利用MOVPE选区外延生长InGaAsP

研究了利用低压 MOVPE宽条 (15μm )选区外延生长 In Ga As P的性质 .研究了生长速率、厚度增强因子、带隙调制、组分调制随着生长条件如掩模宽度、生长压力、 族源流量的变化规律 ,给出了合理的解释 .同时研究了不同 / 比下选择性生长 In Ga As P表面尖角的性质.     

InGaAsP材料的厚度增强因子随选择外延MOVPE生长条件的变化

利用扫描电子显微镜(SEM)研究了在选择外延MOVPE生长InGaAsP材料中,厚度增强因子随SiO2掩模宽度的变化,生长条件(如生长压力、Ⅲ族源流量等)对厚度增强因子的影响.随着生长压力的增加,生长速率下降,选择性增强;随着In源流量的增加,生长速率上升,选择性下降.制备了最大厚度增强因子达3.4的InGaAsP体材料.通过扫描电镜观察,得到了较平坦的生长界面和表面形貌.为用选择生长法制备DFB激光器与模斑转换器集成器件提供有效的方法.(OH12)     

生长温度对MOCVD外延生长InGaN的影响

采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法,在GaN/蓝宝石复合衬底上生长了InGaN薄膜,并研究了生长温度对InGaN薄膜的In组分、结晶品质和发光特性的影响.实验中发现随着生长温度的降低,InGaN薄膜中的In组分提高,但结晶品质显著下降.X射线衍射(XRD)联动扫描的结果显示即使在In组分增大至0.57时也没有发现相分离现象,光致发光(PL)谱测量的结果表明InGaN薄膜的PL峰位随着In组分升高而向低能方向移动,半高宽随着In组分增加而增加.     

生长温度对MOCVD外延生长InGaN的影响

采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法,在GaN/蓝宝石复合衬底上生长了InGaN薄膜,并研究了生长温度对InGaN薄膜的In组分、结晶品质和发光特性的影响.实验中发现随着生长温度的降低,InGaN薄膜中的In组分提高,但结晶品质显著下降.X射线衍射(XRD)联动扫描的结果显示即使在In组分增大至0.57时也没有发现相分离现象,光致发光(PL)谱测量的结果表明InGaN薄膜的PL峰位随着In组分升高而向低能方向移动,半高宽随着In组分增加而增加.     

基于低温In_xGa_(1-x)P组分渐变缓冲层的InP/GaAs异质外延

采用低温GaAs与低温组分渐变InxGa1-xP作为缓冲层,利用低压金属有机化学气相外延(LP-MOCVD)技术,在GaAs(001)衬底上进行了InP/GaAs异质外延实验。实验中,InxGa1-xP缓冲层选用组分线性渐变生长模式(xIn0.49→1)。通过对InP/GaAs异质外延样品进行双晶X射线衍射(DCXRD)测试,并比较1.2μm厚InP外延层(004)晶面ω扫描及ω-2θ扫描的半高全宽(FWHM),确定了InxGa1-xP组分渐变缓冲层的最佳生长温度为450℃、渐变时间为500s。由透射电子显微镜(TEM)测试可知,InxGa1-xP组分渐变缓冲层的生长厚度约为250nm。在最佳生长条件下的InP/GaAs外延层中插入生长厚度为48nm的In0.53Ga0.47As,并对所得样品进行了室温光致发光(PL)谱测试,测试结果表明,中心波长为1643nm,FWHM为60meV。     

1.3μm GaAs基GaInNAs量子阱生长与激光器研制

报道了中国第一只1.30μm单量子阱边发射激光器的材料生长、器件制备及特性测试.通过优化分子束外延生长参数,调节In和N组分含量使GaInNAs量子阱的发光波长覆盖1.3μm范围.脊形波导条形结构单量子阱边发射激光器,实现了室温连续激射,激射波长为1.30μm,阈值电流密度为1kA/cm2,输出功率为30mW.     

全固源分子束外延生长InP和InGaAsP

在国产分子束外延设备的基础上 ,利用新型三温区阀控裂解源炉 ,对 In P及 In Ga As P材料的全固源分子束外延 (SSMBE)生长进行了研究。生长了高质量的 In P外延层 ,表面缺陷密度为 65cm- 2 ,非故意掺杂电子浓度约为 1× 1 0 16cm- 3.In P外延层的表面形貌、生长速率及 p型掺杂特性与生长温度密切相关 .研究了 In Ga As P外延材料的组分特性 ,发现在一定温度范围内生长温度对 族原子的吸附系数有较大影响 .最后得到了晶格匹配的 In0 .56Ga0 .4 4 As0 .94 P0 .0 6材料 ,低温光致发光谱峰位于 1 50 7nm,FWHM为 9.8me V.     

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     

选择外延MOVPE的表面迁移

研究了采用选择外延MOVPE生长InGaAsP的组分随掩模宽度的变化规律,以及InGaAsP表面边缘尖角随Ⅴ/Ⅲ比的变化.结果表明,随着掩模宽度的增大,In组分增大,Ga 组分减少;随着Ⅴ/Ⅲ比的增大,InGaAsP 材料表面趋向平坦.对材料边缘尖角的变化规律作出了合理解释,研制出表面平坦的外延材料,为器件研制提供了有效的方法.     

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.     

LP-MOCVD生长InGaAlP外延层In组分控制的动力学分析

本文分析了低压转盘ＭＯＣＶＤ生长室中气流的流动特征,首次提出了在高温（７００℃左右）下生长ＩｎＧａＡｌＰ外延层时,抑制Ｉｎ组分脱吸附的“动压力模型”．解释了托盘转速和生长压力等生长参数对Ｉｎ组分控制的影响．     

基于二维表面等离子体激元的微结构

在介电常数符号相反的两个材料的界面处可激发出表面等离子体激元 (Surface plasmon)。文中利用普通扫描电子显微镜中出现的电子束诱导沉积纳米碳基本现象 ,提出和发展了一种无需光刻胶和额外掩模的亚微米图形化技术。采用这一新方法 ,成功地在镀金的半导体 In Ga Al P量子阱表面制备了各种亚微米点阵结构 ,并得到基于二维表面等离子体激元的可见波段半导体发光的增强作用     

Progress in Epitaxial Growth and Performance of Quantum Dot and Quantum Wire Lasers

We report on interplay of epitaxial growth phenomena and device performance in quantum dot (QD) and quantum wire (QWW) lasers based on self-organized nanostructures. InAs QDs are the most explored model system for basic understanding of "near-ideal" QD devices. Vertically-coupled growth of QDs and activated phase separation allow ultimate QD wavefunction engineering enabling GaAs lasers beyond 1400 nm and polarization-insensitive optical amplification. A feasibility of QD semiconductor optical amplifiers at terabit frequencies using InAs QDs is manifested at 1300 and 1500 nm. 1250-1300 nm QD GaAs edge emitters and VCSELs operate beyond 10 Gb/s with ultimate temperature robustness. Furthermore, temperature-insensitive operation without current or modulation voltage adjustment at >20 Gb/s is demonstrated up to ~90 degC. Light-emitting devices based on InGaN-QDs cover ultraviolet (UV) and visible blue-green spectral ranges. In these applications, InN-rich nanodomains prevent diffusion of nonequilibrium carries towards crystal defects and result in advanced degradation robustness of the devices. All the features characteristic to QDs are unambiguously confirmed for InGaN structures. For the red spectral range InGaAlP lasers are used. Growth on misoriented surfaces, characteristic to these devices, leads to nano-periodi- cally-step-bunched epitaxial surfaces resulting in two principal effects: 1) step-bunch-assisted alloy phase separation, leading to a spontaneous formation of ordered natural super lattices; 2) formation of quantum wire-like structures in the active region of the device. A high degree of polarization is revealed in the luminescence recorded from the top surface of the structures, in agreement with the QWW nature of the gain medium. QD and QWW lasers are remaining at the frontier of the modern optoelectronics penetrating into the mainstream applications in key industries.     

Mg在InGaAlP及GaP材料中的掺杂行为

利用 SIMS分析技术 ,研究了在 In Ga Al P和 Ga P材料中 ,MOCVD工艺参数对 Mg的掺杂行为的影响 .实验结果表明 ,在较高温度下 ,Mg在生长表面的再蒸发决定了 Mg的掺杂浓度随衬底温度增加呈指数下降 ;而当载流子浓度饱和时 ,杂质 Mg在材料中的置换填隙机制使得 Mg的激活率随 Cp2 Mg流量的再增加反而下降 .同时通过计算得到 Mg在 In Ga Al P及 Ga P中的再蒸发激活能分别约为 0 .9e V和 1.1e V     

Realization of one-chip-two-wavelength light sources

We proposed a vertically integrated one-chip-two-wavelength light source which consists of a separate confinement single-quantum-well (SCH-SQW) ZnCdSe/ZnSe/ZnMgBeSe heterostructure for blue–green light emitters grown on SCH-MQW InGaP/InGaAlP for red light-emitting devices.We investigated, firstly, the effect of a thin low-temperature-grown ZnSe buffer layers (LT-ZnSe) in improving ZnSe crystallinity by inserting it between the high-temperature-grown ZnSe epilayer and the GaAs substrate, secondly, the growth optimization of LT-ZnSe on tilted GaAs (0 0 1) substrate, and lastly, the molecular beam epitaxy growth and characterization of ZnCdSe/ZnSe/ZnMgBeSe quantum well structures on metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) grown III–V red light emitters.Optically pumped lasing is achieved from II–VI and III–V laser structures on one chip at room temperature. The present results clearly show the feasibility of epitaxial integration of II–VI and III–V laser structures.     

InGaAlP LED发光特性分析

InGaAlP LED发光效率高，性能稳定，应用相当广泛。在InGaAlP LED的应用中，发光特性是相当重要的参数，而发光强度和半强度角是LED发光特性的两个主要参数。介绍了不同的InGaAlP LED芯片结构．分析了其发光特点及封装后的发光特性，讨论了不同的反射式支架结构对其发光特性产生的不同影响。     

在蓝宝石衬底上低压MOVPE生长GaN单晶

研究用水平反应室低压金属有机物汽相外延方法在Ｃ面及Ｒ面蓝宝石衬上外延生长ＣａＮ单晶。讨论了反应室中气流分布和汽相反应对ＧａＮ外延生长的影响提出了不同的衬底晶向对外延ＧａＮ表面形貌产生影响的机制。     

InGaA1P超高亮LED性能及可靠性

InGaAlP超高亮LED是近年来发展的新型可见光LED,具有发光效率高,电流承受能力强及耐温性能好等特点,应用于各种户外显示与照明装置,本文汇集各厂家InGaAlP超高亮LED芯片,并制成器件,对其多种性能进行对比分析,测试超高亮LED的发光强度与电流的关系以研究饱和电流的大小,并进行电耐久性试验以考核超高亮LED芯片的可靠性,简要介绍了封装工艺设计对超高亮LED性能参数的影响,并提出了超高亮LED性能及可靠性的其它要求,为客户选用超高亮LED提供相对的依据。     

电流控制LPE生长In_（1－x）Ga_xAs_yP_（1－Y）

用电流控制液相外延（ＣＣＬＰＥ）方法首次在（１００）ＩｎＰ衬底上成功地生长出Ｉｎ１－ｘＧａｘＡｓｙＰ１－ｙ（０．３０＜ｘ＜０．４７，０．７０＜ｙ＜０．９６）外延层，并对外延层特性进行了详细研究，提出在ＩｎＰ衬底上生长电外延层的机理，推导出生长动力学的理论模型，该模型与上述实验结果十分吻合。     

LP-MOCVD生长InGaAlP系统中源气流量的动力学研究

分析了LP-MOCVD生长InGaAlP外延层时,气路系统中ⅢA族源气的输运和扩散过程,从理论上推导出源气流量的计算公式,讨论了生长控制参数、气路管道几何尺寸和源气性质等对注入反应室的源气流量的影响,为精确控制气相中ⅢA族源物质的百分含量提供了理论依据。