Al0.98Ga0.02As的湿法氧化规律

为实现精确控制VCSELs器件中氧化孔的大小,对Al0.98Ga0.02As的湿法氧化规律进行了分析研究.首先运用一维Deal-Grove模型分析了Al0.98Ga0.02As条形台面湿法氧化的一般规律,并在此基础上进一步分析推导,加以适当的简化,提出了适用于二维圆形台面的简单氧化模型,用此模型模拟得到的结果与实验数据十分吻合.同时,实验中观察到氧化孔径很小时氧化速率突增的现象.运用这些规律,将氧化长度的精度控制在0.5μm内,基本实现了氧化工艺的可控性及可重复性.     

隧道带间耦合级联新型激光器扩展电流的优化

隧道带间耦合级联激光器采用C掺杂生长隧道结,由于高浓度C掺杂层在激光器多个有源区之间分布形成了高电导层,增加了注入电流的横向扩展,使激光器的性能不能充分发挥出来。我们利用双面电极新型结构可以很好地克服横向电流扩展,使级联的激光器保证充分的光输出功率,具体是在常规激光器背面衬底做完全与正面电极相同而对中的电极,当加入电场后,使电场完全集中在这两个相对中的电极之间,使激光器注入的电流从正面电极完全不扩展地流入到背面衬底电极,保证每个有源区都注入相同的电流而保证每个有源区充分的光输出。对4个有源区级联的激光器光输出功率较常规电极提高70%以上,输出光功率从1.6W提高到2.4W,斜率效率提高70%以上。     

隧道再生大功率半导体激光器瞬态热特性研究

讨论了隧道再生大功率半导体激光器内部的热源分布，利用有限元方法模拟计算了其在脉冲工作下的二维瞬态热分布，同时测量了不同时刻波长的漂移量并换算为温升值，与计算结果进行了比较，二者基本吻合。模拟结果还表明靠近衬底的有源区温度略高于靠近热沉的有源区温度；用金刚石一铜热沉替换铜热沉，还可以很好地降低器件内部温升，使隧道再生大功率半导体激光器能够高效工作。     

AlxGa1-xAs选择性湿法氧化技术的研究

详细研究了温度和Al组分与AlxGa1-xAs横向氧化速率的关系,通过分析氧化机制和实验得到的氧化宽度与时间的线性关系,指出在较短时间内的氧化为受AlxGa1-xAs材料与水汽反应速率限制的过程。运用优化的氧化条件,成功制备了氧化孔径为8μm的垂直腔面发射激光器,最大直流光输出功率为3.2mW,激射波长为978nm,工作电流为15mA。     

垂直腔面发射激光器新型结构的特性比较

通过对一种微分量子效率可以大于1的新型多有源区隧道再生应变量子阱垂直腔面发射半导体激光器(VCSELs)结构,以及由此设计出的阈值电流更小、输出功率更大的器件与普通结构在反射率及注入电流都相同的条件下输出功率大小的比较及阈值电流密度大小的比较,从而在理论上证实了这种VCSELs新型结构的优势。     

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．     

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.     

薄膜AlGaInP发光二极管中不同反光镜的研究

本文计算了GaP/Au 反光镜, GaP/SiO2/Au 三层ODR and GaP/ITO/Au 三层ODR的反射率随角度的变化值。制作了GaAs衬底的AlGaInP LED,Au反光镜、SiO2 ODR和ITO ODR的薄膜AlGaInP LED。在20mA下,四种样品光输出功率分别为1.04mW, 1.14mW, 2.53mW and 2.15mW。制作工艺退火后,Au扩散使Au/GaP反光镜的反射率降至9％。1/4波长的ITO和SiO2透射率不同造成了两种薄膜LED光输出功率不同。ITO ODR中加入Zn可以大大降低LED的电压,但并不影响LED的光输出。     

功率AlGaN/GaN肖特基二极管结构优化设计

利用Silvaco-ATLAS软件设计了AlGaN/GaN肖特基二极管(SBD)的基本结构,主要针对功率器件的关键参数—击穿电压进行仿真模拟,分析对比了AlGaN/GaN异质结中Al的组分、二极管阳极与阴极的间距Lac、场板的引入和长度以及FP结构下钝化层Si₃N₄的厚度t对二极管击穿特性的影响。结果显示,Lac的增加、场板的引入和FP结构下钝化层厚度t的变化均对二极管的击穿特性有所优化,但同时,Al组分的增加和Lac的增加对二极管引入了不同程度的负面影响。仿真结果对器件的实际制作具有一定的指导意义。     

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。