垂直腔面发射半导体激光器腔模位置对器件输出波长的影响研究

为得到高温环境下894.6 nm稳定波长激光输出的垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL), 设计并制备了腔模位置不同的VCSEL芯片;通过对VCSEL腔模位置、输出波长和温漂系数的测试分析,研究了腔模位置对器件输出波长的影响,发现腔模位置与输出波长具有线性对应关系。设计了腔模位置在890.5 nm的VCSEL外延片结构,经工艺制备得到了85 ℃高温环境下894.6 nm稳定波长激光输出的VCSEL芯片。实验结果表明,通过调控腔模位置可得到目标波长激光输出的VCSEL芯片,该研究为研制其他波段稳定波长激光输出的垂直腔面发射激光器奠定了基础。     

高功率无铝半导体激光器

介绍了单量子阱 (SQW )分别限制异质结构 (SCH)的InGaAsP/GaAs半导体激光器所得到的最新成果。利用一种改进的液相外延 (LPE)技术 ,在( 1 0 0 )GaAs衬底上制成的InGaAsP/GaAsSQWSCH激光器。主要参数如下 :发射波长λ =80 8± 4nm ,阈值电流密度J =30 0A/cm2 ,对于条宽W =1 0 0 μm的激光器 ,连续输出功率最大达到 4W     

立方相GaN的持续光电导

研究了金属有机物化学气相外延(MOVPE)方法生长的非故意掺杂的立方相GaN的持续光电导效应.在六方相GaN中普遍认为持续光电导效应与黄光发射有关,而实验则显示在立方GaN中,持续光电导效应与其中的六方相GaN夹杂有关系,而与黄光发射没有关系.文中提出,立方相GaN与其中的六方相GaN夹杂之间的势垒引起的空间载流子分离是导致持续光电导现象的物理原因.通过建立势垒限制复合模型,解释了立方相GaN的持续光电导现象的物理过程,并对光电导衰减过程的动力学作了分析.对实验数据拟合的结果证明以上的模型和推导是与实验相符的.     

预辅Al及AlN缓冲层厚度对GaN/Si(111)材料特性的影响

主要研究了采用高温AlN缓冲层外延生长GaN/Si(111)材料的工艺技术。利用高分辨X射线双晶衍射(HRXRD)分析研究了GaN/Si(111)样品外延层的应变状态和晶体质量,通过原子力显微镜(AFM)分析研究了不同厚度的高温AlN缓冲层对GaN外延层的表面形貌的影响。实验结果表明,AlN缓冲层生长前预通三甲基铝(TMAl)的时间、AlN缓冲层的厚度对GaN外延层的应变状态、外延层的晶体质量以及表面形貌都有显著影响。得到最优的预辅Al时间为10s,AlN缓冲层的厚度为40nm。在此条件下外延生长的GaN样品(厚度约为1μm)表面形貌较好,X射线衍射(XRD)双晶摇摆曲线半峰全宽(FWHM)(0002)面和(10-12)面分别为452″和722″。     

低栅漏电的增强型InAlN/GaN MISHEMT

中文：本文报道了采用热氧化的技术实现低栅泄漏电的增强型InAlN/GaN MISHEMT。在VDS=5V和VGS=0V时,关态漏极电流达到了10-7A/mm。器件的阈值电压为2.2V。当VDS=5V时,漏极电流在VGS=4.5V时,达到349mA/mm,在VGS=3.4V时,最大跨导为179ms/mm。在当VGS= -15V时候,器件的反向栅泄漏电流达到4.9?10-7A/mm。     

MMC子模块控制器设计与测试

子模块控制器（ sub-module controller , SMC ）的控制保护功能对模块化多电平换流器直流输电（ modular multilevel converter based high voltage direct current ,MMC-HVDC）的运行有着极大的影响。首先,介绍了子模块与SMC硬件架构,开发调试了基于复杂可编程逻辑器件（ complex programmable logic device , CPLD）的SMC控制程序,研究了SMC与其上层控制阀基控制器（ valve based controller , VBC ）之间的协调控制以及子模块保护策略。最后对子模块进行了稳态的空载、带载实验以及MMC-HVDC物理模拟系统的系统实验,实验结果证明了子模块的性能良好,SMC可以与VBC进行有效通讯并可以对子模块进行有效控制保护以及稳态测试平台的有效性。     

用侧向外延生长法降低立方相GaN中的层错密度

尝试用侧向外延(ELOG)方法来降低立方相GaN中的层错密度.侧向外延是在SiO2/GaN/GaAs图形衬底上进行的,对生长所得的立方相GaN外延层用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)进行了观察和分析,TEM的平面像表明经过ELOG方法生长后,立方相GaN外延层中的层错密度由侧向外延生长前的5×109cm-2降低至生长后的6×108cm-2.双晶X射线衍射(DCXRD)测量给出侧向外延前后外延层ω扫描(002)衍射摇摆曲线的半高宽(FWHM)分别为33′和17.8′,表明晶体质量有了较大改善.对立方相GaN侧向外延过程中层错减少的机制进行了讨论.     

表面处理对p-GaN欧姆接触特性的影响

研究了王水溶液对p-GaN欧姆接触特性的作用.在蒸镀欧姆电极之前采用王水溶液对表面进行处理,使p-GaN的比接触电阻从8×10-3降低到2.9×10-4Ω·cm2.利用X射线光电子谱(XPS)对p-GaN表面氧含量进行分析,结果表明王水可以有效地去除p-GaN表面的氧化物,从而改善p-GaN的欧姆接触特性.     

干法刻蚀和氢等离子体处理制备增强型p-GaN栅AlGaN/GaN HEMT特性

增强型p-GaN栅AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)的栅与源漏之间的沟道特性对器件性能具有重要的影响.在同一晶圆衬底上,采用干法刻蚀和氢等离子体处理栅与源、漏之间的p-GaN,制备增强型p-GaN栅AlGaN/GaN HEMT.对器件静态、动态特性和栅极漏电特性进行研究,采用两种方法制备的器件均具有较高的击穿电压(＞850 V@10 μA/mm).通过氢等离子体处理制备的器件的方块电阻较大,导致输出电流密度较低,在动态特性和栅极漏电方面具有明显的优势,氢等离子体处理技术提高了界面态的缺陷激活能,从而实现了较低的栅极反向漏电.     

硅基中长波红外减反微结构研究

采用微加工工艺在Si衬底上制备了微柱和微锥阵列,结合光学建模分析,研究了结构参数对中长波（2.5~9 m）红外光反射率的影响规律。使用严格耦合波分析方法（RCWA）计算的微结构反射光衍射效率与傅里叶红外变换光谱仪（FTIR）测试的反射率结果吻合较好。研究结果表明,Si基微结构对TM及TE偏振光均有良好的红外光减反特性,微锥结构具有更好的减反效果,2.5~6.5 m中红外偏振光的反射率低至2%,同时表现出良好的宽谱与广角度减反特性。