Al_xGa_(1-x)As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。

键合技术在微机械Golay-cell红外探测器中的应用

介绍多种硅片键合技术及其在基于高莱盒(Golay-cell)原理的微机械红外探测器中的应用。对多种键合方法在该器件中的实验结果进行比较,确定了现阶段最优的键合方法,即采用局部电场屏蔽方法的阳极键合方法,键合成功率在90%以上,并初步实现了器件的标准化制作。

超薄膜腐蚀自停止技术的缺陷分析

作为气动红外探测器密封微电容检测腔的核心部件,要求敏感薄膜必须无孔,平整。浓硼硅腐蚀自停止技术制备超薄膜时,扩散前待扩硼区经常会存在各种表面微缺陷,导致扩硼后,再进行反向腐蚀形成的超薄膜会出现微腐蚀孔。利用小孔扩散模型和流体力学中小孔的热壅塞理论详细计算了缺陷的结构尺寸对缺陷底端局部硼浓度的影响。当缺陷半径r0垲姨Dt,其底端的局部硼浓度会远远低于浓硼硅腐蚀自停止的临界浓度5×1019/cm3,从而在下一步的反向腐蚀出膜过程中,表面有缺陷的扩硼区出现微腐蚀孔的几率大大增加。最后,针对膜区域出现的微腐蚀孔,提出了几种解决方案。

一种新颖的低温硅片直接键合技术

提出一种使用CF4等离子体激活处理硅片表面来降低退火温度的低温硅片直接键合新方法.硅片用CF4等离子体激活处理,经过亲水处理预键合后,再在N2保护下进行40h 300℃的热处理,硅片的键合强度达到了体硅本身的强度.

ME MS技术用于红外器件制作

MEMS技术是一项新兴的微细加工技术,已开始在各领域有了广泛应用。它可将信息获取、处理和执行等功能集成为一体化的微电子机械系统(MEMS)或微光电子机械系统(MOEMS),具有微小、智能、可执行、可集成、工艺兼容性好、成本低等特点,因此也开始被红外技术领域所采用,为该领域研究提供了一条新途径。文中简要介绍了MEMS技术的主要特点和工艺,并对MEMS技术在红外器件研制方面的应用作了详细叙述。

具有电流阻挡层的不同GaN基LED的光电特性(英文)

研究对比了InGaN/GaN多量子阱发光二极管中p电极下的不同SiO2电流阻挡层的光电特性。6种样品被分为3组:普通表面、表面粗化、表面粗化+边墙腐蚀。每组都有两种结构,一种具有电流阻挡层,另一种没有电流阻挡层。每组中,具有电流阻挡层的LED在20 mA下的正向电压分别为3.156,3.282,3.284 V,略高于不含电流阻挡层的样品(Vf=3.105,3.205,3.210 V).但是,具有电流阻挡层的LED的光效和光功率要优于无电流阻挡层的器件,在20 mA下的光功率分别提高了10.20%、12.19%和11.49%。这些性能的提升都要归功于电流阻挡层良好的电流扩展效应,同时电流阻挡层还可以减小p电极下的寄生光吸收。

GaAs-GaN键合界面热应力的电子背散射衍射研究

采用扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术,观察和分析了GaAs和GaN晶片热压键合的界面热应力和晶片键合质量。利用EBSD测量了GaAs-GaN键合界面的菊池花样质量、晶格转动、晶格错配和位错密度等应力敏感参数。结果表明,晶片键合质量良好,键合界面中心区域的热应力小于边缘区域的热应力。GaN层和GaAs层中的应力影响范围,在中心区域分别约为100 nm和300 nm,在边缘区域分别约为100 nm和500 nm。EBSD显示的应力分布图与模拟应力场相似。模拟和计算表明,最大剥离应力和剪切应力分布在键合界面的边缘。剥离应力是导致晶片解键合的主要原因。

半导体结构中局域弹性应变场的电子背散射衍射分析

采用扫描电镜中的电子背散射衍射（Electron Backscattering Diffraction,EBSD）技术,对硼掺杂的可动悬空硅薄膜和用于激光二极管（LED）的蓝宝石衬底上异质外延生长GaN层中的弹性应变区进行了测量.将菊池图的图像质量（IQ）和Hough转变强度,以及小角度晶界错配的统计数据作为应力敏感参数,研究了单晶材料系统中,微米～亚微米尺度的晶格畸变状态及局域弹性应变场.EBSD测试获得了硅薄膜窗口区域及LED的GaN外延层中的弹性应变分布.

金属有机化合物汽相淀积技术制备布拉格反射镜确定外延厚度的方法

外延膜层厚度的精确性对垂直腔面发射激光器(VCSEL)是十分重要的。应用传输矩阵方法分析了厚度偏差对半导体布拉格反射镜(DBR)反射谱的影响,并利用这种影响提出了一种金属有机化合物汽相淀积(MOCVD)制备布拉格反射镜精确确定外延厚度的方法。据此,应用MOCVD生长了980 nmVCSEL外延片,其反射谱中心波长为982 nm。结果表明,应用这种方法能够实现材料厚度、MOCVD系统生长参数的定标以及为VCSEL的材料生长提供可靠的依据。

电子束蒸发Ar离子辅助沉积Si光学薄膜的特性

对用常规电子束蒸发和Ar离子辅助沉积所得的非晶硅光学薄膜的光学常数、表面形貌、热稳定性和湿度稳定性等进行了研究。结果发现Ar离子辅助沉积所得非晶硅光学薄膜的折射率大大提高,表面粗糙度明显降低,湿度稳定性和热稳定性也得到较大改善,但是光学带隙变窄,光学吸收增加。

LPE法在Si衬底上生长SiGe层的方法及电子特性的研究

本文介绍了在电阻率为（７７～３００）ｋΩ·ｃｍ的ｎ型（１１１）Ｓｉ衬底上用ＬＰＥ法生长高质量Ｓｉ１－ＸＧｅｘ单晶薄层（其厚度一般为１～３μｍ）的生长条件，并对引入的缺陷进行了ＴＥＭ研究，结果表明其缺陷密度和用ＭＢＥ及超高真空ＣＶＤ法生长的同样厚度和组分的Ｓｉ１－ｘＧｅｘ薄层的缺陷密度相等甚至更低．霍尔迁移率μＨ与温度有μＨ∝Ｔｍ的关系，（在Ｔ＝８０～３００Ｋ时，ｍ＝－０．９５）．当ｘ＞０．８５时，μＨ的测量值和由Ｋｒｉｓｈｎａｍｕｒｔｈｙ计算的理论值相符，ｘ＜０．８５，测量值仅为理论值的７０％．由Ｂｉ杂质引入能级的电子激活能Ｅｎ与Ｇｅ的组分ｘ有关．但在ｘ＝０．８３时有最大值．其值分别为Ｂｉ在Ｓｔ，Ｇｅ体材料中的１／４．这表明用ＬＰＥ生长的ＳｉＧｅ层的电子特性不但与Ｂｉ而且还与ＳｉＧｅ的结构特性有关．

新型GaAs/GaAlAs非对称量子阱红外光电导探测器

提出一种新型 Ga As/ Ga Al As子带间光吸收的红外光电导探测机理 ,利用 MOCVD系统进行器件材料的生长 ,研制了 2 0 0μm× 2 0 0μm的台面形式单管 ,测到了明显的红外光电流信号及阱间共振遂穿效应造成的负阻震荡现象 ,对器件的性能测试结果表明 ,器件的光电流响应和信噪比随着阱数增加而增加 ,器件噪声比常规 Ga As/ Ga Al

Si／SiGe腐蚀停止技术的研究及其在SiGe／SiHBT工艺中的应用

对ＳｉＧｅ／Ｓｉ腐蚀停止技术进行了大量的实验研究，分析了腐蚀的化学机理，并在一定的腐蚀液浓度和温度下，获得了Ｓｉ和ＳｉＧｅ的腐蚀速率比大于３０的结果。该技术极宜在ＳｉＧｅ／ＳｉＨＢＴ制作中应用。

一种采用新的相频检测技术的CMOS数字锁相环

提出了一种新型的数字锁相环 (DPLL) ,它的相频检测器采用全新的设计方法 ,与传统电荷泵锁相环相比 ,具有快速锁定、低抖动、低功耗、频率范围宽、且能消除相位“死区”的优点。锁相环在 1.8V外加电源电压时 ,工作在 6 0～ 6 0 0MHz宽的频率范围内 ,最大功耗为 3.5mW。采用分数分频技术 ,具有较小的输出频率间隔 ,并利用Σ Δ调制改善相位噪声性能。设计采用 0 .18μm ,5层金属布线工艺。峰 峰相位抖动小于输出信号周期(Tout)的 0 .5 % ,锁相环的锁定时间小于参考频率预分频后信号周期 (Tpre)的 15 0倍。

CMOS数字锁相环中的自校准技术

提出了一种数字锁相环(DPLL).该电路采用自校准技术,具有快速锁定、低抖动、锁定频率范围宽等优点.设计的锁相环在1.8 V外加电源电压时,工作在60～600 MHz宽的频率范围内.电路采用5层金属布线的0.18 μm CMOS工艺制作.测试结果显示,电路的峰-峰抖动小于输出信号周期(Tout)的0.5%,锁相环锁定时间小于参考时钟预分频后信号周期(Tpre)的150倍.

MOCVD在位监测技术及其在VCSEL研制中的应用

使用MOCVD技术生长了 980nmVCSEL ,在GaAs/AlGaAsDBR对的生长过程中通过相干反射率测量方法实现了在位监测和实时校正生长。白光反射谱测量结果表明通过上述手段准确控制了外延层的光学厚度。外延生长结束后 ,制备了 980nmVCSEL ,器件在室温下连续工作 ,输出功率为 7.1mW ,激射波长为 974nm ,斜率效率为 0 .4 6 2mW/mA。

用离子注入和掩埋金属自对准技术改善Si/SiGe HBT性能

在器件纵向结构确定后,常规工艺制作的SiGe/SiHBT噪声性能不理想的主要原因是其基极电阻较大,高频性能不理想主要是由于其基极和发射极台面面积较大造成的;为达到改善其高频与低噪声性能的目的,在不改变光刻工艺精度的情况下,采用离子注入和掩埋金属自对准工艺方法完成了器件制作;与传统制作方法相比,前者可减小外基区电阻,后者可以减小电极接触电阻,并能使器件的台面面积做得更小。在此基础上,我们测试了器件的最小噪声系数与最高截止频率,结果表明:用自对准工艺制作的器件的高频噪声与频率性能都显著改善。

基于ITO键合技术的白光发光二极管特性研究

根据色度学原理计算,通过选择匹配的基色波长和功率,制备了GaN/GaAs基ITO键合白光发光二极管(LED),得到了等能白光。通过测试发现,在20mA下,电压为5.3V,此方法是制备固态照明用白光LED的有效方法之一。

一种新型键合工艺的理论和实验研究

为了实现在较低超净环境下的硅／硅直接键合,提出了在乙醇的环境中进行硅／硅键合的方法,并建立了合理的物理模型,在常温、常压和低于10万级超净环境下,用普通的国产硅片进行了无水乙醇环境下的硅／硅直接键合实验.键合后进行了拉力强度测试和SEM观测,发现界面没有孔洞,说明键合质量达到了要求.拉力测试结果表明,其键合强度达到了10MPa,初步验证了该方法的可行性.

Ⅲ族氮化物刻蚀技术的研究进展

随着Ⅲ族氮化物半导体材料研究的发展,Ⅲ族氮化物的图形刻蚀技术也得到了广泛研究。对Ⅲ族氮化物的各种刻蚀技术进行了详细总结和对比,包括湿法腐蚀、RIE刻蚀I、CP刻蚀等,并对目前Ⅲ族氮化物刻蚀技术的研究热点进行了较为深刻的分析。