器的应用

    摘要： 通过金属有机化学气相沉积法（MOCVD）在(001)蓝宝石衬底上生长了β-(AlxGa1?x)2O3、β-Ga2O3和β-(InxGa1?x)2O3外延薄膜。根据能量色散X射线分析（EDX）和X射线光电子能谱（XPS）结果测得薄膜组分：XAl=0.57±0.05和0.76±0.05，XIn=0.12±0.05和0.21±0.05。通过XPS和紫外-可见光谱（UV-Vis）发现，光学带隙随组分变化相应地在6.0±0.2至3.9±0.1 eV之间变动。X射线衍射、扫描电子显微镜和原子力显微镜显示这些薄膜具有高度取向的纳米晶畴结构。基于肖特基和MSM结构的日盲紫外光电探测器在20V偏压下表现出响应度：Ga2O3器件>10? A/W，(AlxGa1?x)2O3器件>103 A/W，(InxGa1?x)2O3器件>102 A/W。测量到与组分/带隙变化对应的波长选择性适度偏移。肖特基和MSM探测器的时域响应显示上升时间和驻留时间约为分钟量级，表明存在光电导增益。噪声等效功率处于飞瓦-皮瓦量级，比探测率(D*)介于101?至1012琼斯之间。扫描光电流图显示：β-Ga2O3肖特基探测器在肖特基界面处产生强光电流；而β-(InxGa1?x)2O3 MSM探测器的光电流生成发生在器件沟道和肖特基界面。

    关键词： b-(AlxGa1?x)2O3、b-(InxGa1?x)2O3、b-Ga2O3、金属有机化学气相沉积

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 具有InGaAs量子阱的半导体激光器光学特性及波导结构优化研究

    摘要： InGaAs量子阱（QWs）通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）在GaAs衬底上生长。生长在偏离<111>方向2°的(100)取向衬底上的样品表现出较高的光致发光（PL）强度和较窄的半高全宽（FWHM）。提高生长速率可增强PL强度并降低FWHM。采用非对称波导层来减小基模的约束因子并增加高阶模的损耗。

    关键词： 金属有机化学气相沉积、波导结构、光致发光、铟镓砷量子阱、半导体激光器

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 三甲基铝预剂量对MOCVD法在(111)硅衬底上生长氮化铝的形貌、薄膜-衬底界面及微观结构的影响

    摘要： 通过金属有机化学气相沉积法，在不同三甲基铝预剂量处理后的(111)硅衬底上沉积氮化铝(AlN)。采用扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射和透射电子显微镜对生长形貌、薄膜-衬底界面及薄膜微观结构进行了表征。预剂量处理样品中观察到横向生长覆盖预剂量阶段形成的刻面"斑块"，三维生长从这些斑块表面的微小岛状结构萌发并最终将其覆盖。当岛状结构合并后，所有薄膜（无论是否预剂量处理）均呈现与无预剂量处理时相似的三维生长模式形貌。未预剂量处理的AlN-硅界面主要呈非晶态，但发现狭窄区域存在薄膜与衬底的原子级匹配。这表明AlN以外延方式在衬底上成核，而暴露于氨气后成核位点间形成非晶氮化硅。预剂量处理样品具有结构突变的界面，暗示观察到的斑块特征中的铝抑制了生长初期氨气与硅的反应。预剂量处理样品的衬底界面处观察到既不同于纤锌矿AlN也不同于金刚石立方硅的结构，可能对应闪锌矿AlN或应变Si/Al合金。所有样品（无论是否预剂量处理）均呈现由位错簇构成的亚晶界组成的马赛克微观结构，间距数百纳米的穿透位错沿共同方向倾斜，为位错弯曲机制提供了证据，该机制可能因预剂量处理而增强。

    关键词： 缺陷、晶体形貌、金属有机化学气相沉积、半导体铝化合物、成核、氮化物

    更新于2025-09-23 08:02:04

  • [IEEE 2018年第12届先进半导体器件与微系统国际会议(ASDAM) - 斯洛文尼茨(2018.10.21-2018.10.24)] 2018年第12届先进半导体器件与微系统国际会议(ASDAM) - 硅、镁和碳离子注入氮化镓外延层SIMS深度剖析中二次离子产额的测定

    摘要： 本文研究了通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）在蓝宝石衬底上生长的InGaN/GaN多量子阱（MQW）结构的光学和电学特性。采用光致发光（PL）光谱、X射线衍射（XRD）和霍尔效应测量对样品进行了表征。结果表明，In组分和阱宽显著影响发射波长和载流子浓度。在室温下，In组分为15%、阱宽为3 nm的样品实现了45%的最高内量子效率（IQE）。这些发现对于开发可见光范围内高效发光二极管（LED）至关重要。

    关键词： 金属有机化学气相沉积、多量子阱、发光二极管、光致发光、氮化铟镓

    更新于2025-09-23 09:40:29

  • AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管结构中二维电子气迁移率与晶体质量的相关性（该结构生长于4H-SiC衬底）

    摘要： 我们研究了金属有机化学气相沉积生长的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）结构中晶体质量与二维电子气（2DEG）迁移率的相关性。对于在1100°C下生长AlN成核层的结构，其室温下的2DEG迁移率和面载流子密度分别为1627 cm2/V·s和3.23 × 1013 cm?2。此外，研究证实GaN缓冲层的刃型位错密度与AlGaN/GaN HEMT中的2DEG迁移率和面载流子密度相关。

    关键词： 金属有机化学气相沉积、二维电子气、迁移率、氮化镓高电子迁移率晶体管（AlGaN/GaN HEMT）、载流子浓度、刃型位错与螺型位错

    更新于2025-09-23 12:51:32

  • 金属有机气相外延生长的氮化镓

    摘要： 我们报道了采用金属有机化学气相沉积法生长的半极性(3031)和(2021)GaN同质外延层中的残留杂质情况。(3031)和(2021)GaN层分别呈现出原子级光滑表面，并具有朝向[0001]和[000-1]方向的清晰台阶结构。二次离子质谱检测显示氧和碳的残留杂质浓度均低于检测限。低温光致发光分析表明，(2021)GaN层包含自由激子、硅施主束缚激子，以及双电子卫星线和纵向光学(LO)声子耦合跃迁。这些结果表明，半极性(3031)和(2021)GaN外延层是制备垂直结构GaN器件高质量漂移层的理想候选材料。

    关键词： B2. 半导体III-V族材料 A3. 金属有机化学气相沉积 B1. 氮化物 A1. 晶体结构 A1. 杂质

    更新于2025-09-23 21:41:03

  • 采用金属有机气相外延法，在低温生长条件下利用四乙基锡实现高锡掺杂的砷化镓

    摘要： 采用金属有机气相外延（MOVPE）技术，通过四乙基锡（TESn）成功在低至425°C的温度下生长出高锡（Sn）掺杂浓度且表面形貌平滑的GaAs层。650°C生长的样品即使TESn摩尔流量仅为0.06 μmol/min也出现富锡液滴，表明锡原子未掺入GaAs薄膜而是偏析并聚集在表面。425°C低温生长抑制了液滴形成，说明偏析过程受动力学限制——低温下偏析速率慢于生长速率。未校正霍尔效应测量显示电子浓度约1×101? cm?3，接近MOVPE生长GaAs:Sn可达到的最大报道掺杂极限，同时避免液滴产生并保持平滑表面。电子迁移率主要受电离杂质散射支配。样品具有从衬底延伸至表面的整体平坦锡分布，二次离子质谱表明锡虽具电活性但被碳受主补偿从而形成实测载流子浓度。

    关键词： A1. 分离，B2. 半导体III-V族材料，A1. 掺杂，A3. 金属有机化学气相沉积

    更新于2025-09-24 01:23:31

  • GaN/GaN缓冲层/GaAs结构中光致发光发射带向低能端移动的GaAs晶体扩散影响

    摘要： 通过氮化GaAs衬底获得GaN缓冲层，并采用金属有机化学气相沉积法生长GaN上层，从而构建GaN/GaN缓冲层/GaAs结构。当生长温度达到900°C时，观察到GaN上层出现来自缓冲层的GaAs晶体扩散现象。光致发光光谱显示最大能量从3.2 eV（381 nm）降至2.9 eV（414 nm），其中2.6 eV（462 nm）和2.5 eV（487 nm）的峰分别对应GaN上层中扩散的GaAs晶体和氢杂质，这些因素会在晶格中引发扩展缺陷。研究表明GaN缓冲层的生长温度与方法会影响GaN上层的发光特性，使其最大能量向低能端偏移。X射线衍射图谱和透射电镜照片证实了900°C下制备的GaN/GaN缓冲层/GaAs结构中GaN上层存在GaAs成分。当生长温度从900°C升至1000°C时，观察到GaN上层中GaAs晶体扩散现象减弱，其最大能量回升至3.2 eV（381 nm）。

    关键词： 金属有机化学气相沉积，缓冲层，扩散，氮化

    更新于2025-09-24 02:43:50