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Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体由于它们具有独特的能带结构和性质,在微波器件、光电器件、霍尔器件和红外元件等方面得到了广泛的应用。其中,GaAs基材料是目前研究最为成熟同时也是最重要的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料,GaSb基材料则是中红外光电子器件的首选材料。本论文主要对GaSb基材料的分子束外延生长以及GaAs基材料在器件方面的应用进行了研究。内容包括:锑化物量子阱的分子束外延生长研究,AlGaInP/GaAs HBT直流特性研究,n-GaAs/AuGeNi欧姆接触研究;另外,本论文还研制了欧姆接触电阻率测试仪。得到了一下结果。 一) 计算了InGaSb、AlGaSb、InGaAsSb材料的禁带宽度、品格常数、临界厚度、以及它们相互所组成的异质结带阶。详细分析了应变对异质结带阶的影响。设计了一种新的量子阱结构,既In0.35Ga0.65Sb/In0.35Ga0.65As0.1Sb0.9/In0.35Ga0.65Sb/Al0.35Ga0.65Sb第二类应变量子阱,并系统描述了该应变量子阱子能带结构。 二) 采用固态源分子束外延方法:生(001)GaSb衬底上生长了In0.35Ga0.65Sb/In0.35Ga0.65As0.1Sb0.9/In0.35Ga0.65Sb/Al0.35Ga0.65Sb第二类应变量子阱,测量了量子阱的光致发光(PL)特性。结果表明,增加In0.35Ga0.65As0.1Sb0.9厚度,PL峰值波长逐渐增大,量子阱PL强度大大减弱;增加In0.35Ga0.65Sb厚度,PL峰值波长逐渐增大,但量子阱PL强度衰减很小。通过对量子阱变温和变激发功率的PL测量证实该量子阱是准第一类量子阱发光。 三) 详细阐述了AlGaInP/GaAs HBT的制作工艺,并从理论和实验上深入探讨了集电结结构对AlGaInP/GaAs HBT直流特性的影响,表明在异质集电结引入i-GaAs层可消除电子阻挡效应。测量结果显示NpN型HBT因异质集电结导带尖峰出现电子阻挡效应,NpiN型HBT在异质集电结引入i-GaAs薄层,消除了电子阻挡效应。测量结果还表明NPIN型HBT的拐点电压Vklle。和开启电压Votfse,均很小,且击穿性能有很大提高。四)研制了智能化的欧姆接触电阻率测试仪。该仪器能进行六种方法的测 量,分别是线性传输线法,圆环传输线法,交叉四点法,四探针法, 接触一端电阻法,不等距四探针法。每一种测试方法都有相应的测试 程序与之配套。五)研究了AuGeNi与2951+注入掺杂的n一GaAs欧姆接触特性。结果表 明,在非相干光快速合金化条件下,接触电阻率与2951‘注入条件无 关,其值均在3、10一7贝·cm,左右。