GaN基肖特基结构紫外探测器

在蓝宝石(0001)衬底上采用低压金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法生长GaN外延层结构,以此为材料制作了GaN基肖特基结构紫外探测器.测量了该紫外探测器的暗电流曲线、C-V特性曲线、光响应曲线和响应时间曲线.该紫外探测器在5V偏压时暗电流为0.42nA,在10V偏压时暗电流为38.5nA.在零偏压下,该紫外探测器在250nm～365nm的波长范围内有较高的响应度,峰值响应度在363nm波长处达到0.12A/W,在365nm波长左右有陡峭的截止边;当波长超过紫外探测器的截止波长(365nm左右),探测器的响应度减小了三个数量级以上.该紫外探测器的响应时间小于2μs.     

立方相GaN的持续光电导

研究了金属有机物化学气相外延(MOVPE)方法生长的非故意掺杂的立方相GaN的持续光电导效应.在六方相GaN中普遍认为持续光电导效应与黄光发射有关,而实验则显示在立方GaN中,持续光电导效应与其中的六方相GaN夹杂有关系,而与黄光发射没有关系.文中提出,立方相GaN与其中的六方相GaN夹杂之间的势垒引起的空间载流子分离是导致持续光电导现象的物理原因.通过建立势垒限制复合模型,解释了立方相GaN的持续光电导现象的物理过程,并对光电导衰减过程的动力学作了分析.对实验数据拟合的结果证明以上的模型和推导是与实验相符的.     

GaAs吸收衬底生长的立方相GaN发光二极管的工艺设计与实现

利用光学薄膜原理,计算了采用晶片键合技术来提高以GaAs为衬底的立方相GaN的出光效率的理论可行性.以Ni为粘附层,Ag为反射层的Ni/Ag/Au薄膜体系可以使立方GaN的出光效率从理论上提高2.65倍左右.实验结果证实,利用键合方法实现的以Ni/Ag/Au作为反射膜的样品的光反射率比未做键合的GaN/GaAs样品的光反射率在理论计算的459.2nm处提高了2.4倍.     

TiB2/Al-CU复合材料微观组织和力学性能研究

采用原位反应合成法制备了TiB2/ZL2002复合材料.对复合材料的微观组织观察表明,增强相TiB2颗粒主要分布于晶界上,与CuAl2相交织在一起,尺寸在1μm左右,呈现圆球形.铸态下复合材料室温抗拉强度随着TiB2含量的增多而明显提高,伸长率则有降低的趋势.T6处理后,复合材料中析出相与增强相分布较均匀,6%TiB2/ZL202抗拉强度达到325 MPa.     

(TiB2+SiC)/ZL109复合材料的制备及其力学性能

采用搅拌铸造和原位反应合成相结合的方法制备出(TiB2 SiC)/ZL109复合材料.对该复合材料的显微组织观测表明,SiC颗粒与TiB2颗粒分布较均匀.通过对材料的室温拉伸性能及硬度测试,发现TiB2、SiC两相颗粒增强AlSi基复合材料的硬度明显比单一颗粒增强复合材料提高,而其拉伸强度也略有提高,弥补了单一SiC颗粒增强铝基复合材料UTS降低的不足.(TiB2 SiC)/ZL109复合材料较基体合金ZL109硬度提高了34.8%.     

脊形InGaN激光器的温度分布及其对器件特性的影响

利用含时二维热传导模型分析了蓝宝石衬底上生长、制作的脊形InGaN激光器内波导层的温度分布和时间演化规律.由于较大的阈值电流和电压以及较差的衬底导热性能,脊形下波导层内会产生较高温升并在脊形内外形成较大的温度台阶.由于脊形波导的弱自建波导特性,这一温度台阶会对侧向模式的限制产生较大的影响.短脉冲工作下的时间分辨L-I测试以及时间分辨远场和光谱测试结果显示,脊形内外的温度台阶会改善波导对高阶模的限制,导致器件的阈值电流下降,斜率效率升高.而有源区的温升又会导致斜率效率的严重下降.     

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-A l0.3Ga0.7N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1.77×108Ω.cm2,相应的在363nm处的探测率D*=2.6×1012cmHz1/2W-1。     

两种结构GaN基太阳盲紫外探测器

分别在金属有机化学汽相沉积（MOCVD）生长的i-Al0.33Ga0.67N／AlN／n-GaN和p-Al0.45Ga0．55N／i—Al0.45Ga0.55N／n＋-Al0.65Ga0.35N的异质结构上，成功研制了太阳盲区的肖特基型和PIN型紫外探测器。研究结果表明，Au与i—Al0.33Ga0.67N形成了较好的肖特基结，响应波长从250—290nm，峰值（286nm）响应率约为0．08A／W；PIN型紫外探测器的响应波长从230～275nm，峰值（246nm）响应率约为0．02A／W。     

高量子效率前照式GaN基p-i-n结构紫外探测器

研究了Al0.1Ga0.9N/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/cm2,表明器件具有非常高的信噪比.     

Cl_2/Ar/BCl_3ICP刻蚀AlGaN的研究

感应耦合等离子体(ICP)刻蚀在AlGaN基紫外探测器台面制作中起着重要作用。在对比了ICP与RIE,ECR等干法刻蚀技术优缺点的基础上,采用Ni作为掩膜,Cl2/Ar/BCl3作为刻蚀气体,对金属有机化学气相淀积生长的n-Al0.45Ga0.55N进行了ICP刻蚀研究。刻蚀速率随着ICP直流偏压的增加而增加,刻蚀速率随着ICP功率的增加先增加较快后增加缓慢。最后结合刻蚀表面的扫描电镜(SEM)分析和俄歇电子能谱(AES)深度分析对刻蚀结果进行了讨论。分析表明,在满足刻蚀表面形貌的同时,较低的直流偏压下刻蚀速率较慢,但损伤较小,这对于制备高性能的紫外探测器是有利的。