生长停顿改善MOCVD生长InGaN/GaN多量子阱的特性

利用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)生长了InGaN/GaN多量子阱(MQWs)结构,研究了生长停顿对InGaN/GaN MQWs特性的影响.结果表明,采用生长停顿,可以改善MQWs界面质量,提高MQWs的光致发光(PL)与电致发光(EL)强度;但生长停顿的时间过长,阱的厚度会变薄,界面质量变差,不仅In组分变低,富In的发光中心减少,而且会引入杂质,致使EL强度下降.     

表面粗化高空穴浓度InGaN:Mg性能及其发光二极管应用

利用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)技术在蓝宝石衬底上生长了InGaN:Mg薄膜,对不同源流量InGaN:Mg材料特件进行了研究.光学和电学特性观测表明,当外延生长温度在760℃,三甲基铟(TMIn)摩尔流量不变时,随CP2Mg和Ⅲ族源摩尔比([CP2Mg]/[Ⅲ])增加,当In摩尔成分增加,空穴浓度也线性增加;当...     

MOCVD生长的InGaN薄膜的离子束背散射沟道及其光致发光

采用MOCVD技术以Al2O3为衬底在GaN膜上生长了InGaN薄膜.以卢瑟福背散射/沟道（RBS/Channeling）技术和光致发光（PL）技术对InxGa1-xN/GaN/Al2O3样品进行了测试,获得了合金层的组分、厚度、元素随深度分布、结晶品质及发光性能等信息.研究表明生长温度和TMIn/TEGa比对InGaN薄膜的In组分和生长速率影响很大.在一定范围内,降低TMIn/TEGa比,InGaN膜的生长速率增大,合金的In组分反而提高.降低生长温度,InGaN膜的In组分提高,但生长速率基本不变.InGaN薄膜的结晶品质随In组分的增大而显著下降,InGaN薄膜的In组分由0.04增大到0.26,其最低沟道产额比由4.1%增至51.2%.InGaN薄膜中In原子易处于替位位置,在所测试的In组分范围,In原子的替位率均在98%以上.得到的质量良好的In0.04Ga0.96N薄膜的最低产额为4.1%.研究结果还表明用RBS技术和光致发光技术测定InGaN中In组分的结果相差很大,InGaN的PL谱要受较多因素影响,很难准确测定In组分,而以RBS技术得到的结果是可靠的.     

LP—MOCVD生长InGaN及InGaN／GaN量子阱的研究

利用MOCVD系统在Al2O3衬底上生长InGaN材料和InGaN/GaN量子阱结构材料，研究发现InGaN材料中In组份几乎不受TMG与TMI的流量比的影响，而只与生长温度有关，生长温度由800℃降低到740℃，In组份的从0.22增加到0.45；室温InGaN光致发光光谱（PL）峰全半高宽（FWHM）为15.5nm;InGaN/GaN量子阱区InGaN的厚度2nm，但光荧光的强度与100nm厚InGaN的体材料相当。     

MOCVD生长的InGaN薄膜的离子束背散射沟道及其光致发光

采用 MOCVD技术以 Al2 O3为衬底在 Ga N膜上生长了 In Ga N薄膜 .以卢瑟福背散射 /沟道 (RBS/Channeling)技术和光致发光 (PL )技术对 Inx Ga1 - x N / Ga N / Al2 O3样品进行了测试 ,获得了合金层的组分、厚度、元素随深度分布、结晶品质及发光性能等信息 .研究表明生长温度和 TMIn/ TEGa比对 In Ga N薄膜的 In组分和生长速率影响很大 .在一定范围内 ,降低 TMIn/ TEGa比 ,In Ga N膜的生长速率增大 ,合金的 In组分反而提高 .降低生长温度 ,In Ga N膜的 In组分提高 ,但生长速率基本不变 . In Ga N薄膜的结晶品质随 In组分的增大而显著下降 ,In Ga N薄膜     

1064nm应变量子阱的理论设计

根据应变理论及脊限深量子阱理论,对确定的In含量的InGaAs材料进行系统的计算,得到激射波长为1064nm激光器的应变量子阱的厚度,并采用金属有机化学气相淀积（MOCVD）方法生长该应变量子阱,实验结果与设计波长基本一致。     

InAlN薄膜MOCVD外延生长研究

为了研究不同压力和不同模板对InA lN薄膜外延生长的影响,分别选取以GaN为模板时生长压力为4.00、6.67和13.33 kPa,压力为4.00 kPa时模板为GaN和A lN这两组条件进行实验比较。研究发现,随着生长压力的增加,样品中In含量降低,样品的粗糙度则随压力的增加而增大;压力为4.00 kPa时,分别以摇摆曲线半高宽(FWHM)为86.97″的A lN和224.1″的GaN为模板,发现A lN模板上生长的InA lN样品(002)和(102)峰的FWHM值及表面粗糙度比上述GaN为模板生长的InA lN样品都要小很多。综合以上结果可初步得知:降低压力可以优化InA lN薄膜的表面形貌,增加In组分含量;采用高质量的A lN作模板能生长出晶体质量和表面形貌都比较好的InA lN薄膜。     

InAIN薄膜MOCVD外延生长研究

为了研究不同压力和不同模板对InAlN薄膜外延生长的影响,分别选取以GaN为模板时生长压力为4.00、6.67和13.33 kPa,压力为4.00 kPa时模板为GaN和A1N这两组条件进行实验比较.研究发现,随着生长压力的增加,样品中In含量降低,样品的粗糙度则随压力的增加而增大;压力为4.00 kPa时,分别以摇摆曲线半高宽(FWHM)为86.97”的AIN和224.1”的GaN为模板,发现A1N模板上生长的InAIN样品(002)和(102)峰的FWHM值及表面粗糙度比上述GaN为模板生长的InAlN样品都要小很多.综合以上结果可初步得知:降低压力可以优化InAlN薄膜的表面形貌,增加In组分含量;采用高质量的AIN作模板能生长出晶体质量和表面形貌都比较好的InAlN薄膜.     

AlN成核层厚度对Si上外延GaN的影响

采用低温AlN成核层,在Si(111)衬底上,用金属有机化学气相沉积(MOCVD)法生长了GaN薄膜。采用高分辨X射线衍射(XRD)、椭圆偏振光谱仪和原子力显微镜(AFM)研究了AlN成核层的厚度对GaN外延层的影响。对AlN的测试表明,AlN的表面粗糙度(RMS)随着厚度增加而变大。对GaN的测试表明,所有GaN样品在垂直方向处于压应变状态,并且随AlN厚度增加而略有减弱。GaN的(0002)_ω扫描的峰值半宽(FWHM)随着AlN成核层厚度增加而略有升高,GaN(10-12)_ω扫描的FWHM随着厚度增加而有所下降。(10-12)_ω扫描的FWHM与GaN的刃型穿透位错密度相关,A1N成核层的厚度较大时会降低刃型穿透位错密度,并减弱c轴方向的压应变状态。     

GaAs衬底上InP的直接外延生长及性能表征

用低压金属有机物气相外延(LP-MOCVD)技术,采用低温缓冲层生长法,在GaAs(100)衬底上直接生长了高质量的InP外延层.1.2 μm InP(004)面X射线衍射(XRD) ω-2θ和ω扫描半高全宽(FWHM)分别为373 arcsec和455 arcsec,在外延层中插入10周期Ga0.1In0.9P/InP应变超晶格后,其半高全宽分别下降为338 arcsec和391 arcsec.透射电子显微镜(TEM)测试显示,应变超晶格有效地抑制了失配位错穿进外延层,表明晶体质量得到了较大提高.     

掺Si对AlGaInP/GaInP多量子阱发光性能的影响

研究了Si掺杂对MOCVD生长的（Al0.3Ga0.7）In0.5P/Ga0.5In0.5P多量子阱发光性能的影响．样品分为两类：一类只生长了（Al0.3Ga0.7）In0.5P/Ga0.5In0.5P多量子阱结构;另一类为完整的多量子阱LED结构．对于只生长了（Al0.3Ga0.7）In0.5P/Ga0.5In0.5P多量子阱结构的样品,掺Si没有改变量子阱发光波长,但使得量子阱发光强度略有下降,发光峰半高宽明显增大．这应是掺Si使量子阱界面质量变差导致的．而在完整LED结构的情况下,掺Si却大大提高了量子阱的发光强度．相对于未掺杂多量子阱LED结构,垒层掺Si使多量子阱的发光强度提高了13倍,阱层和垒层均掺Si使多量子阱的发光强度提高了28倍,并对这一现象进行了讨论．     

Effect of Si doping on the photoluminescence properties of AlGaInP/GaInP multiple quantum wells

The influence of Si doping on the photoluminescence (PL) properties of (Al_0.3Ga_0.7)_0.5In_0.5P/Ga_0.5In_0.5P multiple-quantum-wells (MQWs) was studied. For the samples without p-type layers, the PL peak wavelength from (Al_0.3Ga_0.7)_0.5In_0.5P/Ga_0.5In_0.5P MQWs did not vary when Si was doped in MQWs, the PL peak intensity did not change obviously and the PL FWHM broadened. We consider that Si doping results in worse interface quality of (Al_0.3Ga_0.7)_0.5In_0.5P/Ga_0.5In_0.5P MQWs. However, for the full light-emitting diode (LED) structure samples, the PL intensity of MQWs obviously increased when Si was doped in MQWs. The PL intensity from MQWs with Si-doped barriers was about 13 times stronger than that of undoped MQWs. The PL intensity from MQWs with Si-doped barriers and wells was strong as 28 times as that of undoped MQWs. The reasons are discussed.     

670nm发光二极管材料的MOCVD外延生长

重点介绍了670nm LED材料的结构与制备方法,用MOCVD方法生长了较高压应变的670nm多量子阱。分析比较了670nm量子阱室温光荧光谱线宽度的影响因素,指出室温光荧光主要来源于带-带复合,荧光谱线宽度的减小是应变量子阱轻重空穴能级分离的结果,并不意味着量子阱界面质量的改进。同时介绍了二乙基锌(DEZn)的掺杂技术和掺杂浓度,通过优化掺杂条件和退火条件,p型AlInP材料获得了0.9×1018/cm3的空穴密度。外延材料制作成200μm×200μm尺寸的LED管芯,在20mA工作电流下亮度为22～24mcd。器件结果表明,用5个压应变量子阱的有源区并且采用DEZn掺杂可以制作出高亮度的670nm LED外延材料。     

OMVPE growth of InP and Ga0.47ln0.53as using ethyldimethylindium

We report the organometallic vapor phase epitaxial (OMVPE) growth of InP and Ga_0.47In_0.53As using a new organometallic indium source, ethyldimethylindium (EDMIn), rather than the traditional sources triethylindium (TEIn) or trimethylindium (TMIn). EDMIn is a liquid at room temperature and its vapor pressure at 17° C was found to be 0.85 Torr using thermal decomposition experiments. The growth results using EDMIn were compared to those using TMIn in the same atmospheric pressure reactor. For InP, use of EDMIn resulted in a high growth efficiency of 1.3 × 10⁴ μm/ mole, which was independent of the growth temperature and comparable to the growth efficiency obtained with TMIn. The high growth efficiency is consistent with the observation of no visible parasitic gas phase reactions upstream of the substrate. The 4K photoluminescence (PL) spectra consist of a peak due to bound excitons and an impurity related peak 38 meV lower in energy. This impurity peak is ascribed to conduction band to acceptor transitions from carbon, due to the decreasing relative intensity of this peak with increasing V/III ratio. The relative intensity of the C impurity peak decreases by five times when the growth temperature is increased from 575 to 675° C, with a corresponding increase in the room temperature electron mobility from 725 to 3875 cm²/ Vs. For GalnAs lattice-matched to InP, use of EDMIn also resulted in a temperatureindependent high growth efficiency of 1.0 x 10⁴ μm/mole, indicating negligible parasitic reactions with AsH₃. The In distribution coefficient was nearly constant at a value of 0.9, however the run to run composition variation was slightly higher for EDMIn than for TMIn. The 4K PL showed donor-acceptor pair transitions due to C and Zn. The C impurity peak intensity decreased dramatically with increasing growth temperature, accompanied by an increase in the room temperature electron mobility to 5200 cm²/Vs. Overall, the growth of both InP and GalnAs using EDMIn was qualitatively similar to that using TMIn, although the room temperature electron mobilities were lower for the new source than for our highest purity bottle of TMIn.     

选择区域生长高质量InGaAsP多量子阱材料

采用 L P- MOVPE在 Si O2 掩膜的 In P衬底上实现了高质量的 In Ga As P多量子阱 (MQW)的选择区域生长(SAG) .通过改变生长温度和生长压力 ,MQW的适用范围由 C波段扩展至 L 波段 ,即 MQW的光致发光波长从15 46 nm延展至 16 2 1nm.光致发光 (PL)测试表明 :在宽达 75 nm的波长范围内 ,MQW的质量与非选择生长的MQW质量相当 ,并成功制作出电吸收调制 DFB激光器 (EML) .     

选择区域生长高质量InGaAsP多量子阱材料

采用LP-MOVPE在SiO2掩膜的InP衬底上实现了高质量的InGaAsP多量子阱(MQW)的选择区域生长(SAG).通过改变生长温度和生长压力,MQW的适用范围由C波段扩展至L波段,即MQW的光致发光波长从1546nm延展至1621nm.光致发光（PL）测试表明：在宽达75nm的波长范围内,MQW的质量与非选择生长的MQW质量相当,并成功制作出电吸收调制DFB激光器（EML）.     

Resonant cavity enhanced photoluminescence of tensile strained Ge/SiGe quantum wells on silicon-on-insulator substrate

The tensile strained Ge/SiGe multiple quantum wells （MQWs） grown on a silicon-on-insulator （SOI） substrate were fabricated successfully by ultra-high chemical vapor deposition. Room temperature direct band photoluminescence from Ge quantum wells on SOI substrate is strongly modulated by Fabry-Perot cavity formed between the surface of Ge and the interface of buried SiO2. The photoluminescence peak intensity at 1.58 μm is enhanced by about 21 times compared with that from the Ge/SiGe quantum wells on Si substrate, and the full width at half maximum （FWHM） is significantly reduced. It is suggested that tensile strained Ge/SiGe multiple quantum wells are one of the promising materials for Si-based microcavity lijzht emitting devices.     

InGaAs/AlGaAs量子阱中量子尺寸效应对PL谱的影响

本文采用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)方法设计并生长了两组InGaAs／A1GaAs应变多量子阱，量子阱的厚度分别为3nm和6nm，对其光致发光谱(PL)进行了研究，二者的发光波长分别为843nm和942nm，用有限深单量子阱理论近似计算了由于量子尺寸效应和应变效应引起的InGaAs／A1GaAs量子阱带隙的改变，这解释了两组样品室温下PL发射波长变化的原因。     

InAs/GaAs系列量子点研究

为了获得波长长、均匀性好和发光效率高的量子点,采用分子束外延(MBE)技术和S-K应变自组装模式,在GaAs(100)衬底上研究生长了三种InAs量子点。采用MBE配备的RHEED确定了工艺参数:As压维持在1.33×10-5Pa;InAs量子点和In0.2Ga0.8As的生长温度为500℃;565℃生长50nmGaAs覆盖层。生长了垂直耦合量子点(InAs1.8ML/GaAs5nm/InAs1.8ML)、阱内量子点(In0.2Ga0.8As5nm/InAs2.4ML/In0.2Ga0.8As5nm)和柱状岛量子点(InAs分别生长1.9、1.7、1.5ML,停顿20s后,生长间隔层GaAs2nm)。测得对应的室温光致发光(PL)谱峰值波长分别为1.038、1.201、1.087μm,半峰宽为119.6、128.0、72.2nm、相对发光强度为0.034、0.153、0.29。根据PL谱的峰位、半峰宽和相对发光强与量子点波长、均匀性和发光效率的对应关系,可知量子点波长有不同程度的增加、均匀性越来越好、发光效率显著增强。     

热壁外延生长GaAs／Si薄膜质量研究

本文研究了用热壁外延（HWE）技术在Si衬底上不同工艺下生长的GaAs薄膜的拉曼（Raman)和荧光（PL）光谱。研究表明：在室温下,GaAs晶膜的Raman光谱的265cm^-1横声子（TO）峰和289cm^-1纵声子（LO）峰的峰值之比随晶膜质量的变化而逐渐变大、半高宽（FWHM）变窄且峰值频移动变小,而LC光谱出现在871nm光谱的FWHM较窄,表明所测得的薄膜为单晶晶膜,对同一晶膜也可判断出均匀程度。因此可以通过拉曼光谱和PLC光谱相结合评定外延膜晶体质量。