AlxGa1-xN／AlN超晶格材料特性研究 被引量：2

1

作者 谢自力 张荣 +7 位作者 江若琏 刘斌 龚海梅 赵红 修向前 韩平 施毅 郑有炓 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期727-729,共3页

用MOCVD技术在(0001)蓝宝石衬底上成功研制了2寸衬底上无裂纹的Al N/Al0.3Ga0.7N超晶格材料。研究了AlxGa1-xN/Al N超晶格材料特性。结果表明,缓冲层材料和结构对Al N/Al0.3Ga0.7N超晶格的表面型貌和界面特性有很大的影响。AFM研究表明... 用MOCVD技术在(0001)蓝宝石衬底上成功研制了2寸衬底上无裂纹的Al N/Al0.3Ga0.7N超晶格材料。研究了AlxGa1-xN/Al N超晶格材料特性。结果表明,缓冲层材料和结构对Al N/Al0.3Ga0.7N超晶格的表面型貌和界面特性有很大的影响。AFM研究表明利用GaN做支撑层生长的Al N/Al0.3Ga0.7N超晶格材料是一种准二维生长模式。XRD和SEM研究表明研制的材料表面平整、界面清晰、并且材料具有完整的周期重复性。利用紫外-可见光谱仪反射谱研究表明研制的30对Al N/Al0.3Ga0.7N超晶格材料在中心波长为313nm的紫外波段具有93.5%的反射率。 展开更多

关键词 MOCVD 超晶格 AlxGa1-xN/AlN

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Ⅲ族氮化物异质结构二维电子气研究进展 被引量：10

2

作者 孔月婵 郑有炓 《物理学进展》 CSCD 北大核心 2006年第2期127-145,共19页

本文总结了近年来Ⅲ族氮化物半导体异质结构二维电子气的研究进展。从Ⅲ族氮化物材料晶格结构和特有的极化性质出发,重点讨论了AlGaN/GaN异质结构中二维电子气的性质,总结分析了异质结构中Al组分、势垒层厚度、应变弛豫度、掺杂等对二... 本文总结了近年来Ⅲ族氮化物半导体异质结构二维电子气的研究进展。从Ⅲ族氮化物材料晶格结构和特有的极化性质出发,重点讨论了AlGaN/GaN异质结构中二维电子气的性质,总结分析了异质结构中Al组分、势垒层厚度、应变弛豫度、掺杂等对二维电子气浓度和迁移率的影响,同时还涉及AlGaN/GaN/AlGaN,AlGaN/AlN/GaN和AlGaN/InGaN/GaN等异质结构二维电子气性质。 展开更多

关键词 Ⅲ族氮化物异质结构 二维电子气 综述 自发极化 压电极化 迁移率

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4H-SiC外延中的缺陷及其对肖特基二极管的影响 被引量：2

3

作者 陈刚 陈雪兰 +2 位作者 柏松 李哲洋 韩平 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期247-249,共3页

研究了4H-SiC外延片中的缺陷对制作出的Ni/4H-SiC肖特基势垒二极管的电学性能的影响。SiC的外延生长是通过LPCVD外延设备在偏8°的(0001)Si面4H-SiC单晶片上进行的,衬底材料来自外购,同质生长的SiC外延层掺杂为n型,掺杂浓度5×1... 研究了4H-SiC外延片中的缺陷对制作出的Ni/4H-SiC肖特基势垒二极管的电学性能的影响。SiC的外延生长是通过LPCVD外延设备在偏8°的(0001)Si面4H-SiC单晶片上进行的,衬底材料来自外购,同质生长的SiC外延层掺杂为n型,掺杂浓度5×1015cm-3,厚度为10μm。通过对外延好的4H-SiC片进行2cm×2cm划片,使用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)及喇曼光谱多种测试手段对边长为2cm的方形SiC外延材料的表面形貌、缺陷和晶型进行了分析研究,制作了简单的Ni/4H-SiC肖特基势垒二极管,制造的二极管为直径110μm的圆形。简述了制作肖特基势垒二极管的相关工艺流程;通过电学测试得到了性能较好的特性参数为理想因子n=1.24,势垒高度=0.87eV,击穿电压在650V。 展开更多

关键词 4H-SIC 缺陷 肖特基二极管 理想因子 势垒高度 测试

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氢化物气相外延生长的GaN厚膜中位错密度计算 被引量：1

4

作者 刘战辉 修向前 +6 位作者 张荣 谢自力 颜怀跃 施毅 顾书林 韩平 郑有炓 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期190-192,201,共4页

采用两种不同的方法分别确定了在c面蓝宝石上用氢化物气相外延(HVPE)法生长的六方相的GaN厚膜中的位错密度。首先,利用选择性化学腐蚀方法研究了GaN膜中的晶体缺陷,研究区分了位错的不同类型,发现在HVPEGaN贯通位错占主导地位。由腐蚀... 采用两种不同的方法分别确定了在c面蓝宝石上用氢化物气相外延(HVPE)法生长的六方相的GaN厚膜中的位错密度。首先,利用选择性化学腐蚀方法研究了GaN膜中的晶体缺陷,研究区分了位错的不同类型,发现在HVPEGaN贯通位错占主导地位。由腐蚀后形成的腐蚀坑数量可以直接来确定膜中的位错密度。此外,研究了用特定的X射线衍射峰半峰宽数据计算得到位错密度的方法。结果表明,HVPE生长的六方相的GaN厚膜中的位错密度为109～1010cm-2,而且两种方法所得到的结果相符合。 展开更多

关键词 位错 氮化镓 氢化物气相外延 X射线衍射

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锗量子点超晶格的光学特性 被引量：1

5

作者 施毅 杨铮 +5 位作者 濮林 鄢波 王军转 刘建林 张荣 郑有 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期41-46,共6页

对自组装生长的Ge量子点超晶格样品进行了光荧光谱 (PL谱 )和拉曼散射谱 (Raman谱 )实验测量研究 .对Si的TO发光峰和Ge的发光峰特征进行了深入讨论 ,通过对变温PL谱的拟合及分析提出了对Ge量子点尺寸和其电子有效质量一种新的测评方法 ... 对自组装生长的Ge量子点超晶格样品进行了光荧光谱 (PL谱 )和拉曼散射谱 (Raman谱 )实验测量研究 .对Si的TO发光峰和Ge的发光峰特征进行了深入讨论 ,通过对变温PL谱的拟合及分析提出了对Ge量子点尺寸和其电子有效质量一种新的测评方法 ;首次在非共振Raman模式下观测到低频声子模 ,研究了样品的结构组份、应变及声子限制效应间的关联性 . 展开更多

关键词 PL谱 RAMAN谱 Ge量子点超晶格

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AlN/Si(111)衬底上4H-SiC的CVD外延生长研究

6

作者 吴军 王荣华 +6 位作者 韩平 梅琴 刘斌 谢自力 修向前 张荣 郑有炓 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期262-265,共4页

利用CVD的方法在Al N/Si(111)衬底上成功实现了4H-SiC薄膜的异质外延生长,用高分辨X射线衍射仪(HRXRD)、扫描电子显微镜(SEM)、喇曼散射(Raman scattering)对所得样品的结构特征、表面形貌等进行了表征测量。XRD测量结果显示得到的SiC... 利用CVD的方法在Al N/Si(111)衬底上成功实现了4H-SiC薄膜的异质外延生长,用高分辨X射线衍射仪(HRXRD)、扫描电子显微镜(SEM)、喇曼散射(Raman scattering)对所得样品的结构特征、表面形貌等进行了表征测量。XRD测量结果显示得到的SiC薄膜具有单一的晶体取向;Raman散射谱线初步表明得到的SiC薄膜为4H型态。衬底温度过低,不利于Si、C原子选择合适的格点位置成键,外延薄膜晶体质量不高;衬底温度过高,H2的刻蚀作用和表面原子的解吸附作用增强,不利于SiC的成核生长。C/Si比过小,薄膜表面会形成Si的小液滴;C/Si比过大,薄膜中会产生Si空位形式的微缺陷。因此,研究表明在Al N/Si(111)衬底上外延4H-SiC的最佳衬底温度为1230~1270℃,较为理想的C/Si比值为1.3。 展开更多

关键词 AlN/Si(111)衬底 4H-SiC薄膜 异质外延 碳硅比

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湿法化学腐蚀研究GaN薄膜中的位错

7

作者 赵红 韩平 +5 位作者 梅琴 刘斌 陆海 谢自力 张荣 郑有炓 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期171-174,共4页

采用湿法化学腐蚀结合扫描电子显微镜、阴极荧光谱仪手段对GaN(0001)/Al2O3中的位错进行了研究。实验以熔融的浓度比为1∶1的KOH-NaOH溶液加入质量分数为10%的MgO,对样品进行腐蚀处理,得出优化腐蚀温度400℃、腐蚀时间2.5min。通过对Ga... 采用湿法化学腐蚀结合扫描电子显微镜、阴极荧光谱仪手段对GaN(0001)/Al2O3中的位错进行了研究。实验以熔融的浓度比为1∶1的KOH-NaOH溶液加入质量分数为10%的MgO,对样品进行腐蚀处理,得出优化腐蚀温度400℃、腐蚀时间2.5min。通过对GaN样品表面及剖面的扫描电子显微镜(SEM)图像和阴极荧光CL谱线图、影像图的分析,获得了GaN薄膜中存在的螺位错、刃位错和混合位错的分布特性及密度,并发现薄膜中的位错自衬底沿生长方向延伸,且随薄膜厚度的增加而密度减少。实验还研究了腐蚀前后GaN光学性质的改变,发现造成影像图中位错被明亮的六角坑包围的原因是应力自衬底沿生长方向逐步释放影像,致使逐层腐蚀后薄膜的CL谱带边发光峰红移,且发光强度增强。 展开更多

关键词 氮化镓 位错 扫描电子显微镜 阴极荧光谱

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MOCVD生长Mn掺杂GaN薄膜的结构与磁学性能研究

8

作者 崔旭高 张荣 +4 位作者 陶志阔 李鑫 修向前 谢自力 郑有炓 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期129-132,共4页

用MOCVD技术在[0001]取向的蓝宝石衬底上生长出Mn掺杂的GaN薄膜。测试结果表明,Mn掺杂浓度小于2.7%时没有第二相物质出现。Raman谱结果表明,由于Mn离子的介入,替换了Ga位的阳离子,从而使得A1(LO)模的振动峰向低频方向移动。ESR结果表明... 用MOCVD技术在[0001]取向的蓝宝石衬底上生长出Mn掺杂的GaN薄膜。测试结果表明,Mn掺杂浓度小于2.7%时没有第二相物质出现。Raman谱结果表明,由于Mn离子的介入,替换了Ga位的阳离子,从而使得A1(LO)模的振动峰向低频方向移动。ESR结果表明,二价的Mn离子替换了三价的Ga离子,尽管如此,薄膜还是仅仅表现出顺磁性。通过Brillouin函数拟合以及ESR结果综合考虑可得,Mn在GaN晶格中的存在状态是孤立的二价顺磁性离子。 展开更多

关键词 锰掺杂氮化稼 金属有机化学气相淀积 磁性

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微晶硅薄膜的等离子增强化学气相沉积生长特征 被引量：3

9

作者 左则文 闾锦 +3 位作者 管文田 濮林 施毅 郑有炓 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期392-400,共9页

本文采用27.12 MHz等离子增强化学气相沉积(PECVD)技术制备了氢化微晶硅薄膜材料,通过Raman散射谱、X射线衍射、扫描电子显微镜、原子力显微镜和傅立叶变换红外谱等表征方法研究了生长条件参数对薄膜结构及生长速率的影响,对薄膜的生长... 本文采用27.12 MHz等离子增强化学气相沉积(PECVD)技术制备了氢化微晶硅薄膜材料,通过Raman散射谱、X射线衍射、扫描电子显微镜、原子力显微镜和傅立叶变换红外谱等表征方法研究了生长条件参数对薄膜结构及生长速率的影响,对薄膜的生长机制进行了讨论,特别分析了孵化层形成和演化、以及对晶化率、柱状晶粒生长的作用特征.实验测量分析表明,在薄膜生长的初期阶段,形成一个嵌入大量小晶粒的非晶孵化层,并随着薄膜厚度的增加其非晶成份减少,晶化率不断提高,晶粒开始长大并结聚成团,形成大的晶粒,沿生长方向上形成横向尺寸为百纳米级的柱状晶粒.红外透射谱的结果证实2 100 cm-1附近吸收来源于位于晶界区或微孔内表面团簇化的SiH键的吸收.同时,适当的等离子能量在薄膜生长过程中有利于抑制氧的影响.目前的研究加深了对薄膜PECVD生长过程和生长机制的理解,有利于加强对太阳电池用的硅薄膜形态和质量的控制. 展开更多

关键词 等离子体化学气相沉积 微结构 晶化率 孵化层

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AlN/S i(100)上CVD SiC薄膜的光致发光谱 被引量：2

10

作者 秦臻 韩平 +13 位作者 韩甜甜 鄢波 李志兵 谢自力 朱顺明 符凯 刘成祥 王荣华 李云菲 S.Xu N.Jiang 顾书林 张荣 郑有炓 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期1126-1131,共6页

本工作用化学气相淀积方法在A lN/S i(100)复合衬底上生长S iC薄膜。外延生长过程中,采用C4H4和S iH4作为反应气源,H2作为载气。样品的X-射线衍射谱和拉曼散射谱显示,所得到的外延层为六角对称的S iC薄膜。俄歇电子能谱及X-射线光电子... 本工作用化学气相淀积方法在A lN/S i(100)复合衬底上生长S iC薄膜。外延生长过程中,采用C4H4和S iH4作为反应气源,H2作为载气。样品的X-射线衍射谱和拉曼散射谱显示,所得到的外延层为六角对称的S iC薄膜。俄歇电子能谱及X-射线光电子能谱的测量结果表明,在外延膜中存在来自衬底的A l和N元素。样品的光致发光测量显示,所有的样品均可在室温下观察到位于3.03 eV和3.17 eV处的发光峰,这分别相应于4H-S iC能带中电子从导带到A l受主能级之间的辐射跃迁和电子从N施主能级到价带之间的辐射跃迁,从而表明所得的外延薄膜的多形体为4H-S iC。 展开更多

关键词 CVD 4H—SiC 光致发光

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N掺杂ZnO薄膜的接触特性 被引量：1

11

作者 单正平 顾书林 +6 位作者 朱顺明 刘伟 刘少波 刘雪冬 汤琨 张荣 郑有炓 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期503-507,共5页

氧化锌(ZnO)是一种直接带隙半导体材料,室温下带隙为3.37eV,激子束缚能为60meV。ZnO因其优越的光电特性在高亮度蓝紫光发光器件、紫外探测器件和短波长激子型激光器等方面具有广阔的应用前景。而要实现大功率的光电器件,稳定可靠的欧姆... 氧化锌(ZnO)是一种直接带隙半导体材料,室温下带隙为3.37eV,激子束缚能为60meV。ZnO因其优越的光电特性在高亮度蓝紫光发光器件、紫外探测器件和短波长激子型激光器等方面具有广阔的应用前景。而要实现大功率的光电器件,稳定可靠的欧姆接触是必需的。研究了氮气氛条件下,不同温度快速退火对氮掺杂ZnO样品的电学性质以及Ni/Au与其接触特性的影响。原生样品表现为弱的肖特基接触,适当温度退火后,由肖特基转成了欧姆接触,650℃退火后得到最小比接触电阻率8×10-4Ω·cm2。霍尔测量表明550℃快速退火后,样品的导电类型由p型转变成了n型。采用AES和GXRD分别研究了不同退火温度下Au、Ni、Zn、O的深度分布变化及退火后所生成的合金相。实验结果表明,退火所导致的薄膜电学性质的变化以及界面态和表面态的增加是接触特性变化的原因。 展开更多

关键词 N掺杂ZnO NI/AU 快速退火 欧姆接触

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Si(111)衬底上HVPE GaN厚膜生长 被引量：1

12

作者 颜怀跃 修向前 +7 位作者 华雪梅 刘战辉 周安 张荣 谢自力 韩平 施毅 郑有炓 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期509-511,515,共4页

在Si(111)衬底上,以MOCVD方法高温外延生长的AlN为缓冲层,使用氢化物气相外延(HVPE)方法外延生长了15μm的c面GaN厚膜。并利用X射线衍射(XRD)、光致发光谱(PL)、拉曼光谱(Raman)等技术研究了GaN厚膜的结构和光学性质。分析结果表明,GaN... 在Si(111)衬底上,以MOCVD方法高温外延生长的AlN为缓冲层,使用氢化物气相外延(HVPE)方法外延生长了15μm的c面GaN厚膜。并利用X射线衍射(XRD)、光致发光谱(PL)、拉曼光谱(Raman)等技术研究了GaN厚膜的结构和光学性质。分析结果表明,GaN厚膜具有六方纤锌矿结构,外延层中存在的张应力较小,为0.17GPa,在363.7nm处具有很强的GaN带边发光峰,没有黄带出现。AlN缓冲层有效地阻止了Si衬底和反应气体发生非生长的附加反应,并减小了GaN厚膜自身残余应力,有利于Si(111)衬底上HVPE GaN厚膜的生长。 展开更多

关键词 氢化物气相外延 HVPE SI GAN

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掺Er Si/Al_2O_3多层薄膜光致发光性质的研究

13

作者 石卓琼 王军转 +2 位作者 施毅 濮林 郑有炓 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期368-371,共4页

用脉冲激光沉积(PLD)的方法生长了掺Er Si(2nm)/Al2O3(1.5nm)多层薄膜,后期对其进行不同温度下的快速热退火(RTA)处理。在非Er离子(Er3+)共振激发476nm激光激发下,该薄膜得到来自于Er3+的室温特征光致发光(PL)谱,波峰波长为1.54μm,说... 用脉冲激光沉积(PLD)的方法生长了掺Er Si(2nm)/Al2O3(1.5nm)多层薄膜,后期对其进行不同温度下的快速热退火(RTA)处理。在非Er离子(Er3+)共振激发476nm激光激发下,该薄膜得到来自于Er3+的室温特征光致发光(PL)谱,波峰波长为1.54μm,说明这种掺ErSi/Al2O3多层薄膜存在间接激发发光过程,退火得到的纳米Si在其中起到感光剂作用。分析了不同的退火温度对薄膜发光强度的影响,发现退火温度700℃时薄膜发光最强,其强度是同种方法制备的掺ErAl2O3薄膜的39倍。进一步结合不同退火温度下薄膜的喇曼散射谱分析发现,700℃退火的薄膜中Si虽然仍为非晶,但其中已出现数量较多的纳米Si团簇,它们是Er3+1.54μm发光的有效感光剂,增强了Er3+发光。而当温度高于700℃后,薄膜中纳米Si团簇已逐渐结晶,出现纳米Si晶粒,同时这种纳米Si晶粒尺寸随温度升高而变大、数量变少,带来的是作为感光剂的纳米Si数量的减少,导致Er3+薄膜发光强度减弱。因此在远低于纳米Si结晶所需的温度(一般需要高于900℃)下实现了掺ErSi/Al2O3多层薄膜中Er3+1.54μm的最优发光。 展开更多

关键词 纳米硅 能量转移 感光剂 铒 光致发光

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生长温度对Si_(1-x)Ge_x∶C薄膜特性的影响

14

作者 葛瑞萍 韩平 +5 位作者 吴军 俞斐 赵红 谢自力 张荣 郑有炓 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期294-297,共4页

用化学气相淀积方法,在Si(100)衬底上生长Ge组分渐变的Si1-xGex∶C合金薄膜。用X射线衍射(XRD)、喇曼散射光谱(Raman)、能量色散谱(EDS)等对所得到的样品进行了表征测量,着重研究了Si1-xGex∶C合金层生长温度对样品结构特征的影响。结... 用化学气相淀积方法,在Si(100)衬底上生长Ge组分渐变的Si1-xGex∶C合金薄膜。用X射线衍射(XRD)、喇曼散射光谱(Raman)、能量色散谱(EDS)等对所得到的样品进行了表征测量,着重研究了Si1-xGex∶C合金层生长温度对样品结构特征的影响。结果表明,Si1-xGex∶C合金层中的Ge原子浓度沿表面至衬底方向逐渐降低,其平均组分随着生长温度的升高而降低,这与较高生长温度(760～820℃)所导致的原子扩散效应相关;Si1-xGex∶C合金薄膜具有单一的晶体取向,薄膜的晶体质量随着温度的升高而降低。Si1-xGex∶C/Si样品载流子浓度沿衬底至表面方向逐渐上升且Si1-xGex∶C合金层总体呈p型导电,对其导电分布特性进行了分析研究。 展开更多

关键词 Si1-xGex∶C合金薄膜 化学气相淀积 生长温度 载流子

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In_(0.2)Ga_(0.8)N化合物肖特基太阳电池

15

作者 薛俊俊 赵红 +3 位作者 陈敦军 谢自力 张荣 郑有炓 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期213-215,230,共4页

制备了一个Au/Pt/In0.2Ga0.8N肖特基原型太阳电池。采用热电子发射(TE)模型和热电子场发射(TFE)模型拟合了肖特基的正向I-V曲线,结果显示两种模型计算所得到的肖特基势垒高度和理想因子非常相近,表明所制备的In0.2Ga0.8N肖特基的电流输... 制备了一个Au/Pt/In0.2Ga0.8N肖特基原型太阳电池。采用热电子发射(TE)模型和热电子场发射(TFE)模型拟合了肖特基的正向I-V曲线,结果显示两种模型计算所得到的肖特基势垒高度和理想因子非常相近,表明所制备的In0.2Ga0.8N肖特基的电流输运机制主要体现为热电子发射。当采用功率密度为300mW/cm2的氙灯照射时,In0.2Ga0.8N肖特基太阳电池呈现出的开路电压为0.91V,短路电流密度为7mA/cm2,填充因子为0.45,功率转换效率为0.95%。 展开更多

关键词 氮化铟镓 化合物半导体 肖特基 太阳电池

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Ge纳米点/Si纳米线复合结构制备及微结构特征分析

16

作者 叶敏华 王丁迪 +5 位作者 徐子敬 濮林 施毅 韩民 张荣 郑有蚪 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1332-1335,共4页

结合金属纳米颗粒辅助化学刻蚀法制备Si纳米线和低压化学气相外延自组织生长Ge纳米点制备了Ge纳米点/Si纳米线复合结构,采用电子显微镜、微区原子力/拉曼联合测试系统进行了微结构表征。Ge纳米点基本均匀地分布于Si纳米线上,通过改变生... 结合金属纳米颗粒辅助化学刻蚀法制备Si纳米线和低压化学气相外延自组织生长Ge纳米点制备了Ge纳米点/Si纳米线复合结构,采用电子显微镜、微区原子力/拉曼联合测试系统进行了微结构表征。Ge纳米点基本均匀地分布于Si纳米线上,通过改变生长参数可有效控制Ge纳米点的尺寸和密度。在非常扁薄的无支撑的纳米点/线复合结构中,由于应力和热效应的作用使Si和Ge的拉曼散射特征峰发生了较大的红移。 展开更多

关键词 纳米点 纳米线 制备 微结构

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