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热壁外延制备InAs/Si(211)薄膜及其电学性能研究

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人工晶体学报 2017年第12期46卷 2313-2318,2336页

作者：何利利张明郭治平刘翔吴长树昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093 昆明物理研究所昆明650223

采用热壁外延(Hot Wall Epitaxy,HWE)沉积系统在单晶Si(211)衬底表面制备了In As薄膜,研究了不同生长温度(300℃、350℃、400℃、450℃和500℃)对薄膜材料结构及其电学性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微... 详细信息

采用热壁外延(Hot Wall Epitaxy,HWE)沉积系统在单晶Si(211)衬底表面制备了In As薄膜,研究了不同生长温度(300℃、350℃、400℃、450℃和500℃)对薄膜材料结构及其电学性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、霍尔(Hall)测试等,对In As/Si(211)薄膜的晶体结构、表面形貌及电学参数进行了测试分析。结果表明:采用HWE技术在Si(211)衬底表面成功制备了In As薄膜,薄膜具有闪锌矿结构并沿(111)方向择优生长。随着生长温度从300℃升高到500℃,全峰半高宽(FWHM)先减小后增大,生长温度为400℃时薄膜的晶粒尺寸最大为73.4 nm,载流子浓度达到1022cm-3,霍尔迁移率数值约为102cm2/(V·s),说明优化生长温度能够降低In As薄膜的缺陷复合,使薄膜结晶质量和电学性能得到提高。SEM及AFM的测试结果显示由于较高的晶格失配及Si衬底斜切面(211)的特殊取向,在Si(211)衬底上生长的In As薄膜主要为三维层加岛状(S-K)生长模式,表面粗糙度(Ra)随温度的升高先减小后增大,400℃时薄膜的平均表面粗糙度Ra为48.37 nm。

关键词： InAs/Si(211)薄膜热壁外延生长温度电学性能

热循环退火对InAs/Si(211)薄膜结构和电学性能的影响

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材料科学与工艺 2017年第5期25卷 20-24页

作者：张明郭治平吴长树刘翔昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093 昆明物理研究所昆明650223

InAs作为III-V族化合物半导体材料,可以应用于磁阻和霍尔元器件、量子点激光器元件、太阳能电池和红外探测器元件等方面,具有广泛的研究和应用前景.本文以Si(211)为衬底,采用热壁外延(hot wall epitaxy,HWE)技术制备了InAs薄膜,研究热... 详细信息

InAs作为III-V族化合物半导体材料,可以应用于磁阻和霍尔元器件、量子点激光器元件、太阳能电池和红外探测器元件等方面,具有广泛的研究和应用前景.本文以Si(211)为衬底,采用热壁外延(hot wall epitaxy,HWE)技术制备了InAs薄膜,研究热循环退火(thermal cycle annealing,TCA)次数对InAs/Si(211)薄膜结构及电学性能的影响.热壁外延制备InAs薄膜的衬底温度为400℃,生长时间为4 h,不同的热循环退火次数为2、4、6、8、10.X射线衍射(XRD)测试表明:利用HWE技术在Si(211)衬底表面成功制备了闪锌矿结构的InAs薄膜,且沿(111)取向择优生长;TCA能够明显增强Si(211)衬底表面生长的InAs薄膜的择优取向.扫描电子显微镜(SEM)及原子力显微镜(AFM)测试分析表明:随着TCA次数增加到6次,InAs/Si(211)薄膜表面由于晶粒细化作用变得均匀平整,表面粗糙度从69.63 nm降低到56.43 nm,此时霍尔迁移率达到2.67×10~3cm^2/(V·s);过多的退火次数(≥8次)又会使薄膜表面的晶粒过大、缺陷增多,导致薄膜性能下降.

关键词： InAs薄膜 Si(211)衬底热循环退火微观结构电学性能

HWE生长大面积CdTe/CdZnTe/Si薄膜的结构和形貌分析

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激光与红外 2004年第6期34卷 457-459页

作者：杨爱明吴长树杨宇唐利斌云南大学化学与材料工程学院云南昆明650091 昆明物理所云南昆明650223

用热壁外延法 (HWE)生长直径 30mm的CdTe/CdZnTe/Si薄膜 ,经XRD测试说明它是晶面为 (111)取向的立方闪锌矿结构。SEM对Si衬底、CdZnTe缓冲层和CdTe薄膜三层分别测试 ,结果发现 :Si衬底表面结构粗糙 ,CdZnTe缓冲层较Si衬底表面结构细致 ,... 详细信息

用热壁外延法 (HWE)生长直径 30mm的CdTe/CdZnTe/Si薄膜 ,经XRD测试说明它是晶面为 (111)取向的立方闪锌矿结构。SEM对Si衬底、CdZnTe缓冲层和CdTe薄膜三层分别测试 ,结果发现 :Si衬底表面结构粗糙 ,CdZnTe缓冲层较Si衬底表面结构细致 ,CdTe薄膜较CdZnTe缓冲层表面结构光滑细密 ,即缺陷较CdZnTe缓冲层少很多。通过对该片子照像看出其表面如镜面。

关键词：热壁外延大面积硅衬底碲镉薄膜结构表面形貌

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热壁外延生长GaAs/Si薄膜质量研究

光电子．激光 2001年第3期12卷 236-238页

作者：谭红琳张鹏翔刘翔吴长树昆明理工大学材料与冶金学院材料系昆明650051

本文研究了用热壁外延 (HWE)技术在 Si衬底上不同工艺下生长的 Ga As薄膜的拉曼 (Raman)和荧光 (PL )光谱。研究表明 :在室温下 ,Ga As晶膜的 Raman光谱的 2 6 5 cm- 1 横声子 (TO)峰和 2 89cm- 1 纵声子 (L O)峰的峰值之比随晶膜质量... 详细信息

本文研究了用热壁外延 (HWE)技术在 Si衬底上不同工艺下生长的 Ga As薄膜的拉曼 (Raman)和荧光 (PL )光谱。研究表明 :在室温下 ,Ga As晶膜的 Raman光谱的 2 6 5 cm- 1 横声子 (TO)峰和 2 89cm- 1 纵声子 (L O)峰的峰值之比随晶膜质量的变好而逐渐变大、半高宽 (FWH M)变窄且峰值频移移动变小 ,而PL光谱出现在 871nm光谱的 FWH M较窄 ,表明所测得的薄膜为单晶晶膜。对同一晶膜也可判断出均匀程度。因此可以通过拉曼光谱和 PL光谱相结合评定外延膜晶体质量。

关键词：薄膜热壁外延生长砷化镓硅

Hg_(1-x)Cd_xSe红外薄膜材料研究进展

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材料导报 2016年第13期30卷 36-42页

作者：郭治平刘翔潘顺臣吴长树陈清明段云彪昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093 昆明物理研究所昆明650223

硒镉汞(Hg_(1-x)Cd_xSe)作为碲镉汞(Hg_(1-x)Cd_xTe)的红外替代材料受到广泛关注,它具有位错密度低、热膨胀系数小、晶格失配小等优势,可望获得高质量、大面积、廉价长波红外(Long-wavelength infrared,LWIR)焦平面阵列(Focal plane arr... 详细信息

硒镉汞(Hg_(1-x)Cd_xSe)作为碲镉汞(Hg_(1-x)Cd_xTe)的红外替代材料受到广泛关注,它具有位错密度低、热膨胀系数小、晶格失配小等优势,可望获得高质量、大面积、廉价长波红外(Long-wavelength infrared,LWIR)焦平面阵列(Focal plane arrays,FPAs)。综述了Hg_(1-x)Cd_xSe材料的最新研究进展,讨论了Hg_(1-x)Cd_xSe薄膜材料在不同衬底和不同生长条件下对薄膜质量的影响及最新研究结果;同时,对Hg_(1-x)Cd_xSe材料的研究进行了展望。

关键词：硒镉汞碲镉汞长波红外焦平面阵列

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初中物理课堂小实验改进与创新的研究

初中物理课堂小实验改进与创新的研究

两步生长和直接生长GaAs/Si单晶薄膜的比较

对接京津——社会形态基础教育

作者：吴长树广西贺州市昭平县昭平镇中学

从初中物理的现实情况来看,其属于学生学习的重难点学科,涵盖很多抽象、模糊的知识点,需要配合一些课堂小实验予以验证和演示。在如今新时期的课程改革大环境下,老师为了能够进一步践行课改的指导方针、提升课堂内容直观性和具体性,有... 详细信息

从初中物理的现实情况来看,其属于学生学习的重难点学科,涵盖很多抽象、模糊的知识点,需要配合一些课堂小实验予以验证和演示。在如今新时期的课程改革大环境下,老师为了能够进一步践行课改的指导方针、提升课堂内容直观性和具体性,有必要对课堂小实验予以优化创新,令学生更加全面地认知和理解物理知识,提升学习效率和学习质量。本文就将以此为背景,展开物理课堂小实验的创新路径的分析。

关键词：初中物理课堂小实验创新策略

来源： cnki会议评论

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半导体光电 2002年第2期23卷 128-131页

作者：刘翔吴长树张鹏翔角忠华赵德锐陈庭金廖仕坤杨家明昆明理工大学云南昆明650051 云南师范大学云南昆明650092 昆明物理研究所云南昆明650093 昆明冶金研究院云南昆明650051

报道了采用热壁外延 (HWE)技术 ,在 (10 0 ) ,(111)和 (2 11)三种典型Si表面通过两步生长和直接生长法制备GaAs单晶薄膜 ,经过拉曼光谱、霍尔测试和荧光光谱分析比较 ,得出结论 :(1)相同取向Si衬底 ,两步生长法制备的GaAs薄膜结晶质量... 详细信息

报道了采用热壁外延 (HWE)技术 ,在 (10 0 ) ,(111)和 (2 11)三种典型Si表面通过两步生长和直接生长法制备GaAs单晶薄膜 ,经过拉曼光谱、霍尔测试和荧光光谱分析比较 ,得出结论 :(1)相同取向Si衬底 ,两步生长法制备的GaAs薄膜结晶质量比直接生长法制备的GaAs薄膜的要好 ;(2 )采用HWE技术在Si上异质外延GaAs薄膜 ,其表面缓冲层的生长是降低位错、提高外延质量的基础 ;(3)不同取向Si衬底对GaAs外延层结晶质量有影响 ,(2 11)面外延的GaAs薄膜质量最好 ,(10 0 )面次之 ,(111)

关键词：两步生长直接生长 GaAs/Si

拉曼-光荧光光谱热壁外延生长GaAs/Si薄膜晶体质量研究

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光谱学与光谱分析 2001年第4期21卷 498-500页

作者：谭红琳张鹏翔刘翔吴长树昆明理工大学材料与冶金学院材料系昆明650051

本文研究了用热壁外延 (HWE)技术在Si衬底上、不同工艺条件生长的GaAs薄膜的拉曼 (Raman)和光荧光 (PL)光谱。研究表明 :在室温下 ,GaAs晶膜的拉曼光谱的 2 6 5cm-1横声子 (TO)峰和 2 90cm-1纵声子(LO)峰的峰值和面积之比随晶膜质量的... 详细信息

本文研究了用热壁外延 (HWE)技术在Si衬底上、不同工艺条件生长的GaAs薄膜的拉曼 (Raman)和光荧光 (PL)光谱。研究表明 :在室温下 ,GaAs晶膜的拉曼光谱的 2 6 5cm-1横声子 (TO)峰和 2 90cm-1纵声子(LO)峰的峰值和面积之比随晶膜质量的变好而逐渐变大、FWHM变窄且峰值频移变小 ,而PL光谱出现在 90 0nm光谱的FWHM较窄 ,这表明所测得的薄膜为单晶晶膜。在另外一些工艺条件下生长的GaAs薄膜拉曼光谱峰形好 ,但测不出PL光谱 ,所生的膜不是单晶。同时对同一晶膜也可判断出其均匀程度。因此我们可以通过拉曼光谱和荧光光谱相结合评定外延膜晶体质量。

关键词：拉曼光谱半导体薄膜荧光光谱半高宽异质结外延生长 GaAs/Si 砷化镓/硅

n+InSb/PHg1-xCdxTe异质结的液相外延生长及红外探测器

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光学学报 1986年第11期 1032-1038页

作者：吴长树,李炽昆明物理研究所昆明物理研究所

本文报道用水平滑舟系统液相外延制备n+InSb/PHg1-xCd?Te异质结.该异质结外延层厚度在15～25μm之间,由电镜扫描分析出外延层和衬底之间的介面平直,组分过渡很徒.采用该异质结能制备3～5μm（x=0.3）、8～14μm（x=0.2）两波段的红外探... 详细信息

本文报道用水平滑舟系统液相外延制备n+InSb/PHg1-xCd?Te异质结.该异质结外延层厚度在15～25μm之间,由电镜扫描分析出外延层和衬底之间的介面平直,组分过渡很徒.采用该异质结能制备3～5μm（x=0.3）、8～14μm（x=0.2）两波段的红外探测器,从介绍的单元器件的性能来看,该材料是红外焦平面列阵研究方面极有希望的膺选对象.

关键词：异质结 Hg Cd 半导体结 InSb/PHg 红外探测器 IR 探测器实验设备液相外延生长液相外延