GaInP/AlGaInP脊形波导激光器器件结构的优化研究

通过优化脊形波导的结构参数可以降低脊形波导激光器的阈值电流 ,提出了实现亚微米脊宽 ,从而降低阈值电流的方法。针对脊形波导制作过程中蚀刻深度不易控制的问题 。

大功率GaInP/AlGaInP半导体激光器

制备了大功率实折射率GaInP/AlGaInP压应变分别限制量子阱激光器.所用外延材料在15°偏角的GaAs衬底上由有机金属气相外延一次外延生长得到.制备的激光器具有双沟脊波导结构,条宽和腔长分别为3和900μm,前后端面分别蒸镀5%的增透膜和95%的高反膜.分析了室温连续激射时激光器的光电输出性能.阈值电流的典型值为32mA,光学灾变阈值为88mW,功率为80mW时的工作电流为110mA,斜率效率为1W/A,串联电阻为3Ω.基横模光输出功率可达60mW,60mW时的平行结和垂直结的远场发散角分别为10°和32°,激射波长为658·4nm.器件的内损耗为4·1cm-1,内量子效率达80%,透明电流密度为648A/cm2.

CMP工艺参数对AlGaInP基LED衬底转移的影响

以GaP/Al2O3/SiO2引导式出光结构作为芯片键合层,通过化学机械抛光工艺减少AlGaInP基Mini-LED衬底转移过程中出现的外延层空洞,提高芯片制备工艺良率。以材料去除速率和表面粗糙度作为技术评价指标,基于单因素实验结果对抛光压力、抛光头转速、抛光盘转速、抛光液流速四个影响化学机械抛光工艺的因素展开L9(34)的正交实验,实验结果表明:在抛光头转速75 r/min、抛光盘转速80 r/min、抛光压力8 kPa、抛光液流速100 mL/min条件下,材料去除速率为83.12 nm/min,表面粗糙度最低为0.477 nm,采用优化后的工艺条件能够获得高质量的GaAs键合表面,有效减少外延空洞,提高制备良率。

GaInP/AlGaInP应变多量子阱激光器垂直于结方向上的光束质量研究

用转移矩阵方法对 680nmGaInP/AlGaInP应变多量子阱激光器的波导模式作了分析和计算。根据非傍轴光束传输的矢量矩理论 ,对该激光器垂直于结平面方向上的光束质量因子M2 ⊥ 进行了理论计算 ,结果表明M2 ⊥ 小于 1,和实验结果相符合。

脊形波导激光器中GaInP/AlGaInP选择蚀刻性的研究

本文制做了 6 70 nm Ga In P/ Al Ga In P应变层单量子阱脊形波导激光器。为了进一步优化工艺 ,在普通的单量子阱材料横向结构中嵌入了 30～ 5 0 nm的 Ga In P蚀刻阻挡层。用此种材料加工而成的腔长12 0 0 μm、宽 6 4μm的氧化条激光器的阈值电流密度为 340 A/ cm2。采用配比为 1.0∶ 2 .5的 HCl∶H2 O溶液对 Ga In P/ Al Ga In P进行湿蚀刻研究 。

谱导数法在光谱研究GaInAs/InP和GaInP/AlGaInP多量子阱中的应用

在简要讨论谱导数法物理机理的基础上 ,给出了其在光吸收谱和光反射谱方法研究张应变GaInAs InP和GaInP AlGaInP多量子阱中的成功应用实例 .比较了不同阶谱导数对测定激子跃迁能量的影响 ,论及了其与双调制谱方法、曲线拟合方法的区别 .指出了谱导数法在光谱研究GaInAs InP和GaInP AlGaInP多量子阱中的重要性和易行性 .

红光GaInP/AlGaInP正方形微腔激光器

利用普通光刻和感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术制作了红光GaInP/AlGaInP正方形微腔激光器,光功率电流曲线表明,器件实现了200 K的低温激射。对边长为10μm、输出波导长为30μm的正方形微腔激光器,室温测量得到的纵模模式间距为1.3 nm,所对应的是由输出波导和正方形腔组成的F-P腔的F-P模式。采用二维时域有限差分法(FDTD),模拟研究了侧壁粗糙对正方形腔模式品质因子的影响。

Si掺杂对AlGaInP/GaInP多量子阱性能的影响

采用LP MOCVD技术在n GaAs衬底上生长了AlGaInP/GaInP多量子阱红光LED外延片。以X射线双晶衍射技术和光致发光技术对外延片进行了表征 ,研究了Si掺杂对AlGaInP/GaInP多量子阱性能的影响。研究表明 :掺Si能大大提高 (Al0 .3 Ga0 .7) 0 .5In0 .5P/Ga0 .5In0 .5P多量子阱的发光强度。相对于未故意掺杂的样品 ,多量子阱垒层掺Si使多量子阱的发光强度提高了 13倍 ,阱层和垒层均掺Si使多量子阱的发光强度提高了 2 8倍。外延片的X射线双晶衍射测试表明 。

双条形电极结构AlGaInP-LED微阵列器件的设计和实验研究

设计了一种基于AlGaInP发光材料的像素为320×240、单元像素面积为100μm×100μm微型LED阵列。通过仿真和分析,设计了一种双条形电极结构。考虑到不同电极宽度下的电流分布情况以及电极的遮光效应,设计了电极宽度为13μm的优化电极结构,使得每个发光像素的表面出光面积比为50.15%,并分析了电极对有源层出射的光的反射影响。制定了基于MOEMS工艺的微型LED器件的制作流程并进行了基本实验研究,最终给出了制作出的上电极的单个单元照片。

退火对p型GaP和p型AlGaInP载流子浓度的影响

采用LP-MOCVD技术在n-GaAs衬底上生长了AlGaInP/GaInP多量子阱红光LED外延片.相关研究表明退火对p型GaP和p型AlGaInP载流子浓度有重要影响.与未退火样品相比,460℃退火15min,外延片p型GaP层的空穴浓度由5 6×1018cm-3增大到6 5×1018cm-3,p型AlGaInP层的空穴浓度由6 0×1017cm-3增大到1 1×1018cm-3.这可能是由于退火破坏了Mg-H复合体,恢复了Mg受主的活性导致的.

AlGaInP/GaInP多量子阱的拉曼光谱

利用LP-MOCVD生长了不同周期的AlGaInP/GaInP MQW样品,并测量了它们的拉曼光谱。由于样品包括了掺杂的电流扩展层和欧姆接触层以及上、下限制层,拉曼光谱中观察到了与掺杂有关的耦合电子(空穴)气-纵光学声子模。根据喇曼光谱的选择定则,结合光致发光谱,发现AlP-LO/TO的相对强度比可以评定晶体AlGaInP MQW的生长质量。

AlGaInP-LED微阵列单元的热效应分析

对AlGaInP-LED微型阵列发光单元的内部自发热机制进行了分析,并通过对具有回型上电极的发光单元的理论分析与计算,得到了其内量子效率与注入电流的变化关系及器件温度与所加偏压的变化关系。为保证内量子效率取值范围大于85%,得到了器件的最佳工作电流和最佳驱动电压范围以及微阵列各层结构在最佳驱动电压下的热阻分布。通过计算得出器件在2.2 V电压下,从p-n结到外部环境的有效热阻为96.7℃/W。讨论了减小器件热阻的方法,计算得出在理想情况下,添加热沉结构后有效热阻降为30.6℃/W,表明所设计的热沉结构对器件的散热起到了明显的改善作用。

AlGaInP高亮度发光二极管

分析了ＡｌＧａＩｎＰ材料的特点和ＡｌＧａＩｎＰ高亮度发光二极管发光效率的决定因素，对目前国际上研究比较成熟的一些典型结构进行了综合分析，从理论上指出ＡｌＧａＩｎＰ发光二极管在橙黄波段的发光效率的最终决定因素是光的提取效率，而在黄绿波段是发光二极管的内量子效率。并利用ＬＰ－ＭＯＣＶＤ技术制备了ｃｄ级橙黄高亮度发光二极管，发光波长峰值在６０５ｎｍ，ＦＷＨＭ为１８．３ｎｍ，２０ｍＡ工作电流下，５．０８ｃｍ（２英寸）外延片管芯平均轴向发光强度为２０ｍｃｄ，最大３０ｍｃｄ，平均工作电压１．９Ｖ，透明峰值角度２θ１／２＝１５°时轴向发光强度达到１０００ｍｃｄ。

掺杂与Al组分对AlGaInP四元系LED发光效率的影响

在AlGaInP四元系双异质结发光二极管 (DH LED)的材料生长过程中 ,限制层的Al组分与p型掺杂浓度的确定有较大的随意性 ,这对LED的发光不利。通过分析载流子在发光二极管 (LED)双异质结中的输运情况 ,得到了在不同的p型掺杂程度下 ,限制层Al组分与LED发光效率的关系 ,从而可以探索p型掺杂与Al组分对发光效率影响的规律 。

AlGaInP/GaAs外延层的倒易空间图分析

介绍了倒易点二维图的概念,分析了AlGaInP/GaAs外延层的倒易点二维图,阐明其倒易点二维图的展宽方向和原因,获得了应变及晶面弯曲等方面的信息,为优化AlGaInP四元系发光二极管的外延工艺提供了更丰富的信息.

Mg掺杂AlInP限制层窗口结构高功率(3.7W)660nm AlGaInP宽面半导体激光器

本文采用低压金属有机化学气相沉积系统(LP-MOCVD)生长出Mg掺杂压应变分别限制多量子阱结构的AlGaInP/GaInP 660 nm LD外延材料,制作出腔长1000μm、条宽150μm的宽面半导体激光器。采用选择性Zn扩散在管芯两端面区制作出透明窗口结构来提高器件的腔面光灾变阈值(COD)。透明窗口结构激光器最大连续输出功率为3.7 W,是正常结构的激光器COD饱和功率的4.4倍。激光器的特征温度T0为68 K,热阻为4.6 K/W。在热沉温度为20℃时进行了500 mW恒功率老化,老化时间为1000 h。

高温AlGaInP/GaAs双异质结双极晶体管

利用Mo/W/Ti/Au难熔金属作为发射极欧姆接触设计并制作了一种用于功率放大器的新结构AlGaInP/GaAs双异质结双极晶体管(DHBT),分析了与传统AuGeNi作为接触电极的AlGaInP/GaAsDHBT的直流特性差异.研究结果表明,利用难熔金属作为欧姆接触电极的DHBT器件具有较好的高温特性,并进一步分析了其具有良好高温特性的机理.

掺杂与Al组分对AlGaInP四元系LED发光效率的影响

通过分析载流子在发光二极管 (LED)双异质结中的输运情况 ,得到了在不同的P型掺杂程度下 ,限制层Al组分与LED发光效率的关系 ,从而可以探索P型掺杂与Al组分对发光效率影响的规律 。

AlGaInP橙色发光二极管的研制

利用ＬＰ－ＭＯＣＶＤ外延生长ＡｌＧａＩｎＰＤＨ橙色发光二极管，２０ｍＡ工作条件下发光波长峰值在６２８ｎｍ，ＦＷＨＭ为２６ｎｍ，１５°（２θ１／２）视角封装后亮度达到３１０ｍｃｄ；８０ｍＡ工作条件下亮度达到１０００ｍｃｄ。并且分析了生长过程中杂质向有源区扩散对发光光谱的影响。

退火对AlGaInP/GaInP多量子阱LED外延片性能的影响

采用LP MOCVD技术在n GaAs衬底上生长了AlGaInP/GaInP多量子阱红光LED外延片。研究表明退火对外延片性能有重要影响。与未退火样品相比,460℃退火15min,外延片p型GaP层的空穴浓度由5.6×1018cm-3增大到6.5×1018cm-3,p型AlGaInP层的空穴浓度由6.0×1017cm-3增大到1.1×1018cm-3。但退火温度为780℃时,p型GaP层和p型AlGaInP层的空穴浓度分别下降至8×1017cm-3和1.7×1017cm-3,且Mg原子在AlGaInP系材料中的扩散加剧,导致未掺杂AlGaInP/GaInP多量子阱呈现p型电导。在460～700℃退火范围内,并没有使AlGaInP/GaInP多量子阱的发光性能发生明显变化。但退火温度为780℃时,AlGaInP/GaInP多量子阱的发光强度是退火前的2倍。