激光剥离GaN表面的抛光技术

激光剥离(LLO)技术是研制新型氮化镓(GaN)基谐振腔结构光电子器件的关键技术。然而LLO后的GaN表面往往具有较大的粗糙度,而制作谐振腔结构器件需要很高的表面平整度,因此需要对LLO后的GaN表面进行抛光。分别采用金刚石粉抛光液和胶粒二氧化硅抛光液进行机械抛光和化学机械抛光(CMP),并对比了两种方法获得的抛光结果,研究发现前者会在抛光后的GaN表面引入划痕,而采用后者可以得到亚纳米级平整度的表面。进一步的实验结果表明,胶粒二氧化硅抛光液同样适用于图形化衬底外延片激光剥离后的GaN表面抛光。     

垂直结构GaN基LED用Ni/Ag反射镜电极

Ni/Ag/Ti/Au金属系反射镜电极广泛用于GaN基垂直结构发光二极管(LED)的传统制造工艺.这种电极需要进行高温长时间整体退火才能获得高质量的欧姆接触,但对电极的反射率和器件性能影响较大.介绍了一种新工艺方法,该方法将电极分解为接触层和反射层,降低反射层经历的退火温度和时间,获得了拥有良好的欧姆接触特性和高反射率的反射镜电极,解决了传统电极光学性能和电学性能相互制约的问题.首先生长极薄的Ni/Ag作为接触层,对接触层进行高温长时间退火后再生长厚层Ag作为反射层,之后再进行一次低温退火.使得对反射起主要作用的反射层免于高温长时间退火,相较于传统Ni/Ag/Ti/Au电极,该方法在获得更优良的欧姆接触的同时,提升了电极的反射率.在氧气氛围下进行500℃接触层退火3 min,400℃整体退火1 min后,电极的比接触电阻率为1.7×l0-3Ω·cm2,同时在450 nm处反射率为93％.     

中红外硅微透镜阵列的离焦效应

本文采用严格数值算法对中红外硅微透镜阵列进行了模拟,该微透镜阵列特征尺寸小于波长工作波长。研究发现该微透镜阵列存在一个显著的离焦效应,其离焦量达到0.4左右,超出了现有的传统理论模型预测范围。对微透镜阵列进行了制作和焦距测试,发现测试结果跟数值模拟基本吻合。微纳衍射光学集成系统中透镜离焦量是系统集成非常重要的一个参数,该研究结果为硅微透镜阵列和中红外探测器光学集成提供有效参考。     

InGaN/GaN多量子阱太阳电池的研制及特性研究

利用金属有机物化学气相沉积技术在蓝宝石衬底上生长了InGaN/GaN多量子阱外延结构,高分辨率X射线衍射测量结果显示,量子阱结构界面清晰,周期重复性很好,InGaN阱层的In组分约为0.2。利用该外延结构制备的InGaN/GaN多量子阱太阳电池的开路电压为2.16V,转换效率达到了0.64%。器件的I-V测量结果显示,在光照条件下,曲线的正向区域存在一明显的"拐点"。随着聚光度的减小,I-V曲线的"拐点"逐渐向高电压区域移动,同时器件的开路电压也随之急剧下降。通过与理论计算对比,发现器件开路电压的下降幅度明显大于理论计算值。进一步分析表明,InGaN量子阱的极化效应不仅是I-V曲线产生拐点以及器件开路电压下降过快的主要原因,也是影响氮化物太阳电池性能的关键因素之一。