MOCVD与MBE生长GaAs/AlGaAs量子阱材料的红外探测器特性比较

用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)生长GaAs/AlGaAs量子阱材料,并制成红外探测器.测量了材料的光致发光光谱和探测器的光电流响应光谱及其它光电特性,峰值波长7.9μm,响应率达到6×103V/W,与分子束外延法(MBE)生长的材料和相关器件进行了比较,MOCVD法可满足量子阱材料和器件的要求.     

InGaAs/GaAs应变量子阱激光器MOCVD生长研究

采用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)方法生长了InGaAs/GaAs应变量子阱(QW),通过降低生长温度、提高生长速度以及采用应变缓冲层(SBL)结构,改善了应变QW生长表面质量和器件荧光(PL)谱特性,实验表明,通过优化工艺条件和采用SBL等手段提高了应变QW质量。生长的QW结构用于1054 nm激光器的制作,经测试,器件具有较低的阈值电流和较高的单面斜率效率,性能较好。     

基于MOCVD技术的长波AlGaAs/GaAs量子阱红外焦平面探测器

采用n型掺杂背面入射AlGaAs/GaAs量子阱结构,用MOCVD外延生长和GaAs集成电路工艺,设计制作了大面积AlGaAs/GaAs QWIP单元测试器件和128×128、128×160、256×256 AlGaAs/GaAs QWIP焦平面探测器阵列。 用液氮温度下的暗电流和傅里叶红外响应光谱对单元测试器件进行了评估,针对不同材料结构,实现了9 μm和10.9 μm的截止波长; 黑体探测率最高达到2.6×109 cm·Hz1/ 2·W-1 。 将128×128 AlGaAs/GaAs QWIP阵列芯片与CMOS读出电路芯片倒装焊互连,成功演示了室温环境下目 标的红外热成像;并进一步讨论了提高QWIP组件成像质量的途径。     

MOCVD生长GaAs/AlGaAs量子阱研究

利用常压MOCVD技术在较低生长速率下生长出多种GaAs/AlGaAs多量子阱结构材料,利用低温PL谱和TEM对材料结构进行了表征。所得势阱和势垒结构厚度均匀平整,最窄阱宽为1.8nm。本研究表明,低速率(γ≤0.5nm/s)连续生长工艺能够避免杂质在界面富集,优于间断生长工艺,且在掺si n~+-GaAs衬底上所得量子阱发光强度高于掺Cr SI-GaAs衬底上的结果。     

MOCVD生长1．06μm InGaAs／GaAs量子阱LDs

用低压MOCVD生长应变InGaAs/GaAs量子阱,采用中断生长、应变缓冲层(SBL)、改变生长速度和调节Ⅴ/Ⅲ等方法改善InGaAs/GaAs量子阱的光致发光(PL)质量。PL结果表明,10s生长中断结合适当的SBL生长的量子阱PL谱较好。该量子阱应用于1.06μm激光器的制备,未镀膜的宽条激光器(100μm×1000μm)有低阈值电流密度(110A/cm2)和高的斜率效率(0.256W/A,per.facet)。     

InGaAs（P）／InP应变量子阱和超晶格的光电性质

利用低压金属有机化合物化学汽相沉积（ＭＯＣＶＤ）生长技术在ＩｎＰ衬底上生长ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ应变量子阱，超晶格和ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ量子阱结构材料，利用７７Ｋ光荧光（ＰＬ）测量这一应变量了阱和量子阱的光学性质，利用双晶Ｘ光测量应变超晶格的性质。     

MOCVD与MBE生长GaAs/AlGaAs量子阱材料的红外探测器特性比较*

用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)生长GaAs/AlGaAs量子阱材料,并制成红外探测器.测量了材料的光致发光光谱和探测器的光电流响应光谱及其它光电特性,峰值波长7.9μm,响应率达到6×103V/W,与分子束外延法(MBE)生长的材料和相关器件进行了比较,MOCVD法可满足量子阱材料和器件的要求.     

GaAs/AlGaAs超晶格微带带宽的计算

利用MBE设备制备GaAs/AlGaAs超晶格材料,在低温(T=77K)下测量样品的光电流谱,从电子波动的观点出发,通过考虑电子波在超晶格阱层/势垒层的反射和干涉,讨论了超晶格的电子态.提出了一种计算超晶格微带带宽的方法,并计算了GaAs/AlGaAs超晶格的微带带宽.理论计算结果和实验结果符合得相当好.     

Critical thickness of GaAs/InGaAs and AlGaAs/GaAsP strained quantum wells grown by organometallic chemical vapor deposition

In this paper we describe a study of strained quantum wells (QWs) as a means to experimentally observe the critical thickness (h _c) for the formation of interfacial misfit dislocations. Two material systems were investigated: GaAs/In_0.11Ga_0.89As, in which the QW layers are under biaxialcompression, and Al_0.35Ga_0.65As/GaAs_0.82P_0.18, in which the QW layers are under biaxialtension. Samples were grown by atmospheric pressure organometallic chemical vapor deposition, and characterized by low-temperature photoluminescence (PL), x-ray diffraction, optical microscopy, and Hall measurements. For both material systems, the observed onset of dislocation formation agrees well with the force-balance model assuming a double-kink mechanism. However, overall results indicate that the relaxation is inhomogeneous. Annealing at 800–850° C had no significant effect on the PL spectra, signifying that even layers that have exceededh _c and have undergone partial relaxation are thermodynamically stable against further dislocation propagation.     

快速热退火对高应变InGaAs/Ga As量子阱的影响

用固态分子束外延技术生长了高应变In0.45Ga0.55As/GaAs量子阱材料. 研究了快速热退火对高应变InGaAs/GaAs量子阱材料光学性质的影响. 本文采用假设InGaAs/GaAs量子阱中的In-Ga原子扩散为误差函数扩散并解任意形状量子阱的薛定谔方程的方法，对不同退火温度下InGaAs/GaAs量子阱室温光致发光峰值波长拟合，得到了In原子在高应变InGaAs/GaAs量子阱中的扩散系数以及扩散激活能（0.88eV) .     

GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器的低电阻欧姆接触工艺研究

介绍了GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器(Quantum Well Infrared Photodetector, QWIP)的低电阻欧姆接触研究情况。结合热处理工艺,通过测试I-V特性对Ni/AuGe/Au金属体系的不同搭配进行了实验,确定了适合n+ GaAs/AlGaAs的电极体系,并对沉积金属后的热处理条件进行了初步研究。在400 ℃、氮气氛围、60 s的条件下,采用传输线模型计算后,在n+ GaAs（1×10¹⁸cm^-3）上取得了比接触电阻为3.07×10^-5Ω.cm²的实验结果。     

GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器件表征系统研制

介绍量子阱红外探测器件(QWIPs-Quantum Well Infrared Photodetectors)以及器件的基本性能表征测量系统的研制.利用通用接口总线GPIB(General Purpose Interface Bus),将多台测试仪器与微机连接.分别用LABVIEW和LABWINDOWS/CVI两种开发平台进行程序编写,遥控测量仪器,控制微机自动采集和处理数据实时绘制曲线,对本项工作自行研制的GaAs/A1GaAs量子阱红外探测器件进行了基本性能的检测,实现器件主要特性—I-V曲线的自动测量.     

MOCVD生长InGaAs／Alj0.2Ga0.8As应变多量子阱

用MOCVD方法生长了3种InGaAs/Al0.2Ga0.8As应变多量子阱（MQWs）样品，用于研究在气相中TMIn的含量对MQWs的发光波长和半峰宽（FWHM）以及在X射线中零级峰位的影响。研究表明，随着In组分在MQW中的增加，MQWs中应变也随之增加，这是造成FWHM增大的原因。同时也研究了应变MQWs中In组分与气相中TMIn含量的关系，为准确设计和控制MQWs的组分提供了依据。     

MBE生长InGaAs／GaAs应变层单量子阱激光器结构材料的研究

采用ＶａｒｉａｎＧｅｎⅡＭＢＥ生长系统研究了ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ应变层单量子阶（ＳＳＱＷ）激光器结构材料。通过ＭＢＥ生长实验，探索了Ｉｎ＿ｘＧａ＿（１－ｘ）ｔＡｓ／ＧａＡｓＳＳＱＷ激光器发射波长（λ）与Ｉｎ组分（ｘ）和阱宽（Ｌ＿ｚ）的关系，并与理论计算作了比较，两者符合得很好。还研究了材料生长参数对器件性能的影响，主要包括：Ⅴ／Ⅲ束流比，量子阱结构的生长温度Ｔ＿ｇ（ＱＷ），生长速率和掺杂浓度对激光器波长、阈值电流密度、微分量子效率和器件串联电阻的影响。以此为基础，通过优化器件结构和ＭＢＥ生长条件，获得了性能优异的Ｉｎ＿（０．２）Ｇａ＿（０．８）Ａｓ／ＧａＡｓ应变层单量子阱激光器：其次长为９６３ｎｍ，阈值电流密度为１３５Ａ／ｃｍ￣２，微分量子效率为３５．１％。     

Type I and Type II Alignment of the Light Hole Band in In0.15Ga0.85As/GaAs and in ln0.15Ga0.85As/Al0.15Ga0.85As Strained Quantum Wells

We present results of photoluminescence and cathodoluminescence measurements of strained undoped In_0.15Ga_0.85As/GaAs and In_0.15Ga_0.85As/Al_0.15Ga_0.85As quantum well structures, designed to throw light on the current controversy over light-hole band alignment at low In content. We compare these data with theoretical calculations of the confined state energies within the eight band effective mass approximation. Our analysis shows that for In_0.15Ga_0.85As/GaAs, the observed two transitions are consistent with either type I or type II alignment of the light hole band for band offset ratios within the accepted range. In the case of In_0.15Ga_0.85As/Al_0.15Ga_0.85As, however, our results clearly indicate type II alignment for the light hole band. We derive the band offset ratio Q, defined here as Q = δE_c/δE_g where δE_c is the conduction band offset and δE_g is the bandgap difference between the quantum well and the barrier in the presence of strain, for the In_0.15Ga_0.85As/Al_0.15Ga_0.85As system to be Q = 0.83 and discuss it in the context of the common anion rule.     

GaAs/InGaAs应变异质结构临界厚度的Raman散射和PL谱分析

采用室温Raman散射和低温光致发光(PL)谱,对以TMG,固体As和固体In作为分子束源的MOMBE法生长的GaAs/In_xGa_(1-x)As(x=0.3)单层异质结构和多量子阱结构中InGaAs应变层的临界厚度进行了实验研究。由应变引起的Raman散射峰位移,以及PL谱峰位置与应变和无应变状态下一维有限深势阱跃迁能量计算结果的比较可见,在In组分含量x=0.3的情况下,临界厚度H_c≤5nm,小于能量平衡理论的结果,而与力学平衡模型的理论值相近。