电流增益截止频率为441 GHz的InGaAs/InAlAs InP HEMT

本文设计并制作了fT>400 GHz的In_(0.53)Ga_(0.47)As/In_(0.52)Al_(0.48)As铟磷高电子迁移率晶体管(InP HEMT)。采用窄栅槽技术优化了寄生电阻。器件栅长为54.4 nm,栅宽为2×50μm。最大漏极电流IDS.max为957 mA/mm,最大跨导gm.max为1265 mS/mm。即使在相对较小的VDS=0.7 V下,电流增益截止频率fT达到了441 GHz,最大振荡频率fmax达到了299 GHz。该器件可应用于太赫兹单片集成放大器和其他电路中。

InAlAsInGaAs HEMT跨阻前置放大器的设计与实现

提出了基于耗尽型InAlAs InGaAsHEMT器件的光纤通信接收机中的单电源跨阻前置放大器电路 ,并给出了设计方法与实验结果 .该前置放大器采用单电源供电 ,单端输入 ,双端差动输出 ,由两级源级跟随器 ,一级输出级以及一个反馈电阻组成 .当前置放大器工作在 2 .5Gbit s时 ,跨阻可达 62 .5dBΩ .采用 + 5V电源供电 ,功耗为 2

采用InGaAs或InAlAs缓冲层的高In组分InGaAs探测器结构材料特性(英文)

利用气态源分子束外延在InP衬底上生长了具有InxGa1-xAs或InxAl1-xAs连续递变缓冲层的高In组分In0.78Ga0.22As探测器结构.通过原子力显微镜、X射线衍射、透射电子显微镜和光致发光对它们的特性进行了表征和比较.结果表明,具有InxGa1-xAs或InxAl1-xAs缓冲层的结构都能获得较平整的表面;具有InxGa1-xAs缓冲层的探测器结构表现出更大的剩余应力;具有InxAl1-xAs缓冲层的探测器结构所观察到的光学特性更优.

应变补偿InGaAs/InAlAs量子级联激光器

利用应变补偿的方法研制出激射波长 λ≈ 3.5— 3.7μm的量子级联激光器 .条宽 2 0 μm,腔长 1 .6mm的 Inx Ga1- x As/Iny Al1- y As量子级联激光器已实现室温准连续激射 .在最大输出功率处的准连续激射可持续 30 min以上 .

GaAs基InAlAs/InGaAsMHEMT直流特性研究

报道了用 MBE技术生长的 Ga As基 In Al As/In Ga As改变结构高电子迁移率晶体管 (MHEMT)的制作过程和器件的直流性能。对于栅长为 0 .8μm的器件 ,最大非本征跨导和饱和电流密度分别为 3 5 0 m S/mm和1 90 m A/mm。源漏击穿电压和栅反向击穿电压分别为 4V和 7.5 V。这些直流特性超过了相同的材料和工艺条件下 Ga As基 PHEMT的水平 ,与 In P基 In Al As/In Ga As

一种25 Gbit/s背入射高速InAlAs雪崩光电二极管

设计并制备了一种面向25 Gbit/s长距离传输用背面进光高速InAlAs雪崩光电二极管(APD),芯片采用垂直台面吸收-渐变-电荷-倍增层分离(SAGCM)结构,通过刻蚀工艺形成三层台面,将电场限制在最大台面倍增层的中心,有效降低了台面边缘击穿风险。器件采用倒装焊结构,背面集成微透镜,以提高光耦合孔径。研制的APD芯片在增益M=1时,对1310 nm波长光的响应度为0.84 A/W;在M=10时,3 dB带宽达到19 GHz;增益带宽积为180 GHz;在5×10^(-5)误码率下最佳灵敏度为-22.3 dBm,可支持100GBASE-ER4通信标准。

掺杂InGaAs/InAlAs单量子阱中电子对称态和反对称态磁输运研究

利用变温Hall测量研究了重掺杂InGaAs/InAlAs单量子阱中二维电子气 ,发现在量子阱中由于存在电子对称态和反对称态导致纵向电阻出现拍频现象。通过分析拍频节点位置 ,得到电子对称态和反对称态之间的能级间距为 4meV。此外 ,通过迁移率谱方法和多载流子拟合过程研究了不同迁移率电子的浓度和迁移率随温度的变化关系 .

InGaAs/InAlAs量子级联激光器研究

简要报道了自行研制的 In Ga As/ In Al As量子级联激光器的制备及其主要特性 .该器件具有增强型脊型波导结构 ,在 80 K时阈值电流为 0 .5 A,相应的阈值电流密度为 5 KA/ cm2 .

低温InGaAs/InAlAs多量子阱的分子束外延生长与表征

采用气源分子束外延(GSMBE)生长了低温InGaAs材料,研究了生长温度及As压对InGaAs材料性质的影响,得到优化的生长条件为:生长温度为300℃、As压为77.3kPa。通过Be掺杂,并采用In0.52Al0.48As/In0.53Ga0.47As多量子阱结构,将材料的方块电阻提高到1.632×106Ω/Sq,载流子数密度降低至1.058×1014 cm-3。X射线衍射结果表明:InGaAs多量子阱材料具有较高的晶体质量。这种Be掺杂InGaAs多量子阱材料缺陷密度大且电阻率高,是制作太赫兹光电导天线较理想的基质材料。

级联倍增InAlAs/InAlGaAs雪崩光电二极管暗电流成分分析

实验制备了级联倍增InAlAs/InAlGaAs雪崩光电二极管,对二极管暗电流随台面直径和温度的变化进行了研究分析。结合暗电流函数模型,利用Matlab软件对暗电流的各成分进行了数值计算,并仿真研究了芯片结构的缺陷浓度Nt和表面复合速率S对暗电流的影响。结果表明,二极管暗电流主要来自于体暗电流,而非表面漏电流。在工作点偏压90V处,受缺陷影响的缺陷辅助隧穿电流Itat在暗电流中占据了主导,并推算出了芯片结构的缺陷浓度Nt约为1019 m-3、吸收区中的缺陷浓度NInGaAs约为7×1015 m-3。由于芯片结构的缺陷主要来源于InAlAs/InAlGaAs倍增区和InGaAs吸收区,而吸收区缺陷占比很少,因此认为缺陷主要来自于异质结InAlAs/InAlGaAs倍增区。

As压调制的InAlAs超晶格对InAs纳米结构光学特性的影响

利用固源分子束外延(MBE)设备生长出InAs/InAlAs/InP(001)纳米结构材料,探讨了As压调制的InAlAs超晶格对InAs纳米结构光学特性的影响.结果表明,As压调制的InAlAs超晶格能有效地调整InAs纳米结构的形貌特性、发光峰位,改善发光线宽,提高辐射效率,从而有利于其在长波长光电器件方面的应用.

InGaAs(InAlAs)/InP和InP/InAlAs湿法选择腐蚀研究

介绍了两种选择腐蚀液对InGaAs(InAlAs)I/nP和InPI/nAlAs异质结构材料选择腐蚀的实验结果,重点介绍在InAlAs上面生长InP的湿法选择腐蚀,用HClH∶3PO4C∶H3COOH系列腐蚀液,InPI/nAlAs选择比大于300。InPI/nAlAs湿法选择腐蚀的结果可以很好应用到OEIC芯片制作中,并取得了较好的器件及电路结果。

太赫兹InP基InAlAs/InGaAs PHEMTs的研制（英文）

研制了一种T型栅长为90 nm的InP基In_(0.52)Al_(0.48)As/In_(0.65)Ga_(0.35)As赝配高电子迁移率晶体管(PHEMTs).该器件的总栅宽为2×25μm,展现了极好的DC直流和RF射频特性,其最大饱和电流密度和最大有效跨导分别为894 m A/mm和1 640 m S/mm.采用LRM+(Line-Reflect-Reflect-Match)校准方法实现系统在1~110 GHz全频段内一次性校准,减小了传统的分段测试多次校准带来的误差,且测试数据的连续性较好.在国内完成了器件的1~110 GHz全频段在片测试,基于1~110 GHz在片测试的S参数外推获得的截止频率ft和最大振荡频率f_(max)分别为252 GHz和394 GHz.与传统的测试到40 GHz外推相比,本文外推获得的f_(max)更加准确.这些结果的获得是由于栅长的缩短,寄生效应的减小以及1~110 GHz全频段在片测试的实现.器件的欧姆接触电阻率减小为0.035Ω·mm.

InP衬底上InAlAs异变缓冲层和高铟组分InGaAs的生长温度优化（英文）

利用气态源分子束外延技术在InP衬底上生长了包含InAlAs异变缓冲层的In0.83Ga0.17As外延层.使用不同生长温度方案生长的高铟InGaAs和InAlAs异变缓冲层的特性分别通过高分辨X射线衍射倒易空间图、原子力显微镜、光致发光和霍尔等测量手段进行了表征.结果表明,InAlAs异变缓冲层的生长温度越低,X射线衍射倒易空间图(004)反射面沿Qx方向的衍射峰半峰宽就越宽,外延层和衬底之间的倾角就越大,同时样品表面粗糙度越高.这意味着材料的缺陷增加,弛豫不充分.对于生长在具有相同生长温度的InAlAs异变缓冲层上的In0.83Ga0.17As外延层,采用较高的生长温度时,X射线衍射倒易空间图(004)反射面沿Qx方向的衍射峰半峰宽较小,77K下有更强的光致发光,但是表面粗糙度会有所增加.这说明生长温度提高后,材料中的缺陷得到抑制.

生长在(311)A面GaAs衬底上的InAlAs/AlGaAsⅡ型量子点的光致发光研究

测量了生长在 (311) A面 Ga As衬底上的 In0 .5 5 Al0 .45 As/ Al0 .5 Ga0 .5 As自组织量子点光致发光谱 ,变激发功率和压力实验证明发光峰是与 X能谷相关的 型发光峰 ,将它指认为从 Al0 .5 Ga0 .5 As势垒 X能谷到 In0 .5 5 Al0 .45 As重空穴的 型跃迁 .高温下观察到的高能峰随压力增大向高能方向移动 ,认为它来源于量子点中 Γ能谷与价带之间的跃迁 .在压力下还观察到了一个新的与 X相关的发光峰 ,认为它与双轴应变引起的导带

InAlAs/InGaAs调制掺杂场效应晶体管研究

从理论上和实验上对InAlAs/InGaAs调制掺杂场效应晶体管(MODFET)进行了研究。建立了简单的一维电荷控制模型,并进行二维数值模拟,得到了不同偏压下器件内部电势分布和电子浓度分布。在上述理论的指导下,设计了我们所需要的器件纵向和横向结构,并对设计器件的直流特性进行了计算机辅助分析。最后叙述了利用国产Ⅳ型MBE设备生长的材料制作出MODFET的工艺过程,并对器件的直流特性和射频特性进行了测试和分析。直流测试表明,器件的最大饱和电流密度为125mA/mm,最大非本征跨导达250mS/mm;射频测试得到器件(L_g=1.0～1.2βm,W_g=150μm)的特征频率f_T为26GHz,最高振荡频率f_(max)为43GHz。

应变自组装InAlAs量子点材料和红光量子点激光器

通过提高量子点材料的质量和优化量子点激光器材料的结构 ,研制出高质量的应变自组装 In Al As/Al Ga As/Ga As量子点材料和低温连续激射的红光量子点激光器。

组分过冲对InP基InAlAs递变缓冲层的影响(英文)

通过在InP基InxAl1-x As递变缓冲层上生长In0.78Ga0.22As/In0.78Al0.22As量子阱和In0.84Ga0.16As探测器结构,研究了缓冲层中组分过冲对材料特性的影响.原子力显微镜结果表明,在InAlAs缓冲层中采用组分过冲可以使量子阱及探测器样品表面粗糙度都得到降低.对于相对较薄的量子阱结构,X射线衍射倒易空间扫描图和光致发光谱的测量表明,使用组分过冲可以增加弛豫度、减小剩余应力并改善光学性质.而对于较厚的探测器结构,X射线衍射和光致发光谱测试发现使用组分过冲后的材料性质没有明显的变化.量子阱和探测器结构的这些不同特性需要在器件设计应用中加以考虑.

栅长90nm的晶格匹配InAlAs/InGaAs/InP HEMT

文章报道了90nm栅长的晶格匹配InP基HEMT器件。栅图形是通过80kV的电子束直写的,并采用了优化的三层胶工艺。器件做在匹配的InAlAs/InGaAs/InPHEMT材料上。当Vds=1.0V时,两指75μm栅宽器件的本征峰值跨导达到720ms/mm,最大电流密度为500mA/mm,器件的阈值电压为-0.8V,截止频率达到127GHz,最大振荡频率达到152GHz。

InGaAs/InAlAs多量子阱电吸收光调制器

在国内首次设计并制作了脊波导结构的In(0.53)Ga(0.47)As／In(0.52)Al(0.48)AS多量子阱电吸收型光调制器，并对它的工作特性进行了测试。在3.0V的驱动电压下实现了20dB以上的消光比，光3dB带宽达到了3GHz。对限制光调制器带宽的主要原因进行了分析，结果表明器件电容限制了带宽的提高，这主要是由于SiO2刻蚀液的钻蚀导致SiO2绝缘层厚度减小造成的。改进制作工艺可望大大改善调制器的工作带宽。