MOCVD生长GaAs/AlGaAs量子阱研究

利用常压MOCVD技术在较低生长速率下生长出多种GaAs/AlGaAs多量子阱结构材料,利用低温PL谱和TEM对材料结构进行了表征。所得势阱和势垒结构厚度均匀平整,最窄阱宽为1.8nm。本研究表明,低速率(γ≤0.5nm/s)连续生长工艺能够避免杂质在界面富集,优于间断生长工艺,且在掺si n~+-GaAs衬底上所得量子阱发光强度高于掺Cr SI-GaAs衬底上的结果。     

MOCVD生长的高质量掺碳GaAs/AlGaAs材料的特性研究

利用低压金属有机化合物汽相淀积方法,以液态CCl4为掺杂源生长了高质量的碳掺杂GaAs/AlGaAs外延材料,研究了CCl4流量、生长温度和V/Ⅲ比等因素对外延材料中的碳掺杂水平的影响。采用电化学CV方法、范德堡霍耳方法、低温光致发光谱和X射线双晶衍射回摆曲线测量等方法对碳掺杂外延材料的电学、光学特性进行了研究。实验制备了空穴浓度高达1.9×1020cm-3的碳掺杂GaAs外延材料和低温光致发光谱半宽小于5nm的高质量碳掺杂Al03Ga0.7As外延层。在材料研究的基础上,我们以碳为P型掺杂剂生长了GaAs/A1GaAs/InGaAs应变量子阱980nm大功率半导体激光器结构,并获得了室温连续工作1W以上的光功率输出。     

MOCVD生长的高质量掺碳GaAs/AlGaAs材料的特性研究

利用低压金属有机化合物汽相淀积方法,以液态ＣＣｌ４为掺杂源生长了高质量的碳掺杂ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ外延材料,研究了ＣＣｌ４流量、生长温度和Ⅴ／Ⅲ比等因素对外延材料中的碳掺杂水平的影响．采用电化学ＣＶ方法、范德堡霍耳方法、低温光致发光谱和Ｘ射线双晶衍射回摆曲线测量等方法对碳掺杂外延材料的电学、光学特性进行了研究．实验制备了空穴浓度高达１．９×１０２０ｃｍ－３的碳掺杂ＧａＡｓ外延材料和低温光致发光谱半宽小于５ｎｍ的高质量碳掺杂Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ外延层．在材料研究的基础上,我们以碳为Ｐ型掺杂剂生长了Ｇａ     

MOCVD与MBE生长GaAs/AlGaAs量子阱材料的红外探测器特性比较

用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)生长GaAs/AlGaAs量子阱材料,并制成红外探测器.测量了材料的光致发光光谱和探测器的光电流响应光谱及其它光电特性,峰值波长7.9μm,响应率达到6×103V/W,与分子束外延法(MBE)生长的材料和相关器件进行了比较,MOCVD法可满足量子阱材料和器件的要求.     

基于MOCVD技术的长波AlGaAs/GaAs量子阱红外焦平面探测器

采用n型掺杂背面入射AlGaAs/GaAs量子阱结构,用MOCVD外延生长和GaAs集成电路工艺,设计制作了大面积AlGaAs/GaAs QWIP单元测试器件和128×128、128×160、256×256 AlGaAs/GaAs QWIP焦平面探测器阵列。 用液氮温度下的暗电流和傅里叶红外响应光谱对单元测试器件进行了评估,针对不同材料结构,实现了9 μm和10.9 μm的截止波长; 黑体探测率最高达到2.6×109 cm·Hz1/ 2·W-1 。 将128×128 AlGaAs/GaAs QWIP阵列芯片与CMOS读出电路芯片倒装焊互连,成功演示了室温环境下目 标的红外热成像;并进一步讨论了提高QWIP组件成像质量的途径。     

AlGaAs/GaAs量子阱探测器的吸收光谱研究

从定态Schrodinger方程出发,研究了不同Al组分和不同温度对宽量子阱红外探测器吸收光谱的影响。当体系的费米能级固定后,发现量子阱基态束缚能随着A1组分增长而变大,且相应的吸收光谱峰值趋于短波。环境温度对A1GaAs/GaAs量子阱红外探测器的响应光谱影响不大。通过理论计算定量给出了A1GaAs/GaAs量子阱红外探测器吸收光谱随量子阱阱宽、Al组分和温度变化的规律。     

纯闪锌矿结构GaAs纳米线的等高生长研究

本文报道了金辅助生长纯闪锌矿结构GaAs纳米线,它采用金属有机化学气相沉淀技术运用气-液-固生长机制在GaAs(111)B衬底上生长而形成。实验结果显示GaAs纳米线具有圆柱状的均匀形貌,并且生长速率与直径无关。透射电子显微镜研究显示,GaAs纳米线是无缺陷的纯闪锌矿结构的晶体。实验结果表明Au-Ga合金在纳米线生长过程中是作为热解催化剂而不是扩散原子的收集器,较大的催化剂直径以及催化剂液滴中高的过饱和度是得到等高生长的纯闪锌矿结构GaAs纳米线的原因。     

InGaAs/GaAs应变量子阱激光器MOCVD生长研究

采用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)方法生长了InGaAs/GaAs应变量子阱(QW),通过降低生长温度、提高生长速度以及采用应变缓冲层(SBL)结构,改善了应变QW生长表面质量和器件荧光(PL)谱特性,实验表明,通过优化工艺条件和采用SBL等手段提高了应变QW质量。生长的QW结构用于1054 nm激光器的制作,经测试,器件具有较低的阈值电流和较高的单面斜率效率,性能较好。     

MBE生长GaAs/AlGaAs量子阱材料结构及其光学性能研究

系统研究了Ⅰ类组分量子阱结构材料GaAs/AlGaAs的结构设计、材料表征及光学性能.利用分子束外延(MBE)技术生长量子阱材料,原子力显微镜(AFM)测量结果表明样品表面粗糙度达到10-1 nm数量级.X射线双晶衍射测试结果显示材料具备良好的生长质量及晶格完整性.室温光致发光谱探测出量子阱导带电子与价带轻重空穴的复合发光,及施主-受主(D-A)能级间距与GaAs禁带宽度.综合分析结果表明用MBE方法制备实现了与设计结构高度相符的GaAs/Alo.27Gao.73As量子阱样品,为后期器件设计的精确实现提供了理论依据.     

MOCVD与MBE生长GaAs/AlGaAs量子阱材料的红外探测器特性比较*

用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)生长GaAs/AlGaAs量子阱材料,并制成红外探测器.测量了材料的光致发光光谱和探测器的光电流响应光谱及其它光电特性,峰值波长7.9μm,响应率达到6×103V/W,与分子束外延法(MBE)生长的材料和相关器件进行了比较,MOCVD法可满足量子阱材料和器件的要求.     

Sn@MnOX核壳结构微/纳米线的合成和结构表征

本文合成了一种新型结构的微/纳米线。利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和能量色散X射线谱(EDS)对所合成微/纳米线的形态、组成和微观结构进行研究。结果显示β-Sn微/纳米线作为"核",超薄非晶态MnO_X纳米片作为"壳"层,完全把β-Sn包裹住,形成Sn@MnO_X微/纳米线异质结构。     

GaAs/Al0.3Ga0.7As QWIP 暗电流特性HRTEM 研究

采用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)生长GaAs/Al0.3Ga0.7As 量子阱材料,制备300 m300 m 台面,内电极压焊点面积为20 m20 m,外电极压焊点面积为80 m80 m 的单元样品两种。用变温液氮制冷系统对样品进行77 ~300 K 暗电流特性测试。结果显示,器件暗电流曲线呈现出正负偏压的不对称性。利用高分辨透射扫描电镜(HRTEM)获得样品纳米尺度横断面高分辨像,分析结果表明:样品横断面处存在不同程度的位错及不均匀性。说明样品内部穿透位错造成相位分离是引起量子阱光电性能变差的根本原因,不同生长次序中AlGaAs 与GaAs 界面的不对称性与掺杂元素的扩散现象加剧了暗电流曲线的不对称性。     

大应变InGaAs/GaAs/AlGaAs微带超晶格中波红外QWIP的MOCVD生长

基于中波红外(峰值响应波长4.5μm)量子阱红外探测器QWIP进行了大应变In0.34Ga0.66As/GaAs/Al0.35Ga0.65As微带超晶格结构的MOCVD外延生长研究。通过对生长温度、生长速率、Ⅴ/Ⅲ比以及界面生长中断时间等生长参数的系统优化,获得了高质量的外延材料。     

GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器的低电阻欧姆接触工艺研究

介绍了GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器(Quantum Well Infrared Photodetector, QWIP)的低电阻欧姆接触研究情况。结合热处理工艺,通过测试I-V特性对Ni/AuGe/Au金属体系的不同搭配进行了实验,确定了适合n+ GaAs/AlGaAs的电极体系,并对沉积金属后的热处理条件进行了初步研究。在400 ℃、氮气氛围、60 s的条件下,采用传输线模型计算后,在n+ GaAs（1×10¹⁸cm^-3）上取得了比接触电阻为3.07×10^-5Ω.cm²的实验结果。     

InP基光电探测器材料的MOCVD锌扩散

锌(Zn)扩散是制作InP基光电探测器(PD)的重要工艺过程.分析了锌扩散的机制,利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)设备对InP基PD及雪崩光电探测器(APD)材料进行了锌扩散,由于MOCVD设备具有精确的温度控制系统,所以该扩散工艺具有简单、均匀性好、重复性好的优点.对于扩散后的样品,采用电化学C-V方法和扫描电子显微镜(SEM)等测试分析手段,研究了退火、扩散温度、扩散源体积流量和反应室压力等主要工艺参数对InP材料扩散速率和载流子浓度的影响,并将该锌扩散工艺应用于InP基光电探测器和雪崩光电探测器的器件制作中,得到了优异的器件性能结果.     

金属有机化学气相沉积法生长纯闪锌矿结构P型砷化镓纳米线

垂直纯闪锌矿结构P型砷化镓纳米线通过金催化金属有机化学气相沉积法在砷化镓（111）衬底上生长。一系列P型掺杂样本是在生长过程中通入不同流量的二乙基锌实现的。在高II/III族比下（II/III族比>9.1%）,P型砷化镓纳米线存在一个弯曲临界长度,超过这个长度纳米线发生弯曲。弯曲的两个可能原因被讨论。运用能量散射X射线方法验证Zn元素已经掺入纳米线,并且对应II/III=0.2%,掺杂浓度约为8*10(18)。     

MOCVD生长双波长发光二极管

根据白光照明和可变换波长的光通信中对单芯片双波长发光二极管(LED)要求,在分析了反向偏置隧道结性质的基础上,设计了用反向偏置隧道结连接两个有源区的单芯片双波长LED,用金属有机化学气相沉积技术(MOCVD)在GaAs衬底上一次外延生长了同时发射两种波长的LED,其包含一个AlGaInP量子阱有源区和一个GaInP量子阱有源区,两个有源区由隧道结连接;通过后工艺制备了双波长LED器件,在20mA电流注入下,可以同时发射626nm和639nm两种波长,光强是127mcd,正向电压是4.17V。与传统的单有源区LED进行对比表明,双波长LED有较强的光强;对比单有源区LED的2.08V正向电压,考虑到双波长LED包含隧道结和两个有源区,隧道结上的压降很小。     

高效率GaAsP/AlGaAs张应变量子阱激光二极管

从理论上设计优化了高效率808 nm GaAsP/AlGaAs张应变量子阱激光二极管外延材料的量子阱结构和波导结构参数,并采用低压金属有机气相外延技术实验制备了外延材料.将制作的芯片解理成不同腔长,测试得到外延材料的内损耗系数和内量子效率分别为0.82 cm-1和93.6 %.把腔长为900 μm的单巴条芯片封装在热传...     

基于DBR增强的850nm GaAs/AlGaAs单行载流子光电探测器

高速850 nm GaAs/AlGaAs面入射型单行载流子光电探测器(PD)是短距离光链路中的重要器件,面临着带宽和响应度之间的相互矛盾。报道了一种基于分布布拉格反射器(DBR)增强的GaAs/AlGaAs单行载流子光电探测器(UTC-PD)。DBR由20个周期的高/低Al组分的Al_xGa_1-xAs三元合金组成,可以在830～870 nm范围内形成大于0.9的反射。在AlGaAs DBR的增强下,将GaAs吸收层所需的厚度降低到1 040 nm,兼顾PD对光的吸收率和光生载流子的渡越时间。采用双台面、聚合物平面化、共面波导电极结构制作了UTC-PD器件。该器件在850 nm波长、-2 V偏压下具有19.26 GHz的-3 dB带宽和0.492 6 A/W的响应度。     

一种低暗电流高响度InGaAs/InP pin光电探测器

分析了InGaAs/InP pin光电探测器暗电流和响应度的影响因素,并对MOCVD外延工艺以及器件结构进行优化,从而提高器件响应度和降低暗电流。采用低压金属有机化学气相沉积设备(LP-MOCVD)成功制备了InGaAs/InP pin光电探测器,得到了高质量的晶体材料,InGaAs吸收层的背景浓度低于4×1014 cm-3。利用扩Zn工艺制作出感光区直径为70μm的平面光电探测器。测量结果显示,在反偏电压为5 V时,暗电流小于0.05 nA,电容约为0.4 pF。此外,在1 310 nm激光的辐照下,器件的响应度可达0.96 A/W以上。