1 中国科学院半导体研究所,低维半导体材料与器件北京市重点实验室,中国科学院半导体材料科学重点实验室,北京 100083
2 中国科学院大学,北京 100049
3 如皋市化合物半导体产业研究所,如皋 226500
4 江苏秦烯新材料有限公司,如皋 226500
5 中国科学院大学材料科学与光电技术学院,北京 100049
6 中国科学院半导体研究所,超晶格与微结构国家重点实验室,北京 100083
采用液封直拉(LEC)法批量生长的直径2英寸(1英寸=2.54 cm)n型Te-GaSb(100)单晶的位错腐蚀坑密度(EPD)通常低于300 cm-2,达到无位错水平。本文利用X射线摇摆曲线以及倒易空间图(RSM)对这种GaSb单晶抛光衬底的晶格完整性和亚表面损伤情况进行了分析表征,结果表明经过工艺条件优化的化学机械抛光处理,GaSb单晶衬底表面达到原子级光滑,不存在亚表面损伤层。利用分子束外延在这种衬底上可稳定生长出高质量的Ⅱ类超晶格外延材料并呈现出优异的红外探测性能。在此基础上,对CaSb衬底材料的物性、生长制备和衬底加工条件之间的内在关系进行了综合分析。
衬底 液封直拉法 晶格完整性 位错腐蚀坑密度 倒易空间图 亚表面损伤 化合物半导体 GaSb GaSb substrate liquid encapsulated Czochralski method lattice perfection dislocation etch pit density RSM subsurface damage compound semiconductor
立方砷化硼(BAs)为间接带隙、闪锌矿结构的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料。理论分析预测BAs具有仅次于金刚石的超高热导率，在电子器件散热领域表现出广阔应用前景，成为当前的研究热点。近年来立方BAs单晶材料的制备取得突破性进展，采用化学气相传输法(CVT)合成了毫米尺寸的高质量单晶，室温下热导率高达1 300 W·m-1·K-1。本文介绍了BAs单晶的性质和生长方法，综述了材料研究进展，阐述了晶体生长面临的技术挑战，并对发展前景进行了展望。
砷化硼 热导率 化合物半导体 晶体生长 化学气相传输 BAs conductivity compound semiconductor crystal growth chemical vapor transport
1 State Key Laboratory of Integrated Optoelectronics, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing00083,China
2 State Key Laboratory of Integrated Optoelectronics, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing00083,China
3 College of Material Science and Opto-Electronic Technology, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing100049,China
采用InP基衬底设计并制备了1550 nm垂直腔面发射激光器。采用混合镜面布拉格发射镜，其中顶部采用4.5对硅和二氧化硅的介电布拉格反射镜，同时采用隧道结的方式降低p层载流子吸收。制备出阈值电流在20 mA，室温直流下输出光功率为7 μW，激射波长为1554 nm，激射谱半高宽为3 nm的垂直腔面发射激光器。
垂直腔面发射激光器 1550 nm InP基 vertical cavity surface emitting laser （VCSEL） 1550 nm InP-based
1 中国科学院半导体研究所 中国科学院半导体材料科学重点实验室, 低维半导体材料与器件北京市重点实验室, 北京 100083
2 内蒙古日月太阳能科技有限公司, 呼和浩特 010111
p型单晶硅太阳电池在EL检测过程中, 部分电池片出现黑斑现象。结合X射线能谱分析(EDS), 对黑斑片与正常片进行对比分析, 发现黑斑片电池与正常电池片大部分表面的成分相同, 排除了镀膜及丝网印刷过程中产生黑斑的可能。利用X射线荧光光谱分析(XRF)测试了同一电池片的黑斑区域与正常区域, 发现黑斑处Ca含量较大, 并出现Sr、Ge和S等杂质元素。将6个档位的电池片制备成2cm×2cm的电池样片, 利用光生诱导电流测量了每个电池的外量子效率(EQE)。在460~1000nm波长范围内, 同一电池片黑斑处与正常处的EQE相差较大, 说明黑斑的出现与原生硅片缺陷无关, 应归结于电池片生产过程中引入的杂质缺陷。给出了杂质引入的原因以及解决途径, 从而显著减小了黑斑片产生的几率。
EL测试 黑斑 能谱分析 X射线荧光光谱 外量子效率 EL testing black spot EDS XRF EQE
中国科学院半导体研究所 材料科学重点实验室, 北京100083
对不同条件下制备的锑化镓抛光晶片表面进行了TOF-SIMS测试比较。结果表明使用体积比为5∶1的HCl与CH3COOH的混合溶液清洗腐蚀(100)GaSb晶片表面, 可以有效地去除金属离子、含S离子和大部分有机物, 而使用 (NH4)2S/(NH4)2SO4混合溶液方法钝化表面,可以使表面大部分Ga和Sb元素硫化, 降低了表面态密度。分析比较了清洗和钝化工艺对晶片表面化学成分的影响。
锑化镓 表面氧化 钝化 GaSb TOF-SIMS TOF-SIMS surface oxidation passivation
中国科学院半导体研究所 材料科学重点实验室，北京100083
对相同条件下制备的不同晶向的锑化镓抛光晶片表面化学组分进行了XPS测试比较，结果表明（110）GaSb晶片表面的氧化程度最为严重，表面极为粗糙；有极性的（111）GaSb晶面由于Ga—Sb价键存在于衬底内部，反而氧化程度较低，表面较光滑。分析比较了GaSb晶面表面化学组分与形貌的关系。
锑化镓 表面氧化 表面形貌 GaSb XPS XPS surface oxidation surface morphology
1 中国科学院半导体研究所 半导体材料科学重点实验室, 北京 100083
2 中国科学院半导体研究所新材料中心, 北京 100083
运用X射线衍射仪和拉曼光谱仪, 测量了物理气相输运(PVT)方法生长的AlN多晶材料的X射线衍射和常温拉曼光谱。常温拉曼光谱研究了晶界、晶面方向与拉曼频率的关系, 观察到了E和E峰位基本不随测量位置变化, 与晶界无关, 但是E1(TO), A1(LO)和Quasi－LO声子峰位却明显与晶界有关, 为研究晶粒间、晶粒内应力提供了有效手段。
AlN多晶 X射线衍射 拉曼光谱 Poly-crystalline AlN X-ray diffraction Raman spectrum
