n-GaAs和p-GaN晶片的直接键合

采用直接键合的方法成功实现了n-GaAs和p-GaN晶片的高质量键合.扫描电子显微镜观测结果表明,键合界面没有空洞.键合前后光致发光谱测试表明,键合工艺对材料质量影响不大.室温下界面的电流-电压特性表明,键合得到的n-GaAs/p-GaN异质结为肖特基二极管并且理想因子为1.08.n-GaAs和p-GaN材料直接键合的成功对于集成GaAs和GaN材料制备光电集成器件有重要意义.

表面处理对p-GaN欧姆接触的影响

分别用稀盐酸、王水以及(NH_4)_2S溶液处理p-GaN表面,通过测试样品表面Ols的X射线光电子能谱(XPS),比较了这些溶液去除p-GaN表面氧化层的能力;在经不同溶液处理后的样品表面,以相同的条件制作Ni/Au电极,并测试其与p-GaN的比接触电阻,结果表明经稀盐酸处理后的样品表面,由于其氧含量较高,不能与Ni/Au形成良好的欧姆接触,而经王水和(NH_4)_2S溶液处理后的p-GaN表面,能与Ni/Au形成良好的欧姆接触;最后,通过比较样品表面的Ga/N原子浓度比,探讨了王水处理p-GaN表面能够形成良好欧姆接触的原因.

PECVD沉积SiO_2和SiN_x对p-GaN的影响

在等离子增强化学气相沉积法（PECVD）沉积SiO_2和SiNx掩蔽层过程中，分解等离子体中浓度较高的H原子使Mg~-受主钝化，同时在p-GaN材料表面发生反应形成浅施主特性的N_v~+，空位。高能量离子轰击造成的材料深能级缺陷增多以及沉积形成致密的SiO_2和SiN_x材料，阻碍了H原子向外扩散，使H原子在Ni／Au电极与p-GaN的界面处聚集，造成p-GaN近表面附近区域Mg-H络合物密度的提高，空穴浓度急剧下降，导致Ni／Au透明电极I-V特性严重恶化。选择较低的射频功率（15W，13．56MHz）沉积模式，经过适当的退火，可以减小沉积SiO_2过程对p-GaN的影响。

微量掺碳ne-SiC:H薄膜用于p-i-n太阳电池的窗口层

采用等离子增强化学气相沉积方法(PEVVD)制备了微量掺碳的p型纳米非晶硅碳薄膜(p-nc-SiC:H),反应气体为硅烷和甲烷,掺杂气体采用硼烷,沉积温度分别采用333 K,353 K和373 K.测量结果表明随着沉积温度增加和碳含量的增加,薄膜的光学带隙增加;薄膜具有较宽的带隙和较高的电导率,同时有较低的激活能(0.06 eV).Raman和XRD测量结果表明薄膜存在纳米晶.优化的p型纳米非晶硅碳薄膜作为非晶硅p-i-n太阳电池的窗口层,使得太阳电池的开路电压达到0.94 V.

背照式GaN／AlGaN p-i-n紫外探测器的制备与性能

文章研究了p-GaN／i—GaN／n-Al0.3Ga0.7N异质结背照式p-i—n可见盲紫外探测器的制备与性能。器件的响应区域为310～365nm，最大响应率为0．046A/W，对应的内量子效率为19％，优值因子R0A达到1．77×10^8Ω·cm^2，相应的在363nm处的探测率D^＊=2．6×10^12cmHz^1/2W^-1。

高量子效率前照式GaN基p-i-n结构紫外探测器

研究了Al0.1-Ga0.9N／GaN异质结p-i-n结构可见盲紫外探测器的制备与性能,P区采用Al组分含量为0．1的AlGaN外延材料形成窗口层，使340-365nm波段的紫外光可以直接透过P区到达i区并被吸收，有效提高了这个波段的响应率与量子效率,并且研究了不同P区AlGaN外延层厚度对探测器性能的影响，制备了两种不同P区厚度（0．1μm和0．15μm）的器件，测试结果表明，P区的厚度对200-340nm波段光吸收的量子效率影响较大，而i区的晶体质量的提高可以有效提高340-365nm波段光吸收的量子效率,并且当P区AlGaN厚度为0．15μm时，器件的峰值响应率达到0．214A／W，在考虑表面反射时外量子效率高达85．6％，接近理论极限，并且在零偏压时暗电流密度为3．16nA／cm^2,表明器件具有非常高的信噪比。

p型纳米硅与a-Si∶H不锈钢底衬nip太阳电池

报道了选用厚度为0．05mm的不锈钢箔作衬底，B掺杂P型氢化纳米硅作窗口层，制备成功开路电压和填充因子分别达到0．90V和0．70的nip非晶硅基薄膜单结太阳电池．UV-VIS透射谱和微区Raman谱证实所用p层具有典型氢化纳米硅的宽能隙和含有硅结晶颗粒的微结构特征．明确指出导致这种氢化纳米硅能隙展宽的物理机制是量子尺寸效应．

(p)nc-Si:H/(n)c-Si异质结变容二极管

采用等离子体增强化学气相沉积技术和电子束蒸发技术制备了一种新型的线性缓变异质结变容二极管--Au/Cr合金(电极)/multi-layer(p)nc-Si:H/(n)c-Si/(电极)Au/Ge合金结构.I-V,C-V,G-f以及DLTS的测试结果表明:其电容变化系数远大于单晶硅线性缓变异质结的电容变化系数,正向导电机制符合隧穿辅助辐射-复合模型,这是nc-Si:H层中nc-Si晶粒的量子效应所致;反向电流主要由异质结中空间电荷区的产生电流决定,且反向漏电流小,反向击穿电压高,表现出较好的整流特性.

p型GaN的掺杂研究

采用正交实验设计方法设计p型GaN的生长,通过较少的实验,优化了影响p型GaN性质的三个生长参数:Mg流量、生长温度和Ⅴ/Ⅲ比.过量的Mg源流量、过高的生长温度、过大的Ⅴ/Ⅲ比都会降低自由空穴浓度.还研究了退火温度对p型GaN的载流子浓度和光学性质的影响.实验结果表明,700～750℃范围为最佳退火温度.

纳米非晶硅(na-Si:H)P-i-n太阳电池

该文报道了通过适当氢稀释(RH=15)和合适的衬底温度(Ts=170℃)下,用PECVD制备得到的宽带隙氢化纳米非晶硅(na-Si:H)薄膜,并将其用作pin太阳电池的本征层.经过电池结构和工艺条件的优化设计,在p/i,i/n界面插入渐变带隙缓冲层,制备出了glass/ITO/p-a-SiC:H/i-na-Si:H/n-nc-Si:H/Al结构的pin太阳电池.电池初始开路电压(Voc)高达0.94V,同时还能保证0.72的填充因子(FF).光电转换效率(Eff)达到8.35%(AM1.5,100mW/cm2).

Second-Order Raman Scattering from n- and p-Type 4H-SiC

The results of second-order Raman-scattering experiments on n- and p-type 4H-SiC are presented,covering the acoustic and the optical overtone spectral regions.Some of the observed structures in the spectra are assigned to particular phonon branches and the points in the Brillouin zone from which the scattering originates.There exists a doublet at 626/636cm-1 with energy difference about 10cm-1 in both n- and p-type 4H-SiC,which is similar to the doublet structure with the same energy difference founded in hexagonal GaN,ZnO, and AlN.The cutoff frequency at 1926cm-1 of the second-order Raman is not the overtone of the A1(LO) peak of the n-type doping 4H-SiC,but that of the undoping one.The second-order Raman spectrum of 4H-SiC can hardly be affected by doping species or doping density.

Si(100)衬底上n-3C-SiC／p-Si异质结构研究

利用LPCVD方法在Si(100)衬底上获得了3C-SiC外延膜，扫描电子显微镜(SEM)研究表明3C-SiC／p—Si界面平整、光滑，无明显的坑洞形成。研究了以In和Al为接触电极的3C-SiC／p—Si异质结的I—V，C-V特性及I—V特性的温度依赖关系，比较了In电极的3C-SiC／p—Si异质结构和以SiGe作为缓冲层的3C-SiC／SiGe／p—Si异质结构的I—V特性，实验发现引入SiGe缓冲层后，器件的反向击穿电压由40V提高到70V以上。室温下A1电极3C-SiC／p—Si二极管的最大反向击穿电压接近100V，品质因子为1．95。

通过倾斜多晶硅p-n结光电器件提高光电转换性能

本研究针对多晶硅p-n结光伏器件开展工作。基于倾斜光电转换器件的思想，倾斜本研究采用的光电转换器件使入射光线与器件表面法线成75度的夹角，从而使红外光在器件内形成多次全反射。这种内部全反射增加了光在器件内的光程，使得光在器件内的吸收得以增加。从采光的角度上发现，倾斜多晶硅光电转换器件可使器件的光电转换效率提高15%。此外，还发现了由倾斜器件造成开路电压稍微减小的现象并给予了解释。

Heteroepitaxial Growth and Heterojunction Characteristics of Voids-Free n-3C-SiC on p-Si(100)

Highly oriented voids-free 3C-SiC heteroepitaxial layers are grown on φ50mm Si (100) substrates by low pressure chemical vapor deposition (LPCVD). The initial stage of carbonization and the surface morphology of carbonization layers of Si(100) are studied using reflection high energy electron diffraction (RHEED) and scanning electron microscopy (SEM). It is shown that the optimized carbonization temperature for the growth of voids-free 3S-SiC on Si (100) substrates is 1100 ℃. The electrical properties of SiC layers are characterized using Van der Pauw method. The I-V, C-V, and the temperature dependence of I-V characteristics in n-3C-SiC-p-Si heterojunctions with AuGeNi and Al electrical pads are investigated. It is shown that the maximum reverse breakdown voltage of the n-3C-SiC-p-Si heterojunction diodes reaches to 220V at room temperature. These results indicate that the SiC/Si heterojunction diode can be used to fabricate the wide bandgap emitter SiC/Si heterojunction bipolar transistors (HBT's).

掺P、B对纳米Zn-O薄膜电学特性的影响

现在普遍采用ITO薄膜(In_2O_3:Sn)作为太阳电池的窗口材料，但由于In资源的稀缺，使太阳能电池的成本增加。Zn-O是一种低成本材料，具有良好的电学、光学特性，因此可代替ITO薄膜作为窗口材料。由于ZnO/n-Si异质结太阳电池的转化效率为6.9%～8.5%，而ITO光电转换效率为12%～15%，采用液态源掺杂方法，取得较好效果，证实了掺P、B对纳米ZnO薄膜提高导电性是有效的。本文利用扫描俄歇探针等手段研究分析了掺P、B随热处理温度的变化对纳米Zn-O薄膜电学特性的影响。在研制过程中，对掺入P、B的纳米Zn薄膜，曾采用X射线衍射议进行分析，其结果未见P、B。