AlGaAs/GaAs双异质结激光器退化的研究

观察了室温下工作的DH激光器退化现象,发现在短时间内退化的器件,除阈值升高外尚伴随着微分量子效率下降。对热稳定性良好,并对于较长时间(>250小时)阈值上升率(△J_(th)/J_(th)千小时)小于3％的器件,高温老化证明它们的寿命都能超过万小时量级。     

GaAs-GaAlAs DH激光器暗线(DLD)的观察

<正> 一、引 言 GaAs-GaAlAs双异质结激光器(以下简称 GaAlAs DH激光器)的退化是人们很关心的问题.现在看来,器件退化主要有二种形式:快退化和慢退化.GaAlAs DH激光器有源区暗线的增长是器件快退化的主要原因之一.暗线的形成一般在几分钟到几十小时,因此在器件短期老化后如能方便地对器件内部发光情况进行观察并结合进行如阈值、微分量子效率、热阻、伏安特性等测试,将有助于器件退化原因的分析,有利于改进外延与制     

改进了的InGaAsP注入激光器双异质结材料光学测试技术

光致发光(PL)法一般用于对InGaAsP激光材料的测定,以确定材料的组份并揭示其非辐射缺陷。在这项工作中,我们证实它还可以大大推广,用来确定注入激光器晶片的重要参数,如Pn结位错、P型体电阻以及预测内部量子效率和宽面积激光器(BAL)的阈值电流密度(J_(th)。我们证实了用光致发光法测试双异质结(DH)激光晶片的临界条件,那就是:在任何有源层带有Pn结的异质结中—即使无缺陷,如果光泵浦源不大于阈值级P_(th)(见     

AlGaAs-GaAs DH激光器退化特性及P-I特性

研究了质子轰击条形双异质结构(DH)激光器的退化特性及P-I 特性,发现一般快退化器件 CW工作寿命小于 200小时.损坏后用 EBIC方法观察到有源区中增殖着暗线缺陷. DH激光器CW工作寿命超过200小时,而且每千小时的退化率小于4％的器件,一般cw工作寿命都能超过5000小时,有的器件已超过8000小时***仍在继续工作. 大部分器件具有良好的线性P-I特性,也有的观察到出现扭折“Kink”,结合近场观测和发射光谱的研究,判定这是由于激光器有源区中Al含量(即x值)的不均匀分布所致.     

可见光阶梯衬底内条形半导体激光器

将所设计的新结构半导体激光器──阶梯衬底内条形激光器推进到可见光波段(0.75—0.80μm)。器件直流阈值最低26mA,光功率线性15—20mW,2—4 I_(th)基模工作,4mW工作寿命已超过5000小时。本文还讨论分析了该结构器件可靠性改善的原因。     

电磁脉冲应力下MOS器件退化失效建模

通过分析电磁脉冲应力下,栅氧化层软击穿(MOS器件主要失效模式)的失效机理,得出结论:它符合基于随机过程的退化失效模型。根据此结论,提出利用该模型来描述电磁脉冲应力下MOS器件的退化失效过程,并给出相应的退化失效模型。同时针对退化失效模型中的失效阈值问题,研究了随机失效阈值问题,分析了周期电磁脉冲应力下MOS器件的失效阈值问题,给出动态应力-强度干涉(SS)I模型。这些为更合理描述和分析MOS器件的退化失效问题提供了新的途径。     

质子轰击条型GaAlAs激光器的温度特性

研究和分析了温度对GaAIAs DH激光器电光参数的静态和动态特性及工作寿命的影响。实验结果表明:在-40℃～ 40℃范围内,随着温度的升高,激光器串联电阻下降率9.6×10~(-3)欧姆/℃,阈值电流变化率0.54mA/℃,激光峰值波长向长波漂移率2.78(?)/℃,外微分量子效率保持不变;在20～70℃范围内,阈值温度系数I_(th)(70℃)/I_(th)(20℃)约1.3,特征温度T_o约202℃,外微分量子效率不变。最高连续工作环境温度可达150℃。阈值电流变化率低的激光器,外推室温连续工作寿命8×10~4小时以上还相当稳定。本文还研究了自脉动和功率扭析现象等。     

用金属有机化学汽相淀积法制备的寿命起过700小时的Al_xGa_(1-x)As-GaAs双异质结激光器

用金属有机化学汽相淀积法制作的Al_xGa_(1-x)As—GaAs多量子阱异质结激光器,室温(～26℃)连续工作寿命已超过700小时。在这个时间内器件的输出特性无任何退化。     

绝缘体上硅FinFET亚阈值摆幅研究

在新型多栅器件栅电容模型的研究中,量子电容随着沟道长度及栅氧化层厚度的不断减小而变得越发不可忽略。推导了基于绝缘体上硅(SOI)工艺技术的鳍式场效应晶体管(FinFET)的量子电容,并通过构建囊括量子电容的内部电容网络模型推导了亚阈值摆幅。采用Matlab软件,仿真验证了量子电容对亚阈值摆幅的影响。提出了亚阈值摆幅的优化方法,为如何选取合适的器件尺寸来优化某个特定设计目标的性能提供了指导。     

有机磷光电致发光器件中的复合宽度和外量子效率

从经验公式出发,基于T-T湮灭过程,建立了有机磷光电致发光器件中复合宽度和外量子效率的理论模型.结果表明:(1)随外加电压升高,器件的复合宽度减小,外量子效率增加;(2)随器件厚度的增加,复合宽度相应增加,但外量子效率在不同的电压下呈现不同的变化趋势;(3)外量子效率随复合电流密度的增大而显著降低.讨论了外加电压和器件厚度对复合宽度的影响,分析了外量子效率随外加电压、器件厚度及复合电流密度变化的原因.     

有机磷光电致发光器件中的复合宽度和外量子效率

从经验公式出发,基于T-T湮灭过程,建立了有机磷光电致发光器件中复合宽度和外量子效率的理论模型.结果表明:(1)随外加电压升高,器件的复合宽度减小,外量子效率增加;(2)随器件厚度的增加,复合宽度相应增加,但外量子效率在不同的电压下呈现不同的变化趋势;(3)外量子效率随复合电流密度的增大而显著降低.讨论了外加电压和器件厚度对复合宽度的影响,分析了外量子效率随外加电压、器件厚度及复合电流密度变化的原因.     

高效GaAlAs LED

利用温差溶液原理首次在液相外延生长领域实现了GaAlAsLED的批量生产。由于GaAlAs外延层结晶质量的改善,LED器件的效率得到不断改进。通过对晶体生长的各种实验测定了最佳的器件参数。用这个生产线生产的LED器件的外部量子效率到目前为止是世界上最高的,双异质结(DH)结构的效率值达21％。这些结果表明LED器件有可能用于户外显示器。     

利用PtOEP掺杂改善Spiro发光器件的发光效率

为了利用有机三线态发光提高有机发光器件的发光效率,用磷光材料掺杂到聚合物主体中作为发光层,制备有机电致发光器件.在测量器件的电流-电压特性、发光亮度-电压特性和电致发光谱的基础上,计算了器件的外量子效率,研究了磷光材料的掺杂浓度对器件发光效率的影响.结果表明,对特定的材料体系,适当控制掺杂浓度,可以同时观察到荧光和磷光光谱,使掺杂器件的外量子效率在纯聚合物发光器件的基础上得到明显提高.     

利用PtOEP掺杂改善Spiro发光器件的发光效率

为了利用有机三线态发光提高有机发光器件的发光效率,用磷光材料掺杂到聚合物主体中作为发光层,制备有机电致发光器件.在测量器件的电流-电压特性、发光亮度-电压特性和电致发光谱的基础上,计算了器件的外量子效率,研究了磷光材料的掺杂浓度对器件发光效率的影响.结果表明,对特定的材料体系,适当控制掺杂浓度,可以同时观察到荧光和磷光光谱,使掺杂器件的外量子效率在纯聚合物发光器件的基础上得到明显提高.     

正面入射In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP光电PIN管量子效率研究

本文建立正面入射型In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP光电PIN二极管量子效率理论分析模型;分析了提高量子效率的途径:减小结深,改善表面状况对提高器件量子效率有显著作用。应用于器件制作,使器件量子效率在无防反射涂层时可达60％左右,有防反射涂层时高达85％。     

半导体激光器辐照损伤效应实验研究进展

半导体激光器(LD)工作在空间辐射或核辐射环境中时,会受到辐照损伤的影响而导致器件性能退化。文章回顾了不同时期研制的LD(从早期的GaAs LD到量子阱LD和量子点LD)在辐照效应实验方面的研究进展,梳理了国际上开展不同辐射粒子或射线(质子、中子、电子、伽马射线)诱发LD辐射敏感参数退化的实验规律,分析总结了当前LD辐照效应实验方法研究中亟待解决的关键技术问题,为今后深入开展LD的辐照效应实验方法、退化规律、损伤机理及抗辐射加固技术研究提供理论指导和实验技术支持。     

InGaAs/GaAs量子点红外探测器

与量子阱红外探测器相比,量子点红外探测器具有不制作表面光栅就能在垂直入射红外光照射下工作以及工作温度更高等优势。然而,目前阻碍量子点红外探测器性能提高的技术瓶颈主要来自组装量子点较差的大小均匀性、较低的量子点密度以及垂直入射下子带跃迁吸收效率低等原因。利用分子束外延技术研究了如何从量子点材料生长和器件设计两方面来克服这些困难,并且制作了几种不同结构的InGaAs/GaAs量子点红外探测器。 在77 K时,这些器件在垂直入射条件下观察到了很强的光电流信号。     

Vg=Vd/2应力模式下宽度变窄对HALO-pMOSFETs退化的影响

讨论了最差应力模式下(Vg=Vd/2)宽沟和窄沟器件的退化特性.随着器件沟道宽度降低可以观察到宽度增强的器件退化.不同沟道宽度pMOSFETs的主要退化机制是界面态产生.沟道增强的器件退化是由于沟道宽度增强的碰撞电离率.通过分析电流拥挤效应,阈值电压随沟道宽度的变化,速度饱和区特征长度的变化和HALO结构串联阻抗这些可能原因,得出沟道宽度增强的热载流子退化是由宽度降低导致器件阈值电压和串联阻抗降低的共同作用引起的.     

有机电致发光的效率

描述了评价有机电致发光性能的重要指标－－发光效率问题,从发光机制考虑,一般常用外量子效率和内量子效率来评价。外量子效率是有机电致发光器件输出光子数与注入电子数之比;内量子效率是产生在器件内部的光子数与液入电子数之比,对于光子能否输出到器件外部无关紧要。评价器件性能还有一些其他效率评价方法,如能量效率,功率效率等,特别是外功率效率（1m/W),电流效率（cd/A)也常常用于表征有机电致发光性能,但它们与发光光谱的视觉灵敏度有关,对紫外外辐射器件不适用,另外,利用三重态激子发射可以提高EL器件效率,理论上可达100％,器件结构及材料对器件外量子效率影响至关重要。     

反应离子刻蚀铝中nMOS 器件的等离子充电损伤

介绍在等离子工艺中的等离子充电损伤,并且利用相应的反应离子刻蚀(RIE)Al的工艺试验来研究在nMOSFET器件中的性能退化。通过分析天线比(AR)从100:1到10000:1的nMOSFET器件的栅隧穿漏电流,阈值Vt漂移,亚阈值特性来研究由Al刻蚀工艺导致的损伤。试验结果表明在阈值Vt漂移中没有发现与天线尺寸相关的损伤,而在栅隧穿漏电流和低源漏电场下亚阈值特性中发现了不同天线比的nMOS器件有相应的等离子充电损伤。在现有的理解上对在RIEAl中nMOS器件等离子充电损伤进行了讨论,并且基于这次试验结果对减小等离子损伤提出了一些建议。