聚焦离子束诱发金属有机化学气相淀积碳-铂薄膜

通过一系列实验 ,对聚焦离子束诱发 MOCVD的成膜机理进行了研究 ,给出了淀积速率同离子束流等参数之间关系的理论模型 .发现随着离子束流的增大 ,薄膜淀积速率增大 ,但并非完全线性增加 ,薄膜中的 C/ Pt比例也随之变化 ,薄膜电阻率则随之降低 ,最后趋向恒定 .

光加热低压金属有机化学气相淀积生长AlGaN

采用光加热低压金属有机化学气相淀积方法成功地制备出高质量的、组分均匀的AlGaN外延层。结果表明 ,铝和镓的并入效率基本相等 ,这有别于其他研究报道。此外 ,建立了铝相对镓的并入效率与气相预反应之间的关系模型 ,它表明 ,光加热对预反应有较大的影响。结合GaN的生长可以看出 ,光加热有利于抑制预反应 ,从而有利于提高样品质量和铝组分的均匀性。

离子注入诱导成核外延高质量AlN

超宽禁带AlN材料具有禁带宽度大、击穿电场高、热导率高、直接带隙等优势,被广泛应用于光电子器件和电力电子器件等领域.AlN材料的质量影响着AlN基器件的性能,为此研究人员提出了多种方法来提高异质外延AlN晶体的质量,但是这些方法工艺复杂且成本高昂.因此,本文提出了诱导成核的新方法来获得高质量的AlN材料.首先,对纳米图案化的蓝宝石衬底注入不同剂量的N离子进行预处理,随后基于该衬底用金属有机化学气相沉积法外延AlN基板,并在其上生长多量子阱结构,最后基于此多量子阱结构制备紫外发光二极管.研究结果表明,在注入N离子剂量为1×10^(13) cm^(-2)的衬底上外延获得的AlN基板,其表面粗糙度最小且位错密度最低.由此可见,适当剂量的N离子注入促进了AlN异质外延过程中的横向生长与合并过程;这可能是因为N离子的注入,抑制了初期成核过程中形成的扭曲的镶嵌结构,有效地降低了AlN的螺位错以及刃位错密度.此外,基于该基板制备的多量子阱结构,其残余应力最小,光致发光强度提高到无注入样品的152%.此外,紫外发光二极管的光电性能大幅提高,当注入电流为100 mA时,光输出功率和电光转换效率分别提高了63.8%和61.7%.

高效率976nm激光器材料

使用自洽二维数字模拟软件优化半导体激光器的外延结构,对GaInAs/AlGaAs分别限制压应变单量子阱结构进行了模拟,研究了包层和波导层的Al组分对工作电压的影响。根据模拟结果,采用金属有机化学淀积(MOCVD)技术,外延生长了单量子阱976nm激光器材料。利用该材料制作成2mm腔长的连续(CW)单管器件,采用C-mount载体标准封装,并进行了测试。测试结果表明,模拟与实验的结论一致,降低优化包层和波导层的Al组分可以减小工作电压,从而提高了976nm半导体激光器的转换效率。室温下,当工作电流为500A/cm2时,包层和波导层Al组分分别为0.35和0.15时,激光器的工作电压降低为1.63V,使得电光转换效率达到67%。

应变InGaAs/GaAs量子阱MOCVD生长优化及其在980nm半导体激光器中的应用

使用低压MOCVD生长应变InGaAs/GaAs 980 nm量子阱。研究了生长温度、生长速度对量子阱光致发光谱(PL)的影响。并将优化后的量子阱生长条件应用于980 nm半导体激光器的研制中,获得了直流工作下,阈值电流为19 mA,未镀膜斜率效率为0.6 W/A,输出功率在100 mW的器件。

InGaAs/InP材料的Zn扩散技术

使用MOCVD反应室进行了InGaAs和InP材料上的Zn扩散工艺条件研究。通过控制扩散温度、扩散源浓度和扩散时间三个主要工艺参数,研究了InGaAs/InP材料的扩散系数和扩散规律,获得了优化的扩散条件。试验表明,该扩散工艺符合原子扩散规律,扩散现象可以用填隙-替位模型解释。样品经过快速退火过程,获得了极高的空穴浓度。InP的空穴浓度达到7.7×1018/cm3,而InGaAs材料达到7×1019/cm3。在优化的扩散条件下,Zn扩散的深度和浓度精确可控,材料的均匀性好,工艺重复性好,能够应用于光电探测器或其他器件。

GaN核辐射探测器材料与器件研究进展

文章介绍GaN材料作为核探测器的潜在优势和国内外的研究状况,并概要综述GaN材料外延的主要技术、特点及其最新发展。通过模拟计算,总结了使用GaN制备核探测器对材料的基本要求。同时,根据目前的研究现状,提出了在GaN材料生长和器件制作方面存在的主要技术问题及其解决方向。

面向VCSEL的Al_(0.98)Ga_(0.02)As薄膜湿法氧化的研究

为了系统研究VCSEL制作中的湿法氧化过程和机理,设计了专门的材料结构并采用MOCVD技术进行外延生长。对经过光刻和干法刻蚀形成的台面结构样品进行不同时间的湿法氧化,由表面形貌及断面结构来确定氧化程度。研究发现,氧化时间较短时,Al_(0.98)Ga_(0.02)As层的横向氧化深度随氧化时间呈线性变化;随着氧化时间增加,横向氧化深度与氧化时间呈抛物线变化,并渐趋于饱和。此外实验中发现Al_(0.98)Ga_(0.02)As层的湿法氧化速度可比Al_(0.9)Ga_(0.1)As层高一个数量级,且Al_(0.9)Ga_(0.1)As层的湿法氧化速度随其层厚增加而增大。最后根据修正的一维Deal-Grove氧化模型计算了受限空间内Al_(0.98)Ga_(0.02)As层横向氧化深度随氧化时间的变化关系。

利用In_(0.82)Ga_(0.18)As与InP衬底之间的应力制作结构材料的缓冲层

采用低压金属有机化学气相淀积(LP-MOCVD)技术,在InP(100)衬底上生长In0.82Ga0.18As,研究生长温度对In0.82Ga0.18As材料表面形貌、结晶质量和电学性能的影响。利用InP(100)衬底与In0.82Ga0.18As材料晶格失配所产生的应变,在不同的生长温度下应变释放程度不同,进而在In0.82Ga0.18As表面形成不同类型的缓冲层。分析不同的缓冲层对外延层In0.82Ga0.18As的影响,从而优化出最佳的生长温度。

MOCVD生长高Al组分AlGaN材料研究

报道了用MOCVD在蓝宝石衬底上生长日盲型AlGaN基紫外探测器用的高质量AlN、AlGaN材料。通过优化AlN、AlGaN生长的工艺条件,如生长温度、生长压力及Ⅴ/Ⅲ比等,得到了器件级高质量的AlN、AlGaN外延材料。AlN外延膜X射线双晶衍射ω(002)面扫描曲线半高宽为97",ω(102)面扫描曲线半高宽为870",Al0.6Ga0.4N外延膜双晶衍射ω(002)面扫描曲线半高宽为240";使用原子力显微镜(AFM)对两种样品5μm×5μm区域的表面平整度进行了表征,AlN外延膜的粗糙度(Rms)为8.484nm,Al0.6Ga0.4N外延膜的粗糙度为1.104nm;透射光谱测试显示AlN和Al0.6Ga0.4N吸收带边分别为205nm和266nm,且都非常陡峭。

用于高质量InGaN/GaN MQWs制备的MOCVD配气系统

本文提出了一种新型的MOCVD恒流配气系统,该配气系统可有效地稳定控制温度和压力等关键工艺条件,在多层复杂结构的生长中改善材料质量。本文给出了该配气系统同传统配气方式生长效果的比较,PL对比测试结果表明,该配气系统在多量子阱结构的制备中具有良好的效果。

蓝宝石上高电子迁移率AlGaN/GaN材料的研究

通过优化蓝宝石衬底上GaN材料缓冲层和Mg掺杂生长工艺,获得了高质量的半绝缘GaN缓冲层,同时通过优化AlGaN/GaN异质结材料中AlN插入层的厚度,获得了性能优良的AlGaN/GaN HEMT材料。室温下2DEG载流子面密度为1.21×1013/cm2,迁移率为1970 cm2/V.s,77 K下2DEG迁移率达到13000 cm2/V.s。

研究In_(0.82)Ga_(0.18)As/InP的临界厚度

根据Matthew-Blakeslee和People-Bean的临界厚度理论,利用牛顿迭代公式,使用计算机模拟出高In组分InxGa1-xAs临界厚度的数值解,得出理论上的In0.82Ga0.18As临界厚度.使用低压金属有机化学气相淀积(LP-MOCVD)技术,在InP(100)衬底上分别生长低于临界厚度、等于临界厚度和高于临界厚度的In0.82Ga0.18As低温层,然后在生长条件一致情况下生长In0.82Ga0.18As高温层,分析临界厚度对In0.82Ga0.18As高温层的影响.

Si掺杂对MOCVD生长的n型Al_(0.5)Ga_(0.5)N的影响

采用AlN缓冲层技术在蓝宝石衬底上通过MOCVD方法成功制备出0.5μm的Si掺杂Al0.5Ga0.5N外延薄膜,并对其电学、光学与结构特性进行了研究。Hall测量表明,在室温下n型Al0.5Ga0.5N中的载流子浓度和迁移率分别为1.2×1019cm-3和12cm2/V.s。载流子浓度随Si掺杂量的增加而增大。利用XRD和Raman等测量方法研究了Si掺杂Al0.5Ga0.5N薄膜晶格常数c和Raman散射谱随SiH4流量的变化。随着SiH4流量的增大,Al0.5Ga0.5N薄膜的晶格常数c变小同时E2声子峰发生红移,这表明掺Si后Al0.5Ga0.5N薄膜中的压应力得到了一定程度的弛豫。

应用原子层外延技术分析Turbo-Disk MOCVD外延生长模式

应用原子层外延与分子层外延的理论研究了Turbo DiskMOCVD外延生长过程 ,发现生长主要发生在衬底表面的台阶处 ,当通过控制生长参数达到优质外延时 ,实际上是一种亚原子外延过程 。

MOCVD生长Mn掺杂GaN薄膜的结构与磁学性能研究

用MOCVD技术在[0001]取向的蓝宝石衬底上生长出Mn掺杂的GaN薄膜。测试结果表明,Mn掺杂浓度小于2.7%时没有第二相物质出现。Raman谱结果表明,由于Mn离子的介入,替换了Ga位的阳离子,从而使得A1(LO)模的振动峰向低频方向移动。ESR结果表明,二价的Mn离子替换了三价的Ga离子,尽管如此,薄膜还是仅仅表现出顺磁性。通过Brillouin函数拟合以及ESR结果综合考虑可得,Mn在GaN晶格中的存在状态是孤立的二价顺磁性离子。

α-Al_(2)O_(3)衬底上生长的GaN膜的光学性质

采用金属有机化学气相淀积（ＭＯＣＶＤ）方法生长了α－Ａｌ２Ｏ３衬底上外延的高质量的单晶ＧａＮ薄膜。Ｘ射线衍射光谱与喇曼散射光谱表征了ＧａＮ外延薄膜的单晶结构和单晶质量。透射光谱和光调制反射光谱定出了六角单晶ＧａＮ薄膜的直接带隙宽度和光学参数。

1.06μm大功率连续半导体激光器

利用金属有机化学气相淀积(MOCVD)技术,生长了InGaAs/AlGaAs分别限制压应变双量子阱和单量子阱两种材料结构,通过对不同腔长单管激光器的LIV测试获得内部参数,对单、双阱两种材料结构器件参数进行对比分析,确定了单量子阱结构作为1.06μm大功率半导体激光器的材料结构。通过研究单管激光器的电光转换效率与腔长、注入电流的关系,获得了最高达到57.5%的电光转换效率。对1mm腔长单管激光器进行了大电流高温加速老化测试,结果显示研制出的单管激光器室温下在1.5A工作电流下寿命远大于104h。

(111)AInP衬底上MOCVD外延InGaAsP的表面形貌和光学特性

为了研究 (111)衬底的特性以及实现等边三角形微腔激光器 ,利用金属有机化学气相淀积 (MOCVD)研究了 (111)AInP衬底上InGaAsP外延层的表面形貌和光学特性。考虑到(111)AInP衬底的悬挂键密度比较低 ,在生长过程中有意提高了V/Ш比。通过扫描电子显微镜 (SEM )和光荧光 (PL)谱分别研究了外延层的表面形貌和光学特性。实验发现 ,表面形貌和光学特性随V/Ш比和温度的变化非常大。最佳V/Ш比和温度分别为 4 0 0和 6 2 5℃。

半导体激光器

TN248.4 2000063843高功率1.31μm AlGaInAs应变多量子阱DFB激光器=High power 1.31μm AlGaInAs strain multiquantumwell DFB lasers[刊,中]/杨新民,李同宁,刘涛,周宁,金锦炎,李晓良(武汉邮电科学研究院.湖北,武汉(430074))//光通信研究.—1999,(6).—44—46,59采用金属有机化学汽相淀积工艺和脊型波导结构,