基于亲水表面处理的GaAs/GaN晶片直接键合

对晶片进行亲水表面处理,在氮气保护下500℃热处理10min,成功实现GaAs与GaN晶片的直接键合,键合质量较好.扫描电子显微镜观测结果表明,键合界面没有空洞.光致发光谱观测结果表明,键合工艺对晶体内部结构的影响很小.可见光透射谱测试结果表明,键合界面具有良好的透光特性.GaAs与GaN晶片直接键合的成功,为实现GaAs和GaN材料的集成提供了实验依据.     

微机械气动红外传感器的流体分析

提出了一种可工作于室温环境下的微型气动红外传感器,它基于气体吸收特定波段的红外辐射后产生的一系列热效应为物理基础,可获得包含红外辐射源信息的信号。为深入研究热效应所产生的微热信号对器件整体性能的控制和影响,优化器件的几何结构和行为,建立了符合器件工作机制的经典热传输模型,并在此基础上,利用通用商业有限元模拟软件ANSYS/FLORTRAN进行流体-结构耦合分析,获得了微型腔体温度,流-固界面压力分布情况以及薄膜的弹性形变,掌握了微结构的机械特性以及流畅的热输运特性。     

基于动态规划的PHEV全程能量管理策略研究

在电动汽车仿真平台上,根据实际车型及技术现状合理地设置动力参数,搭建了外接充电式混合动力电动汽车(PHEV)整车模型,在此基础上,结合PHEV的特点,分析了PHEV的控制系统结构,提出了一种以提高燃油经济性为目标的全新的基于动态规划(DP)的PHEV全程能量控制策略。该策略突破了目前PHEV采用的电量消耗-电量保持模式的能量优化管理思路。为了最大限度地使用电池能量,以电池荷电状态(SOC)在路程起点处达到上限值,在终点达到安全下限值为限制条件,运用动态规划算法使得全程燃料经济性最高。仿真结果表明,与传统的能量管理策略相比,基于DP的全程能量管理可大大提高燃料经济性。     

激光剥离技术制备GaN/metal/Si的结构和光学特性研究

采用激光剥离技术结合金属熔融键合技术将生长在蓝宝石衬底上的GaN外延层转移到Si衬底上.GaN和Si表面分别用电子束蒸发Al/Ti/Au和Ti/Au/In后,在氮气环境下200℃加压实现GaN和Si的键合.采用脉冲宽度30 ns、波长248 nm的准分子脉冲激光透过蓝宝石衬底辐照GaN薄膜,在脉冲激光能量密度为380 mJ/cm2的条件下将蓝宝石衬底剥离下来,实现GaN薄膜向Si衬底的转移.样品截面显微镜和扫描电镜(SEM)照片说明经过键合工艺形成了致密的GaN/Al/Ti/Au/In/Au/Ti/Si结构.对转移衬底后的GaN薄膜进行原子力显微镜(AFM)和光致发光谱(PL)测试,结果表明金属熔融键合和激光剥离工艺没有对GaN薄膜的结构和光学特性带来明显的不利影响.     

GaN外延结构中微区应变场的测量和评价

 采用电子背散射衍射(EBSD)技术,测量GaN/蓝宝石结构中的弹性应变场.将EBSD菊池衍射花样的图像质量IQ值及小角度错配作为应力敏感参数,表征GaN-Buffer层-蓝宝石结构中的晶格畸变和转动,显示微区弹性应变场.在GaN/蓝宝石系统中,弹性应变的影响范围大约200×700nm.采用快速傅立叶变换(FFT)提取菊池花样的衍射强度,识别GaN外延结构中的应变/无应变区域.     

半导体器件热特性的电学法测量与分析

利用电学法测量器件的温升、热阻及进行瞬态热响应分析是器件热特性分析的有力工具．本文利用电学法测量了ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ在等功率下,加热响应曲线随电压的变化,并通过红外热像仪测量其温度分布,结果表明电学法测得的平均温度与温度分布有很大关系．理论计算也表明了这一点．在等功率条件下,电学平均温度随着温度分布趋于均匀而减少．该方法可用来判断器件的热不均匀性．     

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.     

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。     

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。     

焊料空隙对条形量子阱激光器温度分布的影响

针对量子阱半导体激光器建立了内部的热源分布模型,利用有限元方法模拟计算得到了条形量子阱半导体激光器的三维稳态温度分布,分析了芯片与热沉间的焊料空隙对芯片内部稳态温度分布的影响.模拟结果表明焊料空隙的位置和尺寸都将影响到芯片内部的温度分布,焊料空隙的存在将导致空隙上方的芯片内部出现局部热点.随着焊料空隙的增大,芯片内热点区域增大,温度增高.位于芯片的条形电极中心下方的焊料空隙引起的芯片内部局部温升最大,并且沿腔长方向光出射腔面上温度相对较高,易引起光出射腔面上正反馈的电热烧毁,与实验结果吻合.