高Al含量AlGaN多层外延材料的应变与位错密度研究

文中利用X射线三轴衍射测试手段对高Al ( x≥0. 45)含量p2i2n结构的Alx Ga1 - xN外延材料进行测试,并结合倒易空间图(RSM)和PV函数法对Alx Ga1 - xN外延材料进行评价。首先通过对RSM的定性分析,给出多层外延材料中不同Al组分Alx Ga1 - xN材料的应变状态和位错密度等信息,然后结合PV函数法拟合了从RSM中分离出的摇摆曲线,通过拟合过程准确地计算了多层结构中不同组分的Alx Ga1 - xN材料的纵向和横向应变量与螺位错密度,测试及计算结果都表明:多层p2i2n结构的Alx Ga1 - xN外延材料的应变与位错密度与单层结构相差较大,表明层与层之间的应变和位错相互作用对各层的应变的位错密度有重要的影响。     

肖特基C-V法研究Al_xGa_(1-x)N/GaN异质结界面二维电子气

通过对 Pt/ Al0 .2 2 Ga0 .78N/ Ga N肖特基二极管的 C- V测量 ,研究分析了 Al0 .2 2 Ga0 .78N/ Ga N异质结界面二维电子气 (2 DEG)浓度及其空间分布 .测量结果表明 ,Al0 .2 2 Ga0 .78N/ Ga N异质结界面 2 DEG浓度峰值对应的深度在界面以下 1.3nm处 ,2 DEG分布峰的半高宽为 2 .3nm ,2 DEG面密度为 6 .5× 10 1 2 cm- 2 .与 Alx Ga1 - x As/ Ga As异质结相比 ,其 2 DEG面密度要高一个数量级 ,而空间分布则要窄一个数量级 .这主要归结于 Alx Ga1 - x N层中～ MV / cm量级的压电极化电场和自发极化电场对 Alx Ga1 - x N/ Ga N异质结能带的调制和 Alx Ga1 -     

肖特基C-V法研究AlxGa1-xN/GaN异质结界面二维电子气

通过对Pt/AI0 22Ga078N/GaN肖特基二极管的C-V测量,研究分析了A1022Ga078N/GaN异质结界面二维电子气(2DEG)浓度及其空间分布.测量结果表明,Al0.22Ga.8N/GaN异质结界面2DEG浓度峰值对应的深度在界面以下1.3nm处,2DEG分布峰的半高宽为2.3nm,2DEG面密度为6.5×1012cm-2.与AlxGa1xAs/GaAs异质结比,其2DEG面密度要高一个数量级,而空间分布则要窄一个数量级.这主要归结于A1xGa1-xN层中～MV/cm量级的压电极化电场和自发极化电场对AlxGa1-xN/GaN异质结能带的调制和AlxGa1xN/GaN异质结界面有更大的导带不连续.     

调制掺杂AlGaN/GaN异质结上的Pt肖特基接触

研究了调制掺杂 Alx Ga1 - x N/Ga N表面 Pt肖特基接触的制备工艺 ,并对其进行了 I-V测量。通过改变对样品表面的处理工艺 ,研究了表面处理对调制掺杂 Alx Ga1 - x N/Ga N表面 Pt肖特基结接触特性的影响 ,在 n型掺杂浓度为 7.5× 1 0 1 7cm- 3的 Al0 .2 2 Ga0 .78N样品表面 ,制备得到了势垒高度为 0 .94e V、理想因子为 1 .4的 Pt肖特基接触。这与国外报道的结果接近 (=1 .2 e V,n=1 .1 1 [1 ] )     

AlGaN /GaN分布布拉格反射镜的MOCVD生长

文中利用MOCVD方法,采用高质量GaN作为缓冲层,在（0001）取向的蓝宝石衬底上实现了不同组分的AlxGa1-xN/GaN分布布拉格反射镜（DBR）的制备.通过XRD、SEM、AFM、反射谱等测量分析手段,研究了AlxGa1-xN/GaN DBR的结构质量、厚度和表面形貌.     

入射介质对GaN基分布布拉格反射器的反射谱影响

利用传输矩阵法对不同入射介质的GaN基分布布拉格反射器(DBR)进行了反射谱的理论分析。计算表明,入射介质的折射率与低周期DBR反射率呈二次函数关系,与高周期DBR反射率近似线性关系。根据这些特点,推导出估算DBR在LED器件中的实际反射率公式。分析了从空气和Al_(0.4)Ga_(0.5)In_(0.1)N入射介质下不同GaN基DBR结构的反射光谱差异。为减弱入射介质对DBR反射谱的影响以及改善材料结构的质量,设计了半混合GaN基DBR结构。分析指出,半混合DBR在材料结构生长和光谱方面比传统DBR更有优势。     

半导体/超晶格分布布拉格反射镜(DBR)的分子束外延生长

用分子束外延技术 (MBE)生长了以 Ga As/Al As超晶格替代 Alx Ga1 - x As所形成的 P型半导体 /超晶格分布布拉格反射镜 (DBR) .此分布布拉格反射镜的反射谱中心波长为 85 0 nm.由实验表明 ,19个周期的反射镜获得了高达 99%以上的高反射率 .与此同时 ,采取自行设计的二次钨丝掩膜质子注入法制成 15 μm× 15 μm的正方形电流注入区 ,以此测定 P型反射镜的串联电阻 ,克服了湿化学腐蚀法中腐蚀深度不易控制及侧面同时被腐蚀的缺点 ,实验得出此 P型反射镜的串联电阻仅为 5 0 Ω 左右 .在生长过程中 ,发现在只含一个铝源的分子束外延生长系统中 ,生长这种半     

Al_xGa_(0.52-x)In_(0.48)P/GaAs异质结双极晶体管高温特性的计算分析

建立了适用于缓变 Alx Ga0 .5 2 -x In0 .48P/Ga As HBT的解析模型。考虑了 Al组分 x的变化对 HBT温度特性的影响。分析结果表明 ,在实用的电流范围 (Jc在 1 0 3 A/cm2 左右 )内 ,Alx Ga0 .5 2 -xIn0 .48P/Ga As HBT随着 x的增大 ,其电流增益的稳定性也上升 ,当 x=0 .3时工作温度可超过 70 0K。文章还分析了高温时 HBT电流增益下降的原因     

基于DBR结构的蓝光及白光GaN LED的制备及光学性能改善

为改善GaN基发光二极管(LED)的光学性能，设计并制备了具有高反射率与宽反射带宽的SiO₂/Ti₃O₅分布式布拉格反射镜(DBR)结构的蓝光和白光GaN LED。制备了具有不同周期数的DBR结构，其中，17周期DBR结构在400～660 nm波长内平均反射率超过99.3%,其反射带宽度达到231 nm。测试并比较了封装后的基于DBR结构的LED芯片的电学与光学特性。通过电流-光输出功率(I-L)特性测试，发现具有17周期DBR结构的蓝光LED的光输出功率比5周期的提升了6.7%,而白光LED的光输出功率则提升了9.7%。在约100 mA的直流注入电流下，蓝光和白光LED的最大光输出功率分别达到134.9 mW和108.4 mW。     

In situ growth monitoring of AlGaN/GaN distributed Bragg reflectors at 530 nm using a 633 nm laser

The metal-organic chemical vapor deposition(MOCVD) growth of AlGaN/GaN distributed Bragg reflectors (DBR) with a reflection peak at 530 nm was in situ monitored using 633 nm laser reflectometry.Evolutions of in situ reflected reflectivity for different kinds of AlGaN/GaN DBR were simulated by the classical transfer matrix method.Two DBR samples,which have the same parameters as the simulated structures,were grown by MOCVD.The simulated and experimental results show that it is possible to evaluate the DBR...     

低压金属有机化合物气相外延生长的 (Al_x Ga_(1-x))_(0 .5 1)In_(0 .49)P折射率测量(英文)

采用测量反射谱方法确定了低压金属有机化合物气相外延生长的与 Ga As衬底匹配 (Alx Ga1 - x) 0 .5 1 In0 .49P外延材料的折射率 .实验中测量的反射谱波长范围为 0 .5— 2 .5 μm.在拟合实验数据过程中采用了单振子模型 .折射率数据用于分析应变量子阱 Ga In P/ Al Ga In P可见光激光二极管波导 ,计算出的器件远场图与实验数据吻合很好 .     

高铝Al_xGa_(1-x)As氧化层对垂直腔面发射激光器的影响

针对可见光垂直腔面发射激光器的制备 ,通过湿氮氧化实验和测量微区光致发光谱分别研究了高铝组分Alx Ga1 - x As的氧化特性及氧化产物的收缩应力对有源区的影响 ,结合器件结构设计确定了氧化限制层 Alx Ga1 - x-As的铝组分和最佳位置 ,并制备出了低阈值电流的 Al Ga In P系垂直腔面发射激光器     

低压金属有机化合物气相外延生长的 (Al_x Ga_(1-x))_(0.51)In_(0.49)P折射率测量

采用测量反射谱方法确定了低压金属有机化合物气相外延生长的与 Ga As衬底匹配 (Alx Ga1 - x) 0 .5 1 In0 .49P外延材料的折射率 .实验中测量的反射谱波长范围为 0 .5— 2 .5 μm.在拟合实验数据过程中采用了单振子模型 .折射率数据用于分析应变量子阱 Ga In P/ Al Ga In P可见光激光二极管波导 ,计算出的器件远场图与实验数据吻合很好 .     

AlGaN /GaN分布布拉格反射镜的设计与表征

设计了反射中心波长为500nm的Al0. 3 Ga0. 7N /GaN和AlN /GaN两种分布布拉格反射 镜(DBR) ,并采用光学传递矩阵方法对其光谱反射率进行了理论上的模拟。采用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)技术在蓝宝石衬底上制备了样品。实际测量的样品反射谱中有明显的反射峰,但峰值波长与理论设计有偏差,峰值反射率也比理论设计值偏低。SEM和AFM测量结果表明:这是由生长层厚与设计的偏差和界面不平整引起的。     

用633nm的激光器监控峰值波长为 530nm的AlGaN/GaN DBR的生长

本文从理论和实验上研究了用633nm激光器干涉仪监控峰值反射波长为530nm的1/4光学厚度的AlGaN/GaN 分布布拉格反射器（DBR）的生长。首先采用传输矩阵法从理论上研究了不同周期厚度的AlGaN/GaN DBR的实时反射率随DBR生长厚度的变化。接着采用金属有机化合物气相外延法生长了两个与模拟结构相同的DBR样品。仿真结果和实验结果表明能够从DBR实时反射率随生长厚度变化的曲线形状判断DBR的结构参数。最后通过激光干涉仪实时监控生长了DBR发光二极管,光致发光实验证明DBR对发光二极管出射光的加强作用在期望波长范围内。     

共振隧穿二极管电流密度-电压曲线的计算与分析

用紧束缚能带方法计算双势垒结构 Ga As/ Ga1-x Alx As/ Ga As和 In As/ Ga Sb/ Al Sb的电子、空穴电流密度 ,对计算结果进行分析 ,并对其结果在工艺设计中的应用进行讨论     

用于紫外探测器的AlGaN/GaN异质结构的Ti/Al/Ni/Au欧姆接触特性

采用Ti/Al/Ni/Au多层金属体系在Al0.27Ga0.73N/GaN异质结构上制备了欧姆接触.分别采用线性传输线方法(LTLM)和圆形传输线方法(CTLM)对其电阻率进行了测试.当Ti(10nm)/Al(100nm)/Ni(40nm)/Au(100nm)金属体系在650℃高纯N2气氛中退火30s时,测量得到的最小比接触电阻率为1.46×10-5Ω·cm2.并制备了Al0.27Ga0.73N/GaN光导型紫外探测器,通过测试发现探测器的暗电流.电压曲线呈线性分布.实验结果表明在Al0.27 Ga0.73N/GaN异质结构上获得了好的欧姆接触,能够满足制备高性能AlGaN/GaN紫外探测器的要求.     

用于紫外探测器的AlGaN/GaN异质结构的Ti/Al/Ni/Au欧姆接触特性

采用Ti/Al/Ni/Au多层金属体系在Al0.27Ga0.73N/GaN异质结构上制备了欧姆接触. 分别采用线性传输线方法(LTLM)和圆形传输线方法(CTLM)对其电阻率进行了测试. 当Ti(10nm)/Al(100nm)/Ni(40nm)/Au(100nm)金属体系在650℃高纯N2气氛中退火30s时,测量得到的最小比接触电阻率为1.46E-5Ω·cm2. 并制备了Al0.27Ga0.73N/GaN光导型紫外探测器,通过测试发现探测器的暗电流-电压曲线呈线性分布. 实验结果表明在Al0.27Ga0.73N/GaN异质结构上获得了好的欧姆接触,能够满足制备高性能AlGaN/GaN紫外探测器的要求.     

Ag掺杂ZnO/GaN异质结可见光吸收特性的第一性原理

ZnO/GaN异质结带隙宽度较宽,制约了对可见光的吸收。为研究Ag对ZnO/GaN异质结可见光吸收的影响,在(1-100)非极性面上构建GaN/ZnO异质结,并用Ag分别取代不同位置的Zn和Ga原子,采用第一性原理计算Ag掺杂对ZnO/GaN异质结稳定性、电子结构、光学性质和带边位置的影响。研究结果表明：Ag掺杂ZnO/GaN异质结形成能为负值,结构稳定;Ag置换Zn和Ga使带隙宽度由2.93 eV分别减小至2.7 eV和2.3 eV,吸收系数和光电导产生红移,有利于可见光的吸收,Ag掺杂ZnO/GaN异质结具有良好的光催化活性。     

Quasi-Thermodynamic Model of MOVPE of InAlN

Group - nitrides are very importantmaterials,which are applied to the fabrication ofgreen,blue and ultraviolet light emitting diodes(L EDs) and laser diodes(L Ds) [1 ] .Inx Al1 - xN alloy is a kind of promising material for Ga N- based...