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307-325nm波长AlGaN基紫外光探测器

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半导体光电 2007年第6期28卷 789-792页

作者：岑龙斌桑立雯周绪荣秦志新张国义北京大学物理学院人工微结构与介观物理实验室北京100871

通过在GaN缓冲层上先生长一层20 nm厚的AlN插入层,成功地在此插入层上生长出了200 nm厚的AlxGa1-xN(0.220.20时,其上Ni基肖特基势垒高度几乎是不变的。在O2氛围中,300℃下,对AlxGa1-xN材料上10 nm厚的金属Ni层氧化90 s,得到了此Ni层在31... 详细信息

通过在GaN缓冲层上先生长一层20 nm厚的AlN插入层,成功地在此插入层上生长出了200 nm厚的AlxGa1-xN(0.220.20时,其上Ni基肖特基势垒高度几乎是不变的。在O2氛围中,300℃下,对AlxGa1-xN材料上10 nm厚的金属Ni层氧化90 s,得到了此Ni层在314 nm的透射率由57.5%提高到78.2%。在器件的光电流谱测量中,得到了器件最短的截止波长为307 nm,紫外/可见光达到103以上。

关键词： AlGaN 紫外光探测器肖特基接触

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脉冲缓冲层对AlN外延层位错密度的影响

半导体技术 2008年第S1期33卷 154-157页

作者：桑立雯秦志新方浩代涛杨志坚沈波张国义张小平俞大鹏北京大学介观物理和人工微结构国家重点实验室宽禁带半导体研究中心北京大学电镜室北京100871

在蓝宝石衬底上采用交替通Al源和NH3的方法生长的100周期的AlN作为缓冲层,随后外延生长AlN薄膜。X射线衍射结果表明AlN外延层中的位错密度大大降低。通过透射电镜观察位错在样品中的形貌,发现在缓冲层和外延层之间存在明显的界面。界面... 详细信息

在蓝宝石衬底上采用交替通Al源和NH3的方法生长的100周期的AlN作为缓冲层,随后外延生长AlN薄膜。X射线衍射结果表明AlN外延层中的位错密度大大降低。通过透射电镜观察位错在样品中的形貌,发现在缓冲层和外延层之间存在明显的界面。界面之上的位错通过形成位错环互相湮灭或者直接终断于界面,使得在外延层中大量减少。研究表明,位错环的形成是由于在外延层的生长过程中侧向生长速率增加导致位错在镜像力的作用下互相吸引造成的。而位错在界面处的终断则被认为是由于界面上下应变发生变化引起的。

关键词：化合物半导体位错透射电镜蓝宝石氮化铝

铝-金刚石界面电子特性与界面肖特基势垒的杂化密度泛函理论HSE06的研究

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物理学报 2017年第8期66卷 316-322页

作者：吴孔平孙昌旭马文飞王杰魏巍蔡俊陈昌兆任斌桑立雯廖梅勇安徽理工大学电气与信息工程学院淮南232001 日本国立材料科学研究所(NIMS)、宽带隙半导体研究室筑波305-0044

宽带隙半导体金刚石具有突出的电学与热学特性,近年来,基于金刚石的高频大功率器件受到广泛关注,对于金属-金刚石肖特基结而言,具有较高的击穿电压和较小的串联电阻,所以金属-金刚石这种金半结具有非常好的发展前景.本文通过第一性原理... 详细信息

宽带隙半导体金刚石具有突出的电学与热学特性,近年来,基于金刚石的高频大功率器件受到广泛关注,对于金属-金刚石肖特基结而言,具有较高的击穿电压和较小的串联电阻,所以金属-金刚石这种金半结具有非常好的发展前景.本文通过第一性原理方法去研究金属铝-金刚石界面电子特性与肖特基势垒的高度.界面附近原子轨道的投影态密度的计算表明:金属诱导带隙态会在金刚石一侧产生,并且具有典型的局域化特征,同时可以发现电子电荷转移使得Fermi能级在金刚石一侧有所提升.电子电荷在界面的重新分布促使界面形成新的化学键,使得金属铝-氢化金刚石形成稳定的金半结.特别地,我们通过计算平均静电势的方法得到金属铝-氢化金刚石界面的势垒高度为1.03 eV,该值与金属诱导带隙态唯像模型计算的结果非常接近,也与实验值符合得很好.本文的研究可为金属-金刚石肖特基结二极管的研究奠定理论基础,也可为金刚石基金半结大功率器件的研究提供理论参考.

关键词：铝-金刚石界面界面电子态肖特基势垒静电势平均

蓝宝石衬底上GaN/Al_xGa_(1-x)N超晶格插入层对Al_xGa_(1-x)N外延薄膜应变及缺陷密度的影响

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发光学报 2008年第4期29卷 701-706页

作者：周绪荣秦志新鲁麟沈波桑立雯岑龙斌张国义俞大鹏张小平北京大学物理学院人工微结构和介观物理国家重点实验室北京100871 北京大学电子显微镜实验室北京100871

室温300 K下,由于AlxGa1-xN的带隙宽度可以从GaN的3.42 eV到AlN的6.2 eV之间变化,所以AlxGa1-xN是紫外光探测器和深紫外LED所必需的外延材料。高质量高铝组分AlxGa1-xN材料生长的一大困难就是AlxGa1-xN与常用的蓝宝石衬底之间大的晶格... 详细信息

室温300 K下,由于AlxGa1-xN的带隙宽度可以从GaN的3.42 eV到AlN的6.2 eV之间变化,所以AlxGa1-xN是紫外光探测器和深紫外LED所必需的外延材料。高质量高铝组分AlxGa1-xN材料生长的一大困难就是AlxGa1-xN与常用的蓝宝石衬底之间大的晶格失配和热失配。因而采用MOCVD在GaN/蓝宝石上生长的AlxGa1-xN薄膜由于受张应力作用非常容易发生龟裂。GaN/AlxGa1-xN超晶格插入层技术是释放应力和减少AlxGa1-xN薄膜中缺陷的有效方法。研究了GaN/AlxGa1-xN超晶格插入层对GaN/蓝宝石上AlxGa1-xN外延薄膜应变状态和缺陷密度的影响。通过拉曼散射探测声子频率从而得到材料中的残余应力是一种简便常用的方法,AlxGa1-xN外延薄膜的应变状态可通过拉曼光谱测量得到。AlxGa1-xN外延薄膜的缺陷密度通过测量X射线衍射得到。对于具有相同阱垒厚度的超晶格,例如4 nm/4 nm,5 nm/5 nm,8 nm/8 nm的GaN/Al0.3Ga0.7N超晶格,研究发现随着超晶格周期厚度的增加AlxGa1-xN外延薄膜缺陷密度降低,AlxGa1-xN外延薄膜处于张应变状态,且5 nm/5 nmGaN/Al0.3Ga0.7N超晶格插入层AlxGa1-xN外延薄膜的张应变最小。在保持5 nm阱宽不变的情况下,将垒宽增大到8 nm,即十个周期的5 nm/8 nm GaN/Al0.3Ga0.7N超晶格插入层使AlxGa1-xN外延层应变状态由张应变变为压应变。由X射线衍射结果计算了AlxGa1-xN外延薄膜的刃型位错和螺型位错密度,结果表明超晶格插入层对螺型位错和刃型位错都有一定的抑制效果。透射电镜图像表明超晶格插入层使位错发生合并、转向或是使位错终止,且5 nm/8 nm GaN/Al0.3Ga0.7N超晶格插入层导致AlxGa1-xN外延薄膜中的刃型位错倾斜30°左右,释放一部分压应变。

关键词： AxlGa1-xN 超晶格应变线位错密度

Nonpolar a-plane light-emitting diode with an in-situ SiN_x interlayer on r-plane sapphire grown by metal-organic chemical vapour deposition

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Chinese Physics B 2011年第1期20卷 639-642页

作者：方浩龙浩桑立雯齐胜利熊畅于彤军杨志坚张国义 State Key Laboratory of Artificial Microstructure and Mesoscopic Physics School of PhysicsPeking University

We report on the growth and fabrication of nonpolar a-plane light emitting diodes with an in-situ SiNx interlayer grown between the undoped a-plane GaN buffer and Si-doped GaN layer. X-ray diffraction shows that the crystalline quality of the GaN buffer layer is greatly improved with the introduction of the SiNx interlayer. The electrical properties are also improved. For example, electron mobility and sheet resistance are reduced from high resistance to 31.6 cm2/（V· s） and 460 Ω/respectively. Owing to the significant effect of the SiNx interlayer, a-plane LEDs are realized. Electrolurninescence of a nonpolar a-plane light-emitting diode with a wavelength of 488nm is demonstrated. The emission peak remains constant when the injection current increases to over 20 mA.

关键词： metal-organic chemical deposition III-nitrides nonpolar light emitting diodes

GaN/AlGaN超晶格过渡层对生长在GaN模板层上的AlGaN位错密度的影响

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GaN/AlGaN超晶格过渡层对生长在GaN模板层上的AlGaN位错密度的影响

In气氛下晶体生长对Mg掺杂p-AlxGa1-xN激活能的影响

第十六届全国半导体物理学术会议

作者：桑立雯秦志新杨志坚沈波张国义北京大学物理学院人工微结构和介观物理国家重点实验室

＜正＞采用 GaN/AlGaN 超晶格作为过渡层,用金属有机化学汽相沉积（MOCVD）方法在 GaN 模板层上生长200-nm 厚的 AlGaN 外延层.通过 X 射线衍射测量,发现改变超晶格中 GaN 或 AlGaN 的厚度对 AlGaN 晶体的（002）和（102）面的半峰宽有...

＜正＞采用 GaN/AlGaN 超晶格作为过渡层,用金属有机化学汽相沉积（MOCVD）方法在 GaN 模板层上生长200-nm 厚的 AlGaN 外延层.通过 X 射线衍射测量,发现改变超晶格中 GaN 或 AlGaN 的厚度对 AlGaN 晶体的（002）和（102）面的半峰宽有较大影响.X 射线衍射中（002）面的半宽反应了晶体螺型位错的密度,而（102）面的半宽则综合反应了螺型位错和刃型位错的密度.研究表明.当 GaN/AGaN

关键词：

来源： cnki会议评论

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发光学报 2010年第1期31卷 91-95页

作者：张延召秦志新桑立雯许正昱于涛杨子文沈波张国义赵岚张向锋成彩晶孙维国北京大学物理学院人工微结构和介观物理国家重点实验室北京100871 洛阳光电研究所河南洛阳471009

Ⅲ-Ⅴ族氮化物宽禁带半导体材料体系中,普通方法生长的p型外延层电导率一般都很低,成为了制约器件性能提高的瓶颈。在p-AlxGa1-xN材料中,Mg受主的激活能较大,并且随Al组份增加而增大。通过在p-AlxGa1-xN材料生长过程中引入三甲基铟(TMI... 详细信息

Ⅲ-Ⅴ族氮化物宽禁带半导体材料体系中,普通方法生长的p型外延层电导率一般都很低,成为了制约器件性能提高的瓶颈。在p-AlxGa1-xN材料中,Mg受主的激活能较大,并且随Al组份增加而增大。通过在p-AlxGa1-xN材料生长过程中引入三甲基铟(TMIn),发现能有效地降低AlxGa1-xN材料中受主态的激活能。为研究不同In气氛下生长的p-AlxGa1-xN材料的性质,在使用相同二茂基镁(CP2Mg)的情况下,改变TMIn流量,生长了A,B,C和D四块样品。X射线衍射(XRD)组份分析表明:在1100℃下生长AlxGa1-xN外延层时,In的引入不会影响晶体组份。利用变温霍尔(Hall)测试研究了p-AlxGa1-xN材料中受主的激活能,结果表明:In气氛下生长的外延层相比无In气氛下生长的外延层,受主激活能明显降低,电导率显著提高。采用这种方法改进深紫外发光二极管(LED)的p-AlxGa1-xN层后,LED器件性能明显提高。

关键词： p-AlxGa1-xN In气氛激活能深紫外LED

Effect of Indium Ambient on Electrical Properties of Mg-Foped AlxGa1-xN

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Chinese Physics Letters 2010年第12期27卷 181-183页

作者：许正昱秦志新桑立雯张延召沈波张国义赵岚张向锋成彩晶孙维国 State Key Laboratory of Artificial Microstructure and Mesoscopic Physics School of Physics Peking University Beijing 100871 Luoyang Optoelectronic Institute PO. Box 030 Luoyang 471009

Mg-doped AlxGa1-xN epilayers were grown on AlN/sapphire templates by metal organic chemical vapor depo- sition （MOCVD） using an indium-assisted growth method. At room temperature, the resistivity of Mg-doped Alo.43Gao.57N epilayer grown under indium （In） ambient is of the order of 10^4Ω.cm, while the resistivity of Mg-doped Al0.43Ga0.57N grown without In assistance is of the order of 10^6Ω.cm. The ultraviolet light-emitting diodes （UV-LEDs） using the In-assisted Mg-doped Al0.43Ga0.57N as the p-type layers were fabricated to verify the function of indium ambient. It is found that there are a lower turn-on voltage and a lower diode series resistance in the UV-LEDs fabricated with p-type Al0.43Ga0.57 N layers grown under In-ambient.

关键词： Metallorganic chemical vapor deposition

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脉冲缓冲层对AlN外延层位错密度的影响

脉冲缓冲层对AlN外延层位错密度的影响