1.3μm InGaAsP/InP长寿命激光器

本交报道精心外延及光刻腐蚀,使外延片质量提高,器件的光电特性得到改善。最低闽值电流I_(th)=17mA,外微分效率η=25%(单面),最高连续激射温度为130℃,最大输出功率超过40mW。采用PbSn焊料改进制管工艺,提高了器件的可靠性。器件在25℃时的中值寿命为26万小时。     

低温液相外延的1.3μmDC—PBH激光器

本文报道采用560℃低温二次液相外延及精心光刻腐蚀,使外延片质量提高,器件的光电特性得到改善。最低I_((?)h)=1.7mA,外微分量子效率η=25%(单面),最高连续激射温度为130℃,最大输出功率超过30mW。并采用PbSn焊料改进制管工艺,提高了器件的可靠性。     

CdTe和Cd_xHg_(1-x)Te的分子束外延

采用分子束外延生长法在取向为的CdTeB面衬底上生长CdTe和Cd_xHg_(1-x)Te(CMT),CdTe的外延温度在25℃和250℃之间,而CMT的外延温度则为120℃。这些厚度达10μm的外延层有较好的结晶性;在77K,载流子浓度很低。分子束外延生长的CMT在生长后经过退火处理,它原来较低的霍耳迁移率会得到提高。     

新型结构垂直腔面发射激光器的研制

为改善垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)的热特性.提高其光电性能,研制了新型辐射桥结构的VCSEL,即采用辐射桥状的电流注入通道取代以往传统结构VCSEL的环形电流注入通道.研究表明辐射桥结构可以降低VCSEL器件的体电阻和热阻,改善器件的模式特性.在同一外延片上,采用相同的工艺制备了辐射桥结构与传统结构两种VCSEL器件,并对两种器件的光电性能进行了对比测试.结果表明,辐射桥结构VCSEL比传统结构的VCSEL微分电阻降低25%,输出功率提高到1.6倍;辐射桥结构的VCSEL具有良好的温度特性与模式特性,80℃时仍能正常激射,60℃时最大输出功率可达17 mW,器件的热阻可达1.95℃/mW;器件单模工作,其总体性能远优于传统结构的VCSEL器件.     

汤姆逊-CSF公司研制成世界上最快的IC

<正> 汤姆逊-CSF中心研究所的研究人员宣称,他们已研制出室温(25℃)应用的世界上最快的IC。该器件是一个11级环形振荡器,其门延迟时间为22ps。他们认为他们的工艺将会得到比用工作在很低温度的电路所得到的更短的门延迟时间;预计用这种新工艺作成的电路可与约瑟夫逊效应器件相匹敌。这种器件是GaAIAs/GaAs结构。它是用分子束外延工艺制作的,分子束外延工艺能将晶体生长控制到0.4nm,即一个单原子层的厚度。用电子束光刻     

GaN基LED外延材料缺陷对其器件可靠性的影响

采用X光双晶衍射仪分析了GaN基发光二极管外延材料晶体结构质量并制成GaN-LED芯片,对分组抽取特定区域芯片封装成的GaN-LED器件进行可靠性试验.对比分析表明,外延晶片中的微缺陷与器件可靠性的关系密切;减少外延晶片中的微缺陷密度有利于提高LED器件的可靠性.通过建立从外延片晶体结构质量、芯片光电参数分布到器件可靠性的分析实验方法,为GaN-LED外延材料生长工艺的优化和改善提供依据,达到预测和提高器件可靠性的目的.     

利用湿法腐蚀提高红光LED外延片的发光效率

采用熔融态的KOH对AlGaInP基红光LED外延片进行了表面粗化处理。研究了粗化温度、粗化时间对LED外延片表面形貌的影响,并利用原子力显微镜(AFM)、半导体芯片自动测试系统对LED器件的相关性能(形貌、I-V特性曲线、亮度和主波长)进行了表征。比较了粗化前后的LED亮度和电流特性变化。测试结果表明:利用熔融态的KOH对AlGaInP基红光LED外延片进行表面粗化可以有效地抑制光在通过LED表面与空气接触界面时产生的全反射,得到性能更好的器件。实验结果显示,采用熔融态KOH,在粗化温度为200℃、粗化时间为8min时,能使制作的红光LED外延片发光效率提高30%。     

复合外延工艺为晶体生长提供新的途径

金属有机物气相外延同氢化物相外延相结合的晶体生长工艺可以用来制作磷化铟(Inp)优质器件。美国新泽西州普林斯顿的Epltaxx公司的开发人员报导了这种优质n型层在室温和77K条件下,迁移率分别为2700和3400cm~2/Vs,生长速率约为8μm/h,生长温度在580℃~650℃之间。     

高可靠性大功率808 nm半导体激光器

研制了一款基于AlGaInAs/AlGaAs应变补偿量子阱大光腔结构的808 nm半导体激光器.采用金属有机物化学气相沉积方法外延生长,在超高真空环境下进行圆片解理,然后原位沉积钝化膜,最后在镀膜机内沉积增透膜和高反膜,避免了激光器腔面在空气中解理容易使其被空气中的氧和碳等杂质污染.对封装好的半导体激光器进行了电光特性测试.测试结果表明,器件的波导宽190 μm、腔长4 mm,25℃时的阈值电流为1.5A,12 A直流驱动下的输出功率达到12.47W,最高电光转换效率为61.3％,腔面没有出现灾变性光学烧毁.器件的快轴发散角为28°,慢轴发散角为8°.器件在45℃、14A的驱动电流下工作8000 h没有失效,并由此推算器件在25 ℃、12A的恒流驱动下,寿命大于100000 h.     

超亚微米栅AlGaAs/GaAs HEMT

在分子束外延生长的外延晶片上,用电子束刻蚀技术制作了超亚微米栅AlGaAs/GaAs高电子迁移率晶体管(HEMT),其栅长分布为25～85nm。该器件表明,速度过冲和短栅几何效应对栅长小于100nm的器件起着重要的作用。栅长为30nm的HEMT的最大本征跨导为215mS/mm,有效饱和电子速度可达3×10~7cm/s。     

在CdTe上开管等温汽相外延Hg_(1-x)Cd_xTe

在CdTe衬底上,应用开管等温汽相外延(ISOVPE)已经生长出能达到制作器件的Hg_(1-x)Cd_xTe(0.2≤x≤0.35)外延层。层的表面形貌似镜,且霍耳数据能与液相外延(LPE)生长的HgCdTe相比较。在等温汽相外延HgCdTe的层上制出了截止波长为4.1μm(77K)的光伏器件。它的性能可与我们用液相外延获得的HgCdTe层所制作的光伏器件的性能相比较。     

Ka波段GaN HEMT功率器件

设计了Ka波段GaN功率高电子迁移率晶体管(HEMT)外延材料及器件结构,采用AlN插入层提高了二维电子气(2DEG)浓度.采用场板结构提高了器件击穿电压.采用T型栅工艺实现了细栅制作,提高了器件高频输出功率增益.采用钝化工艺抑制了电流崩塌,提高了输出功率.采用通孔工艺减小源极寄生电阻,通过优化钝化层厚度减小了寄生电容,提高了器件增益.基于国产SiC外延材料及0.15 μm GaN HEMT工艺进行了器件流片,最终研制成功Ka波段GaN HEMT功率器件.对栅宽300 μm器件在29 GHz下进行了微波测试,工作栅源电压为-2.2V,源漏电压为20 V,输入功率为21 dBm时,器件输出功率为30 dBm,功率增益为9 dB,功率附加效率约为43％,功率密度达到3.3 W/mm.     

第十一届全国分子束外延学术会议征文通知(第二轮)

·会议时间:2015年8月25~28日·会议地点:四川省成都市(银河王朝大酒店,中国四川省成都市顺城大街88号)·会议网址:http://mbe2015.csp.escience.cn·主办单位:中国有色金属学会半导体材料学术委员会、中国电子学会电子材料分会·承办单位:中国科学院红外成像材料与器件重点实验室、中国科学院上海技术物理研究所·会议宗旨,全国分子束外延学术会议是每两年举办一次的全国性学术会议。会议的宗旨是展示我国在分子束外延(MBE)及其相关领域的新进展、新动态、新成果,交流和探讨我国分子束外延发展中存在的问题和未来的发展方向,拓宽分子束外延的应用领域,为我国从事分子束外延技术以及相关材料和器件研究的科研人员提供相互了解和交流的机会,同时也为分子束外延相关的上下游产业提供信息沟通和宣传的渠道,从而促进我国分子束外延技术及其相关领域科学技术的发展。     

大功率670nm半导体激光器的研制

采用低压金属有机化学气相沉积生长了670nm激光器外延片,有源区采用单量子阱结构,阱区、垒区分别为InGaAsP和AlGaInP.利用该外延片制作了带无电流注入区的氧化物条形激光器.激光器腔长为900μm,电流注入区条宽为100μm,两端的无注入区宽度均为25μm.镀膜后器件的阈值电流为0.4A,输出波长670士2nm,最大输出功率为1100mW,水平、垂直发散角分别为8°,40°.表明该种结构可以提高器件的腔面光灾变功率.     

大功率670nm半导体激光器的研制

采用低压金属有机化学气相沉积生长了670nm激光器外延片,有源区采用单量子阱结构,阱区、垒区分别为InGaAsP和AlGaInP.利用该外延片制作了带无电流注入区的氧化物条形激光器.激光器腔长为900μm,电流注入区条宽为100μm,两端的无注入区宽度均为25μm.镀膜后器件的阈值电流为0.4A,输出波长670士2nm,最大输出功率为1100mW,水平、垂直发散角分别为8°,40°.表明该种结构可以提高器件的腔面光灾变功率.     

4H-SiC浮动结JBS器件的设计方法

研究了4H-SiC浮动结(FJ)结势垒肖特基(JBS)二极管的设计方法。提出在上外延层厚度一定的情况下得到外延层最佳掺杂浓度,然后以器件的功率优值(BFOM值)为依据确定出最佳下外延层厚度,进而设计出浮动结和表面结的最佳结构参数。否定了文献中认为浮动结位于器件中部为最佳设计的结论。仿真结果表明浮动结和表面结线宽比不仅影响器件导通特性,还会影响反向特性。浮动结线宽比在一定范围内会略微影响器件击穿电压,而表面结线宽比主要影响器件的反向泄漏电流。     

用于1.3μm光传输系统的InGaAsP发光二极管

快速、高可靠性的高辐射率InGaAsP双异质结发光二极管(LED)已用于1.3μm光传输系统。这些器件在InP衬底上通过液相外延制备而成。改进后的生长工艺使外延片能大面积生长(达5.4cm~2),且均匀性好,器件成品率高。耦合到NA为0.29、芯径为62.5μm光纤中的功率达12OμW。在70℃,电流密度为40κA/cm~2的条件下做加速寿命实验,预计这些器件的中期寿命超过4×10~6h,输出光功率衰减(-1dB)的失效率低于1FIT。它们用于速率140Mb/s的光通讯系统是很有希望的。     

HgCdTe/CdZnTe晶格失配与X光衍射貌相的关系研究

文章采用富Te水平推舟液相外延工艺在CdZnTe衬底上生长了HgCdTe外延薄膜.研究了外延薄膜/衬底晶格失配度、X光衍射貌相、红外焦平面器件探测率三者之间的关系.对于HgCdTe外延层的X光衍射貌相我们将其大致分为五类,分别是Crosshatch貌相、混合貌相、均匀背景貌相、Mosaic貌相以及由衬底质量问题引起的沟壑状貌相,采用Crosshatch貌相和混合貌相材料所制备的红外焦平面器件,平均来说其探测率(D*)较高.X射线双轴衍射的实验结果表明,当外延层与衬底的晶格失配度为～0.03%时,外延层会呈现明显的Crosshatch貌相;而当失配度减小时,会逐渐呈现出混合貌相、均匀背景貌相、直至失配度为负值时呈现Mosaic貌相.因此,对于特定截止波长的HgCdTe焦平面器件,可以通过控制HgCdTe/CdZnTe之间的失配,生长出符合我们要求的貌相的碲镉汞外延材料,从而来提高焦平面器件的性能.     

新器件简讯(17)

<正> 片状陶瓷调谐器 三引出端的片状陶瓷调谐器(内部有负载电容器)可简化印制板设计,扩展频率范围,并提高安装密度。该器件可以采用回流焊。 片状陶瓷调谐器的频率范围为2.0MHz到33.86MHz,精度(25℃)为±05％,度稳定性(—20～+80℃)为±0.3～±0.4％。 该器件的阴抗及相位特性如图1所示,其外形如     

GaAs液相外延薄层厚度的控制

一、引言液相外延薄层厚度的控制是GaAsGa_xAl_(1-x)As双异质激光器制备中的一个基本问题,是提高器件寿命的重要措施,也是发展新型器件和集成光学的基础。过去所采用的“配源”的液相生长方法,存在外延薄层