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基于碳掺杂InGaAs材料的InP DHBT分子束外延生长研究

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固体电子学研究与进展 2022年第6期42卷 505-509页

作者：于海龙高汉超王伟马奔尹志军李忠辉微波毫米波单片和集成电路重点实验室南京电子器件研究所南京210016

采用固态源分子束外延系统(SSMBE),以四溴化碳(CBr_(4))作为碳掺杂源,研究基于碳掺杂InGaAs材料的InP双异质结双极晶体管(DHBT)分子束外延生长工艺。通过In原子补偿工艺,补偿基区InGaAs材料中被CBr_(4)刻蚀的In原子,调整In组分使InGaAs-... 详细信息

采用固态源分子束外延系统(SSMBE),以四溴化碳(CBr_(4))作为碳掺杂源,研究基于碳掺杂InGaAs材料的InP双异质结双极晶体管(DHBT)分子束外延生长工艺。通过In原子补偿工艺,补偿基区InGaAs材料中被CBr_(4)刻蚀的In原子,调整In组分使InGaAs-C外延层与InP衬底晶格匹配。通过界面层Ⅴ族元素切换工艺,减少InP/InGaAs界面层四元合金材料的形成,避免四元合金界面对后续湿法工艺的影响,降低材料表面粗糙度。利用优化后的材料外延工艺,得到表面颗粒密度为15/cm^(2),基区InGaAs-C材料P型掺杂浓度为5.25×10^(19)cm^(-3),方阻非均匀性为0.5%的InP基DHBT完整结构材料,利用0.7μm InP DHBT工艺平台,得到增益为41、击穿电压为4 V、截止频率为341 GHz、最大震荡频率为333 GHz的InP基DHBT器件。

关键词：分子束外延双异质结晶体管铟镓砷四溴化碳

As/P气氛转换对InGaAs/InP异质结界面的影响研究

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固体电子学研究与进展 2020年第2期40卷 145-148,158页

作者：王伟高汉超于海龙马奔尹志军李忠辉南京电子器件研究所微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室南京210016

采用分子束外延(MBE)方法,在半绝缘InP(100)衬底上外延InGaAs/InP超晶格结构。通过优化As、P转换时间,研究了As、P气氛转换对InGaAs/InP异质结界面特性的影响。经原子力显微镜测试和X射线衍射谱分析,样品在关P阀5 s、开As阀5 s的生长条... 详细信息

采用分子束外延(MBE)方法,在半绝缘InP(100)衬底上外延InGaAs/InP超晶格结构。通过优化As、P转换时间,研究了As、P气氛转换对InGaAs/InP异质结界面特性的影响。经原子力显微镜测试和X射线衍射谱分析,样品在关P阀5 s、开As阀5 s的生长条件下,表面均方根粗糙度(RMS)为0.205 nm,单边卫星峰达20级,一级卫星峰的半高宽(FWHM)为145.05 arc sec,表明界面控制良好。

关键词：分子束外延双异质结双极型晶体管 InGaAs/InP 界面

InGaAs的荧光性质与生长温度的关系研究

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固体电子学研究与进展 2021年第4期41卷 309-312页

作者：高汉超王伟于海龙马奔尹志军李忠辉微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室南京电子器件研究所南京210016

研究了InGaAs外延材料在不同生长温度下的荧光特性。InGaAs的光荧光峰位随生长温度增加向高能方向偏移,荧光半高宽随生长温度的增加而降低。由于存在载流子局域势,荧光峰位偏移与温度依赖关系呈现典型的S形。使用两个激活能Ea和Eb来拟... 详细信息

研究了InGaAs外延材料在不同生长温度下的荧光特性。InGaAs的光荧光峰位随生长温度增加向高能方向偏移,荧光半高宽随生长温度的增加而降低。由于存在载流子局域势,荧光峰位偏移与温度依赖关系呈现典型的S形。使用两个激活能Ea和Eb来拟合荧光的积分强度,Ea可能与局域能Eloc有关,Eb与缺陷引导的非辐射复合过程有关。当生长温度低于490℃时,Eb随生长温度而增加,并在490~520℃之间保持稳定。本实验对生长高质量的InGaAs材料有指导意义。

关键词：化合物半导体分子束外延荧光

AlGaSb/GaSb quantum wells grown on an optimized AlSb nucleation layer

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Journal of Semiconductors 2010年第5期31卷 30-34页

作者：高汉超温才王文新蒋中伟田海涛何涛李辉陈弘 Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics Institute of PhysicsChinese Academy of Sciences

Five-period AlGaSb/GaSb multiple quantum wells（MQW） are grown on a GaSb *** optimizing the AlSb nucleation layer,the low threading dislocation density of the MQW is found to be（2.50±0.91）×10~8 cm^（-2） in 1-μm GaSb buffer,as determined by plan-view transmission election microscopy（TEM） *** resolution TEM clearly shows the presence of 90°misfit dislocations with an average spacing of 5.4 nm at the AlSb/GaAs interface,which effectively relieve most of the strain *** the temperature range from T = 26 K to 300 K,photoluminescence of the MQW is dominated by the ground state electron to ground state heavy hole（el-hhl） transition, while a high energy shoulder clearly seen at T76 K can be attributed to the ground state electron to ground state light hole（el-lhl） transition.

关键词： molecular beam epitaxy antimonide semiconductingⅢ-Ⅴmaterial

A THz InGaAs/InP double heterojunction bipolar transistor with f_(max)=325 GHz and BV_(CBO)=10.6 V

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Journal of Semiconductors 2013年第5期34卷 76-78页

作者：程伟王元赵岩陆海燕高汉超杨乃彬 Science and Technology on Monolithic Integrated Circuits and Modules Laboratory Nanjing Electronic Devices Institute

A common-base four finger InGaAs/InP double heterostructure bipolar transistor （DHBT） has been designed and fabricated using triple mesa structure and planarization technology. All processes are on 3-inch wafers. The area of each emitter finger is 1 × 15 μm2. The maximum oscillation frequency （fmax） is 325 GHz and the breakdown voltage BV_CBO is 10.6 V, which are to our knowledge both the highest fmax and BV_CBo ever reported for InGaAs/InP DHBTs in China. The high speed InGaAs/InP DHBT with a high breakdown voltage is promising for submillimeter-wave and THz electronics.

关键词： InP DHBT THz high breakdown

分子束外延GaAs基M-HEMT与Si基HEMT材料研究

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固体电子学研究与进展 2022年第3期42卷 230-233,238页

作者：马奔沈逸凡王伟于海龙尹志军高汉超李忠辉微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室南京电子器件研究所南京210016

在GaAs基渐变缓冲层高迁移率晶体管(M-HEMT)器件中,二维电子气的输运性能对器件性能有决定性作用。系统研究了GaAs M-HEMT材料中不同In组分沟道和生长温度对沟道电子迁移率和薄层电子浓度的影响。结果表明,沟道In组分为0.65时,材料电学... 详细信息

在GaAs基渐变缓冲层高迁移率晶体管(M-HEMT)器件中,二维电子气的输运性能对器件性能有决定性作用。系统研究了GaAs M-HEMT材料中不同In组分沟道和生长温度对沟道电子迁移率和薄层电子浓度的影响。结果表明,沟道In组分为0.65时,材料电学性能最好;提高生长温度能有效提高材料的迁移率。为了后续将Si CMOS技术与HEMT材料结合实现高集成度应用,将M-HEMT结构外延在硅衬底上并得到了初步的研究结果,室温下电子迁移率为3300 cm^(2)/(V·s),薄层电子浓度为4.5×10^(12)cm^(-2)。

关键词： HEMT 二维电子气 Si基

关于RHEED振荡技术优化GaAs(110)量子阱生长的研究

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物理学报 2007年第6期56卷 3355-3359页

作者：刘林生刘肃王文新赵宏鸣刘宝利蒋中伟高汉超王佳黄庆安陈弘周均铭兰州大学物理科学与技术学院兰州730000 中国科学院物理研究所凝聚态国家实验室北京100080

在GaAs(110)衬底上生长的半导体材料有诸多优良性能,使得在非极性GaAs(110)衬底上获得高质量各类异质结材料,成为近年来分子束外延生长关注的课题.考虑GaAs(110)表面是Ga和As共面,最佳生长温度窗口很小;反射式高能电子衍射的(1×1)再构... 详细信息

在GaAs(110)衬底上生长的半导体材料有诸多优良性能,使得在非极性GaAs(110)衬底上获得高质量各类异质结材料,成为近年来分子束外延生长关注的课题.考虑GaAs(110)表面是Ga和As共面,最佳生长温度窗口很小;反射式高能电子衍射的(1×1)再构图案对生长温度和V/Ⅲ束流比不敏感,难于通过观察再构图案的变化,准确地找到最佳生长条件.作者在制备GaAs(110)量子阱过程中,观察到反射式高能电子衍射强度振荡呈现出的单双周期变化.这意味着不同工艺条件下,在GaAs(110)衬底上量子阱有单层和双层两种生长模式.透射电子显微镜和室温光致荧光光谱测量结果表明:在双层生长模式下量子阱样品光学性能较差,而在单层生长模式下量子阱光学性能较好,但是界面会变粗糙.利用这一特点,我们采用反射式高能电子衍射强度振荡技术,找到了一种在GaAs(110)衬底上生长高质量量子阱的可行方法.

关键词：反射高能电子衍射量子阱分子束外延

界面生长中断对GaAs(111)衬底上AlGaAs/GaAs量子阱电子自旋寿命的影响

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发光学报 2009年第2期30卷 214-218页

作者：杨成良叶慧琪王文新高汉超胡长城刘宝利陈弘首都师范大学物理系北京100048 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室北京100190 吉林大学物理学院吉林长春130031

用固源分子束外延技术(SSMBE)在GaAs(111)衬底上,采用不同的界面中断时间生长了多组AlGaAs/GaAs多量子阱样品(MQWs),通过室温发光光谱和时间分辨克尔旋转谱(TRKR)研究了界面生长中断对发光光谱半峰全宽(FWHM)和量子阱中电子自旋弛豫时间... 详细信息

用固源分子束外延技术(SSMBE)在GaAs(111)衬底上,采用不同的界面中断时间生长了多组AlGaAs/GaAs多量子阱样品(MQWs),通过室温发光光谱和时间分辨克尔旋转谱(TRKR)研究了界面生长中断对发光光谱半峰全宽(FWHM)和量子阱中电子自旋弛豫时间(自旋寿命)的影响,发现了自旋寿命随着界面生长中断时间的增加呈现先减小后增加的趋势,此变化趋势与荧光光谱半峰全宽表征的材料质量随中断时间的变化一致,适当的界面生长中断时间能有效的增加GaAs(111)衬底上AlGaAs/GaAs多量子阱中电子自旋寿命。

关键词：时间分辨克尔旋转谱多量子阱分子束外延光致发光

Growth, Antimony Incorporation Behaviour and Beryllium Doping of GaAs1-ySby Grown on GaAs by Molecular Beam Epitaxy

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Chinese Physics Letters 2008年第12期25卷 4466-4468页

作者：高汉超王文新蒋中伟刘键杨成良吴殿仲周均铭陈弘 Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics Institute of Physics Chinese Academy of Sciences Beijing 100190

A series of GaAs1-ySby epilayers are grown on GaAs substrates under antimony compositions of samples with beryllium doping are obtained different growth conditions. Different A non-equilibrium thermodynamics model is used to calibrate and fit the Sb composition. Activation energy of 0.37 eV for the dissociation process of Sb4 molecules is obtained. Carrier mobility and concentration of samples are influenced by the Sb composition. Quasi-qualitative analysis of mobility is used to explain the relations among Sb composition, carrier mobility and concentration. High resolution x-ray diffraction （HRXRD） rocking curves and Hall effects measurements are used to determine the crystal quality, carrier mobility and concentration.

关键词： field emission molybdenum dioxide enhancement factor