高铝AlxGa1-xAs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AlxGa1-xAs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AlxGa1-x-As的铝组分和最佳位置,并制备出了低阈值电流的AlGaInP系垂直腔面发射激光器.     

AlxGa1-xAs/GaAs分布布拉格反射镜的湿法氧化

对垂直腔面发射激光器(VCSEL)的AlxGa1-xAs/GaAs分布布拉格反射镜(DBR)进行了高温湿法氧化.由于AlxGa1-xAs层的氧化产生了应力而导致Al2O3/GaAs界面处出现了孔洞.这些孔洞反过来又缓解了应力而使氧化层的厚度只收缩了8%而不是理论上的20%.并且,随着氧化时间的延长,湿法氧化反应中的反应物和产物沿着多孔界面在氧化物中的传输越充分,从而使AlGaAs层的氧化进行的越完全,氧化质量就越好.     

AlxGa1-xAs材料低Al组分PL测试技术的研究

采用激光显微光致发光(PL)光谱仪测试了低Al组分AlxGal-xAs的室温显微光致发光谱,研究了光致发光测试方法的特点,结合文献中报道的低Al组分的经验计算公式,自主开发了能进行光谱数据处理和Al组分计算的VB应用程序,目前已进入实用化.结果显示,该程序的开发和应用是获取低Al组分AlxGa1-xAs材料Al组分的非常重要的表征手段,并为研究和优化AlxGa1-xAs材料生长工艺提供指导,同时还成为筛选用于制作器件工艺合格材料的重要依据.     

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     

AlGaAs湿法氧化的热稳定性研究

文中针对AlGaAs湿法氧化后器件热稳定性变差,导致性能下降的问题进行了研究。对不同氧化条件下样品的热稳定性进行了比较,证明采用降低炉温、延长氧化时间以及经过预加热处理等方法可以有效提高器件的热稳定性。利用拉曼谱分析了AlGaAs湿法氧化技术中影响热稳定性的因素,认为器件的热稳定性在一定程度上取决于湿法氧化生成物中挥发性产物含量的多少。     

840 nm VCSEL阵列湿法氧化研究

湿法氧化工艺已经成为制备垂直腔面发射激光器(VCSEL)及其阵列的关键技术,为提高器件的散热性能,对单元器件采用环行分布孔的氧化窗口,优化设计了分布孔的数目与间距.同时从瞬态热传导方程对构成激光器阵列单元器件的热相互作用进行了理论的分析.采用湿法氧化工艺制备了840 nm、3×3二维VCSEL阵列,对阵列器件的光电特性、光谱及近场等进行了测量,证明器件性能良好.     

GaAs MISFET制备中柠檬酸/双氧水溶液对GaAs/AlxGa1-xAs结构的选择湿法腐蚀

用α台阶仪和原子力显微镜(AFM)研究了不同体积比的柠檬酸(50%)/双氧水溶液对GaAs/AlxGa1-xAs系统的选择湿法腐蚀特性,对AlxGa1-xAs停止层的组分和腐蚀液体积比进行了优化.当腐蚀液体积比在1.5∶1到2∶1范围时获得了最好的选择腐蚀效果.在25℃.温度条件下,当腐蚀液体积比为1.5∶1时,对Al摩尔分数x为0.2、0.3和1的GaAs/AlxGa1-xAs系统腐蚀比分别为45、74和大于200,表面腐蚀形貌均匀平整.将这种选择腐蚀技术用于GaAsMISFET的栅槽工艺,获得了良好的阈值电压均匀性.     

湿法氧化工艺对VCSEL器件性能的影响

在精确控制气体流量、温度等条件下对样品进行了湿法氧化实验.在SEM下观察了高铝氧化层的微观结构.讨论了高铝氧化限制层中氧化产物体积收缩产生的多孔结构对氧化反应的作用,以及收缩应力对有源区的影响.分析了氧化后器件串联电阻变大的原因.综合考虑这些因素,结合器件结构优化氧化层的设计,制备出了阈值电流低的、性能优良的VCSEL器件.     

不同形状台面的AlGaAs湿氮氧化规律研究

详细研究了凸形、凹形与条形台面的AlGaAs湿氮氧化规律。对三种形状的台面分别进行氧化长度的观察测试,发现凸形、条形及凹形台面的氧化速率顺次下降,且随氧化时间的加长,差距明显增大。运用氧化动力学方法分析,是由于不同形状台面内的氧化剂浓度及氧化剂扩散速率不同引起;并推导得出台面形状、尺寸与氧化速率的对应关系。所推导的氧化规律模拟曲线与实验数据基本吻合。进一步指出当台尺寸较小时,由于氧化剂在气相传送中也受到了限制,凹形台面氧化速率的实验值与理论值会出现较大偏差。     

垂直腔面发射激光器的湿法氧化速率规律

为实现垂直腔面发射激光器(VCSEL)氧化孔径的精确控制,对垂直腔面发射激光器湿法氧化工艺的氧化速率规律进行了实验研究.在不同的温度下对垂直腔面发射激光器样品进行湿法氧化,氧化后采用扫描电镜(SEM)对氧化层不同氧化深度处生成物组成进行了微区分析.结果表明在不同氧化深度处氧化生成物各元素的组分含量不同,尤其氧元素的组分含量差别较大.分析和讨论了氧化不同阶段的反应类型和反应生成物,并建立了氧化速率随时间变化的数学模型,推导出在湿法氧化过程中,氧化速率随时间按指数规律变化,指出在一定的温度下,氧化时间越长,氧化速率越趋于稳定;适当降低氧化温度,延长氧化时间可提高氧化工艺的可控性与准确性.     

高铝含量AlxGa1—xAs／GaAs太阳电池的多片液相外延生长

介绍了高铝含量和 Mg 掺杂的 Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs 太阳电池的多片液相外延(LPE)生长技术,分析了 Ga_(1-x)Al_xAs 生长熔体中 GaAs 的熔解度,载流子浓度与 Mg 含量及 x 值与铝组分的关系。用多片石墨舟液相外延生长的、具有高铝含量(x=0.9)的 Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs 太阳电池,最高转换效率达17.7%。     

GaAs-Al_xGa_(1-x)As异质结的热电子磁声子共振测量

在4.2K,我们测量了GaAs-Al_xGa_(1-x)As异质结的二维热电子的磁声子共振。高电场下,SdH振荡消失以后,在二维系统中,除清楚地观察到LO声子振荡外,还观察到X点双TA声子振荡。     

MOVPE生长GaAs／AlxGA1—xAs超晶格及其TEM表征

报道用金属有机汽相外延技术(MOVPE)生长GaAs/Al_xGa_(1-x)As超晶格结构材料及其光电器件应用,用横断面透射电子显微术(XTEM)表征外延层结构.在自电光效应光学双稳态器件(SEED)中,超晶格层-层之间界面清晰,厚度均匀,周期性完整.对某些用超晶格作缓冲层的高电子迁移率晶体管(HEMT)结构,观察到超晶格对生长面的平滑作用及间断生长造成的界面等.     

分子束外延生长的GaAs-Al_xGa_(1-x)As多层异质结构中的“精细低维调制条纹”的观察

应用透射式电子显微镜观察了GaAs-Al_xGa_(1-x)As多层异质结结构中的“精细低维调制条纹”。在邻近GaAs-Al_xGa_(1-x)As超晶格层的缓冲层中和与这缓冲层邻近的GaAs-Al_xGa_(1-x)As超晶格层的小区域中发现了等宽度的“精细低维调制条纹”,其宽度为9.1(?)的GaAs条纹,12(?)的Al_xGa_(1-x)As条纹。文中介绍了用显微密度计获得的这些条纹的密度分布结果。同时还给出了GaAs-Al_xGa_(1-x)As 多层异质结结构的晶格像和用X射线能量散射谱技术获得的成分定量分析结果。     

衬底温度和生长速率对MBE自组织生长In_xGa_(1-x)As/GaAsQD的影响

研究GaAs基InxGa1-xAs/GaAs量子点(QD)的MBE生长条件,发现在一定的/比下,衬底温度和生长速率是影响InxGa1-xAs/GaAsQD形成及形状的一对重要因素,其中衬底温度直接影响着In的偏析程度,决定了InxGa1-xAs/GaAs的生长模式;生长速率影响着InxGa1-xAs外延层的质量,决定了InxGa1-xAs/GaAsQD的形状及尺寸.通过调节衬底温度和生长速率生长出了形状规则、尺寸较均匀的InxGa1-xAs/GaAsQD(x=0.3)     

异质界面数字梯度超晶格对扩展波长InGaAs光电探测器性能的改善

采用气态源分子束外延方法生长了三种不同结构的扩展波长(室温下50%截止波长为2.4μm) In_xGa_(1-x)As光电探测器材料,并制成了台面型器件.材料的表面形貌、X射线衍射摇摆曲线及光致发光谱表明,在InAlAs/InGaAs异质界面处生长数字梯度超晶格可以明显提高材料质量;器件在室温下的暗电流结果显示,直径为300μm的器件在反向偏压为10mV时,没有生长超晶格结构的器件暗电流为0.521μA,而生长超晶格结构的器件暗电流降到0.480μA.同时,在生长In_xAl_(1-x)As组分线性渐变缓冲层之前首先生长一层InP缓冲层也有利于改善材料质量和器件性能.     

InxGa1-xAs ohmic contacts to n-type GaAs prepared by sputter deposition

Thermally stable, low contact resistance InAs/Ni/W contacts were previously prepared by sputter depositing InAs, Ni, and W targets in our laboratory. However, the optimum annealing temperature to provide low contact resistance (R_c) was high, resulting in rough contact surface. In the present experiment, the effects of the In concentrations of In_xGa_1-x As targets on the optimum annealing temperature to prepare low R_cand the surface morphology of the_xGa_1-x/ W contacts were studied. In addition, the electrical properties and the interfacial microstructure were correlated to search the optimum In concentration to provide the minimum R_c, where the interfacial microstructure was analyzed by x-ray diffraction and transmission electron microscopy and the contact resistances (R_cc) were measured by the transmission line method. The optimum annealing temperature to provide minimum R_c was reduced by 150°C by using the In_0.7Ga_0.3As targets instead of the previous targets. The contact resistance of 0.4 Ω-mm was obtained for the In_0.7Ga_0.3As/Ni/W contacts after annealing at temperatures of around 600°C. The R_c values did not deteriorate after annealing at 400°C for 2 h. Also, the surface of this contact was smooth and no evidence of In outdiffusion on the contact surface was seen. Finally, the effect of the In concentrations at the metal/GaAs interfaces on the electrical properties will be discussed.     

新型微波陶瓷AgNb1-xTaxO3的研究

对微波陶瓷系统AgNb1-xTaxO3进行了深入的研究。结果表明适当的玻璃相加入有助于改善本系统的烧结性能，并有效抑制本系统在空气中烧结是时的分解现象。研究表明，玻璃相的加入控制在2％时能获得介电性能良好的微波陶瓷材料。     

Al_xGa_(1-x)As/GaAs调制掺杂结构的MBE优化工艺生长

通过对MBE工艺中影响GaAs和AlGaAs材料质量的生长关键工艺实验研究,优化了MBE生长AlxGa1-xAs/GaAs调制掺杂结构工艺。用GEN-ⅡMBE设备生长AlxGa1-xAs/GaAs调制掺杂结构材料,得到了高质量的AlxGa1-xAs/GaAs调制掺杂结构材料。用范德堡法研究材料特性,得到材料参数的典型值:二维电子气浓度在室温时为5.6×1011cm-2,电子迁移率为6000cm2/V·s;在77K低温时浓度达3.5×1011cm-2,电子迁移率为1.43×105cm2/V·s。用C-V法测量其浓度分布表明,分布曲线较陡。典型的器件应用结果为:单管室温直流跨导达280mS/mm,在12GHz时均有8dB以上的增益。