Influence of growth pressure of a GaN buffer layer on the properties of MOCVD GaN

GaN based III-nitrides are one of the most promising wide band gap semiconductors for the fabrication of optoelectronic devices emitting in the green-ultra-violet range and high-temperature, high-speed electronic devices, because these compounds have wide and direct energy band-gap[1]. Although a lattice-matched substrate is difficult to obtain, -Al2O3 has been successfully used as the substrate to grow GaN film by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD). GaN grown on sapphire cont…     

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.     

蓝宝石衬底上生长AlGaN/AlN结构的应变分析

采用低温和高温AlN复合缓冲层的方法在蓝宝石衬底上外延生长AlGaN/AlN结构,并进行了应变分析.通过X射线双晶衍射ω-2θ扫描曲线和拟合曲线分析发现,AlN是由两个不同弛豫度的应变缓冲层组成,弛豫度分别为96%和97.2%.AlN缓冲层在低温下不完全弛豫,导致高温下存在一个继续弛豫过程.X射线双晶衍射和透射光谱分析发现,AlGaN层Al组分由于未知的AlGaN弛豫度而无法确定.对AlGaN带隙公式和实验结果进行拟合,推算出弯曲系数为1.05 eV,这与已有文献相吻合.     

微通道热沉标准单元制作的SEM观察

半导体激光器由于其体积小、重量轻、结构紧凑且峰值功率高而受关注,由于其结构紧凑而使焊在载片上的器件在界面产生热流峰值达1kw/cm2量级,电-光转换效率达50%～60%,这个热负载限制了器件室温工作的要求,是高功率器件运转的主要限制因素。为便于高平均功率下这些器件的运行,各种有效热沉已发展起来,大致分为两组:(1)一组激光器安装在一个热沉结构上;(2)一个激光器安装在一个单独的热沉上。由于在(1)情况下维修困难大,而选用Si微通道热沉使热阻值低于现有的冷却器,且标准制冷单元可使LD组成大的阵列,易于实现多功率、多占空比激光器组合及…     

体声波谐振式日盲紫外光传感器研究北大核心

提出了一种并联体声波谐振器(BAWR)与Ga_(2)O_(3)基MSM紫外传感器的新型高灵敏度传感器结构,即体声波谐振式日盲紫外光传感器(BAWR-UV Sensor)。设计并制备了MSM Ga_(2)O_(3)紫外传感器和BAWR传感器,将实测的光、暗S参数在仿真软件中封装为S1P数据模型代替MSM等效电路,用MBVD模型代替BAWR等效电路,通过并联两种结构建立了BAWR-UV仿真模型;采用ADS软件仿真了BAWR核心参数对BAWR-UV传感器灵敏度的影响,研究了提高灵敏度的设计方案。仿真结果表明,在0.5~4.5 GHz频率范围内,BAWR-UV的并联Q值越大,阻抗灵敏度越高,同时阻抗灵敏度随频率降低而增大,在并联谐振频率f_(p)=0.533 GHz时获得最佳阻抗灵敏度为100 kΩ/(μW/mm^(2));频率灵敏度随频率的升高而增大,在f_(p)=4.5 GHz时获得最佳频率灵敏度为1.4 MHz/(μW/mm^(2))。最后,开展了高灵敏度日盲紫外传感器的探索。     

应用于高密度近场光存储技术的亚波长纳米孔

近场光存储技术因其高分辨率、超出传统光学衍射极限的限制等特点成为实现下一代高密度光存储的关键解决方案之一.目前应用的主要瓶颈是其光源较低的透过强度难以达到实际应用的要求.文章利用金属表面的周期性结构激发表面等离子体激元来提高亚波长纳米孔的透过率的解决途径.实验中制作了两种周围带有表面周期结构的纳米微孔,并对小孔周围光栅状结构的形状对纳米孔透过强度的影响进行了讨论.在此基础上提出了将纳米孔应用于高密度存储领域的设想.     

表面等离子体近场光刻制作二维纳米阵列

重点介绍了采用表面等离子体增强效应的近场光刻制作亚微米结构的二维点阵图形的技术。在研究亚波长纳米孔阵列超透射现象基本原理的基础上,应用有限差分时域(FDTD)算法数值模拟了周期性孔阵列的电场强度分布,讨论了纳米孔阵列所激发的表面等离子体激元提高近场光刻分辨率的微观机制。以金膜上的亚波长纳米孔阵列作为掩模版进行了接触式曝光实验,实际制作出了光刻胶的亚波长二维点阵图形,点阵图形的直径约为300nm,周期约为700nm。这种新型的微纳加工技术具有应用简单、成本低等特点,在大规模二维纳米点阵的制作方面有一定的应用潜力。     

基于GaN/AlGaN高电子迁移率场效应晶体管的室温太赫兹探测器

本文主要论述一种带平板天线,基于GaN/AlGaN高电子迁移率场效应晶体管的室温太赫兹探测器。太赫兹辐射下,由于天线的作用会在栅下感应出平行沟道和垂直沟道的太赫兹电场,由此在源漏产生强烈依赖于栅压的直流光电流。尽管栅极远离源漏两端,平行沟道和垂直沟道的太赫兹电场依然很强。探测器可以用自混频理论很好的描述。在室温下,探测器的响应度和噪声等效功率分别为100 nW/sqrt（Hz）和 3 mA/W。探测器具有很高的响应速度,在5 KHz的调制下,光电流没有衰减。如果缩少栅极和源漏的距离将进一步提高探测灵敏度。     

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″。     

Si(111)衬底无微裂GaN的MOCVD生长

采用Al N插入层技术在Si(1 1 1 )衬底上实现无微裂Ga N MOCVD生长.通过对Ga N外延层的a,c轴晶格常数的测量,得到了Ga N所受张应力与Al N插入层厚度的变化关系.当Al N厚度在7～1 3nm范围内,Ga N所受张应力最小,甚至变为压应力.因此,Ga N微裂得以消除.同时研究了Al N插入层对Ga N晶体质量的影响,结果表明,许多性能相比于没有Al N插入层的Ga N样品有明显提高