P型氮化镓退火及发光二极管研究

对金属有机物化学气相淀积(MOCVD)技术在蓝宝石衬底上生长的p型氮化镓(p-GaN)在氮气气氛下的热退火进行研究。用Hall测试系统测量不同温度、不同时间退火后样品的电学性能;对一组蓝光LEDs分别进行不同退火温度、退火时间实验,对退火前后量子阱峰值强度半高宽和积分面积变化进行了比较研究。实验表明p-GaN在825°C、8min条件下退火可以取得较高的空穴浓度,而LED在750°C、30min退火可以使量子阱的半高宽展宽较小,积分强度降低百分比小,而且LED芯片正向电压也较小。     

钝化膜提高GaN基LED光提取效率研究

模拟计算了光的入射角度与反射率的关系,当光的入射角度大于23°时,发生全反射,无论是否在器件表面生长增透膜,这时的光都无法从器件顶部出射表面提取出来。研究了使用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)在已经制备了n电极和p电极的GaN基LED上制备钝化膜,分析了SiON和SiN_x膜沉积对于器件的光输出功率的影响。通过实验证明,在器件上沉积SiON后,光输出功率增加。     

全反射镜结构对AlGaInP发光二极管发光效率的影响

采用计算机模拟的方法,计算了SiO2/Al,ITO/Al,SiO2/Au和ITO/Au全方位反射镜结构和分布式布拉格反射镜的反射特性.用PECVD和溅射设备制作了Glass/SiO2/Au结构,用LP-MOCVD生长了DBR结构,并测量了其反射特性,实验与模拟结果基本吻合.从模拟和实验的结果得到,SiO2/Au ODR结构在波长为630nm的垂直入射光下反射率很高,达到91%以上.对于不同角度的入射光,SiO2/Au在20°～85°都有很高的反射率,远高于DBR结构的反射率.在实际器件测试中,ODR结构的AlGaInP红光LED比无DBR结构的LED提高了115%,比DBR结构的LED提高了28%.这说明,ODR结构与DBR结构相比可以大幅提高红光LED的出光效率.     

量子阱DBR微腔激光器中自发发射的控制

应用腔量子电动力学和量子阱物理,计算了量子阱DBR微腔激光器的自发发射谱.发现由于DBR微腔和量子阱分别对光子和载流子的限制,单方向的自发发射可以增进约三个量级,总的自发发射增强一个量级.     

多发射极Si/SiGe异质结晶体管

在硅衬底上外延生长一层Si_1-xGe_x合金材料,它的带隙随组分x的增加而变窄,如果用Si_1-xGe_x窄带材料作晶体管基区,利用硅作为集电极和发射极构成双极晶体管,就可以很容易实现器件的高频、高速、大功率。设计了一种以Si/Si_1-xGe_x/Si为纵向结构,梳状10指发射区为横向结构的异质结晶体管,利用双台面工艺方法制造出具有如下参数的器件:电流增益β=26、V_CB=7V、I_CM≥180mA、f_T≤ 2GHz,实现了高频大功率,充分显示出Si/Si_1-xGe_x材料的优越性。     

MBE生长高光功率转换效率InGaAs/GaAs/AlGaAs应变量子阱激光器

本文从理论上分析了实现InGaAs/GaAs/AlGaAs应变量子阱激光器高光功率转换效率、高输出功率的有效途径,并优化了器件结构,可以同时获得低的腔面光功率密度和小的垂直于结平面远场发散角.利用分子束外延生长构成了高质量InGaAs/GaAs/AlGaAs应变量子阱激光器,其最高光功率转换效率为53%、最大输出功率为3.7W,垂直于结平面方向远场发散角为30°     

InGaAs/GaAs/AlGaAs应变量子阱激光器

优化设计了既能实现较小垂直方向远场发散角,又能降低腔面光功率密度的ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ应变层量子阱激光器,并计算了该结构激光器实现基横模工作的脊形波导结构参数。利用分子束外延生长了ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ应变量子阱激光器材料并研制出基横模输出功率大于１４０ｍＷ,激射波长为９８０ｎｍ的脊形波导应变量子阱激光器,其微分量子效率为０．８Ｗ／Ａ,垂直和平行结平面方向远场发散角分别为２８°和６．８°     

自制纳米金属掩模对AlGaInPLED光提取效率的改进

In conventional light-emitting diodes (LED’s), the external efficiency is limited by total internal reflection at the semiconductor-air interface. An LED with a textured top surface can increase the light-extraction efficiency. This paper reports a new method to fabricate AlGaInP-based nanorod light emitting diodes (LEDs) by using self-assemble metal layer nano-masks and inductively coupled plasma (ICP). Light power measurements indicates that the scattering of photons considerably enhance the probability of escaping from the nanorod LEDs. The light-intensity of the nanorod LED is increased by 34% for a thin GaP window layer, and by 17% for 8 μm GaP window layer. The light power of the nanorod LED is increased by 25% and 13%, respectively.     

圆形台面中的AlAs/AlGaAs湿法氧化动力学规律

AlAs/AlGaAs湿法氧化技术是制备氧化物限制型VCSELs工艺中极为重要的一步,形成的氧化孔会直接影响到器件的各个特性参数,故有必要对氧化动力学规律进行深入地研究.首先根据大量氧化实验得到了一般氧化规律曲线,再通过结合一维Deal-Grove氧化动力学模型,对比一维条形、二维圆形凸、凹台面的氧化规律,推导出了简单实用的二维圆形台面的氧化模型,所得模型曲线与实验数据均吻合较好,并成功地运用此模型实现了对氧化孔大小的精确控制.     

在液氮温度下具有高增益的SiGe/SiHBT

本文分析了硅双极晶体管电流增益在低温下减小的原因．通过优化设计，研制出在液氮温度下具有高增益的SiGe／SiHBT，并分析了其工作机理．