制备可见光致发光硅量子阱的激光晶化技术

我们利用Ａｒ＋激光辐照ａ－Ｓｉ：Ｈ／ａ－ＳｉＮｘ：Ｈ多量子阱结构材料，使ａ－Ｓｉ：Ｈ阱层晶化。在该样品中成功地观察到室温可见光致发光现象，研究了阱层厚度和激光辐照功率对光致发光峰峰位及半高宽的影响。     

激光作用下多量子阱混迭的热动力学分析

对ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰ多量子阱材料,根据温度场方程计算了两种激光作用下多量子阱混迭技术（ＰＡＩＤ及ＰＬＤ）的横向空间选择性,得到ＰＡＩＤ在一般情况下的横向空间选择性为１００μｍ量级,而ＰＬＤ的理论极限为１００μｍ。同时分析了混迭多量子阱材料的能带结构与组分扩散长度的关系,从理论上提出了低温量子阱材料与扩散长度之间的关系曲线。     

量子阱无序的窗口结构InGaAs/GaAs/AlGaAs量子阱激光器

对ＳｉＯ２薄膜在快速热退火条件下引起的空位诱导ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ应变量子阱无序和ＳｒＦ２薄膜抑制其量子阱无序的方法进行了实验研究。并将这两种技术的结合（称为选择区域量子阱无序技术）应用于脊形波导ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ应变量子阱激光器，研制出具有无吸收镜面的窗口结构脊形波导量子阱激光器。该结构３μｍ条宽激光器的最大输出功率为３４０ｍＷ，和没有窗口的同样结构的量子阱激光器相比，最大输出功率提高了３６％。在１００ｍＷ输出功率下，发射光谱中心波长为９７８ｎｍ，光谱半宽为１．２ｎｍ。平行和垂直方向远场发散角分别为７．２°和３０°     

C2H2／H2／SiH4等离子体聚合及其沉积物的结构与性能的研究

利用Ｃ２Ｈ２／Ｈ２／ＳｉＨ４混合单体等离子体聚合沉积在ＨＤＰＥ板表面制备薄膜，发现薄膜与ＨＤＰＥ粘接良好，Ｈ２使薄膜与基体附着性能提高但其沉积速率下降，而引入ＳｉＨ４则使薄膜的耐磨性能有较大的提高。ＩＲ和ＸＰＳ光谱表明：薄膜中含有较多的－ＯＨ，Ｏ－Ｃ，Ｃ－Ｓｉ和Ｓｉ－Ｏ基团，随着ＳｉＨ４／Ｈ２的增加薄膜中的Ｃ／Ｓｉ比可达１．２２２，说明产物的结构介于无机材料和有机物之间。     

GaAs／AlGaAs分子束外延量子阱材料的研究

采用进口分子束外延设备生长了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ单量子阱和多量子阱材料。在理论分析和实验总结的基础上，对材料结构进行了优化，增加了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ超晶格缓冲层来进行缺陷抑制，并在外延时精确地控制生长，这样获得的量子阱材料通过Ｘ射线双晶衍射和Ｃ－Ｖ测量表明：得到的材料性能良，为新型光电器件的制作和进一步的材料研究打下了基础。     

用Z扫描法测量a—Si／SiO2多量子阱材料非线性折射率

利用Ｚ扫描法和波长为０．５３μｍ、脉宽为１０ｎｓ的调Ｑ－Ｎｄ：ＹＡＧ激光器测量了ａ－Ｓｉ／ＳｉＯ２多量子阱材料的三阶非线性折射率。并对该材料光学非线性的产生机理作用了探讨。     

ZnCdSe—ZnSe／CaF2多量子阱中的三阶非线性

我们首次利用Ｚ－扫描技术在室温下研究了ＺｎＣｄＳｅ－ＺｎＳｅ／ＣａＦ２多量子了进中的三阶非线性，得到非线性系数ｎ２为－４．４６×１０＾－８ｅｓｕ。其主要非线性机理归结为ＺｎＣｄＳｅ－ＺｎＳｅ／ＣａＦ２多量子阱中的带填充效应。     

（ZnSe／Cdse）ZnSe／GaAs（001）多量子阱材料的X射线双晶衍

给出了通过测量３条Ｘ射线双晶衍射摇摆曲线计算多层外延材料各层成份、界面共格度及晶向偏角的方法，并对（ＣｄＳｅ／ＺｎＳｅ）ＺｎＳｅ／ＧａＡｓ（００１）多量子阱材料的结构、应变及界面进行了研究．结果表明：ＺｎＳｅ缓冲层与衬底之间的界面共格度接近干零，而多量子阱部分与缓冲层之间的界面接近完全共格，表明多量子阱结构有较好的结构完整性．缓冲层与衬底之间有晶向偏角，而多量子阱结构与缓冲层之间无晶向偏角．在复杂多量子阱材料的摇摆曲线上未见内周期的卫星衍射峰．多量子阱实际的生长厚度比设计厚度小２０％～３０％，说明生长过程中存在表面原子的逃逸，致使样品的不同部位存在组份、厚度的不均匀和局部的应变。还讨论了Ｘ射线衍射仪与双晶衍射仪在测定多量子阱结构时的差别．     

分子束外延GaAs／AlGaAs超晶格缓冲层量子阱材料的研究

采用分子束外延技术生长了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ单量子阱得多量子阱材料。采用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ超晶格缓冲层掩埋衬底缺陷，获得的量子阱结构材料被成功地用于制作量子阱激光器。波长为７７８ｎｍ的激光器，最低阈值电流为３０ｍＡ，室温下线性光功率大于２０ｍＷ。     

MBE生长InGaAs／GaAs应变层单量子阱激光器结构材料的研究

采用ＶａｒｉａｎＧｅｎⅡＭＢＥ生长系统研究了ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ应变层单量子阶（ＳＳＱＷ）激光器结构材料。通过ＭＢＥ生长实验，探索了Ｉｎ＿ｘＧａ＿（１－ｘ）ｔＡｓ／ＧａＡｓＳＳＱＷ激光器发射波长（λ）与Ｉｎ组分（ｘ）和阱宽（Ｌ＿ｚ）的关系，并与理论计算作了比较，两者符合得很好。还研究了材料生长参数对器件性能的影响，主要包括：Ⅴ／Ⅲ束流比，量子阱结构的生长温度Ｔ＿ｇ（ＱＷ），生长速率和掺杂浓度对激光器波长、阈值电流密度、微分量子效率和器件串联电阻的影响。以此为基础，通过优化器件结构和ＭＢＥ生长条件，获得了性能优异的Ｉｎ＿（０．２）Ｇａ＿（０．８）Ａｓ／ＧａＡｓ应变层单量子阱激光器：其次长为９６３ｎｍ，阈值电流密度为１３５Ａ／ｃｍ￣２，微分量子效率为３５．１％。     

Hydrogenated amorphous silicon thin-film transistor on plastic with an organic gate insulator

We developed a high-performance, hydrogenated amorphous silicon thin-film transistor (a-Si:H TFT) on plastic substrate using an organic gate insulator. The TFT with a silicon-nitride (SiN/sub x/) gate insulator exhibited a field-effect mobility of 0.3 cm/sup 2//Vs and a threshold voltage of 5 V. On the other hand, an a-Si:H TFT with an organic gate insulator of BCB (benzocyclobutene) has a field-effect mobility of 0.4 cm/sup 2//Vs and a threshold voltage of 0.7 V. The leakage currents through the gate insulator of an a-Si:H TFT with an organic gate insulator is about two orders of magnitude lower than that of an a-Si:H TFT with a SiN/sub x/ gate insulator.     

a-Si:H TFTs using low-temperature CVD of Si/sub 3/H/sub 8/

a-Si:H layers have been deposited by chemical vapour deposition (CVD) at 350 degrees C using Si/sub 3/H/sub 8/ as the source gas. Inverted staggered gate thin-film transistors (TFTs) were fabricated with plasma-CVD-grown SiN/sub x/ as the gate insulator. Electron field-effect mobilities of 0.45 cm/sup 2//Vs were obtained and the on/off ratio in the drain current was 10/sup 6/.<>     

激光定域晶化技术制备纳米硅的研究

利用相移光栅模板使KrF准分子激光形成强度周期分布的激光束,定域晶化a-Si∶H(4nm)/a-SiNx∶H(10nm)多层膜中的超薄a-Si∶H层,成功地制备出了三维有序分布的nc-Si阵列。原子力显微镜(AFM)、微区喇曼光谱、剖面透射电子显微镜(X-TEM)及高分辨电子显微镜(HREM)技术分析揭示了晶化后薄膜中形成了横向周期与移相光栅周期相同、纵向周期与a-Si∶H/a-SiNx∶H多层膜周期(14nm)相等的nc-Si阵列。     

激光干涉结晶法制备三维有序分布的nc-Si阵列

利用准分子激光干涉结晶法使a Si∶H/a SiNx∶H多层膜中的超薄a Si∶H层定域晶化 ,成功地制备出三维有序分布的nc Si阵列。原子力显微镜 (AFM )、微区拉曼 (micro Raman)光谱及剖面透射电子显微镜 (X TEM)的分析结果揭示在晶化薄膜中已形成平均尺寸约为 3 6nm ,横向周期 2 μm ,纵向周期与a Si∶H/a SiNx∶H多层膜周期 (14nm)相等的nc Si阵列。     

Hydrogenated amorphous silicon thin film transistor fabricated onplasma treated silicon nitride

We have demonstrated that the performance of the inverted staggered, hydrogenated amorphous silicon thin film transistor (a-Si:H TFT) is improved by a He, H₂, NH₃ or N₂ plasma treatment for a short time on the surface of silicon nitride (SiN _x) before a-Si:H deposition. With increasing plasma exposure time, the field-effect mobility increase at first and then decrease, but the threshold voltage changes little. The a-Si:H TFT with a 6-min N₂ plasma treatment on SiN_x exhibited a field effect mobility of 1.37 cm²/Vs, a threshold voltage of 4.2 V and a subthreshold slope of 0.34 V/dec. It is found that surface roughness of SiN_x is decreased and N concentration in the SiN _x at the surface region decreases using the plasma treatment     

薄起始层的VHF PECVD底栅微晶硅薄膜晶体管

对微晶硅薄膜晶体管,尤其对底栅型晶体管,在衬底和晶化层间存在一层非晶相起始层,这将严重影响器件性能.文中采用降低硅烷浓度的方法简便有效地减薄了用超高频化学气相法直接沉积的微晶硅薄膜起始层的厚度,得到起始层厚度小于20nm的微晶硅薄膜.在硅烷浓度为2%的条件下采用四版工艺制备了具有Al/SiNx/μc-Si/n+-μc-Si/Al结构的底栅微晶硅TFT,其开关比(Ion/Ioff)达到106,场效应迁移率为0.7cm2/(V·s),阈值电压为5V左右.     

湍流大气中准直激光束的光斑特征Ⅰ.特征半径

利用数值方法研究了不同光传播起伏条件下湍流大气中准直激光束的光斑特征 ,结果表明 ,光斑稳定半径(Rrbt)和等效半径 (Reff)具有很好的相关性 ,虽然Rrbt 可应用于更一般的光斑 ,但它们都不适合衡量光斑质量 ;而锐度半径 (Rshp)可以恰当地反映光斑质量。对于准直激光束 ,在极弱起伏条件下 ,约有一半的光斑其质量变好或变差 ,但变化幅度很小 ;随起伏条件的加强 ,越来越多的光斑质量变差 ,但仍有一部分光斑质量变好 ,且程度越来越高     

XeCl Excimer laser annealing used in the fabrication of poly-Si TFT's

Mo-gate n-channel poly-Si thin-film transistors (TFT's) have been fabricated for the first time at a low processing temperature of 260°C. A 500-1000-A-thick a-Si:H was successfully crystallized by XeCl excimer laser (308nm) annealing without heating a glass substrate. TFT's were fabricated in the crystallized Si film. The channel mobility of the TFT was 180cm²/V.s when the a-Si:H was crystallized by annealing with a laser having an energy density of 200 mJ/cm². This result shows that high-speed silicon devices can be fabricated at a low temperature using XeCl excimer laser annealing.     

a-Si TFT亚阈特征参数与有源层的厚度效应

从异质界面处的有效界面态出发 ,研究了 a-Si Nx:H/a-Si:H异质结 a-Si:H TFT的亚阈特征参数的界面效应和有源层的厚度效应 ,发现 a-Si:H的特性不仅与材料、工艺有关 ,而且其几何结构参数对 a-Si:H TFT的特性也有明显的影响。实验结果表明 :亚阈特征参数主要由异质界面的有效界面态密度决定 ,当 NH3/Si H4 比增加时亚阈特征参数下降 ,增加 a-Si Nx 材料的淀积温度 ,可使亚阈特性得到明显的改善 ,a-Si:H有源层的厚度减小 ,抑制了亚阈参数的增加 ,阈值电压也减小并趋于稳定 ,且 TFT的 ION/IOF F随有源层厚度呈现近似抛物线状变化规律。文中从理论上分析了有源层厚度与 TFT特性的关系 ,计算的最佳有源层的厚度约为 2 0 0 nm,这与实验结果基本一致。     

用于TFT有源层的Ar~+激光结晶a-Si:H的性质(英文)

This paper demonstrates the technological approach to the high performance a-Si:H thin film transistor (TFT) fabricated by the Ar+ laser-crystallization technique on the fused quartz substrates. The a-Si:H films for the active layer of TFT were prepared in a capacitively coupled glow-discharge deposition system. The films were crystallized by CW Ar+ laser scanning at low speeds (3-5 cm/s). The laser power ranges from 2.5W to 5.0W. The TEM cross-section micrograph illustrates that a liquid phase laser crystallization region (LP-LCR) has defect-free of structure with a grain size of the order of handreds of micron. In the Raman spectrum of LP-LCR, 475 cm-1 peak of a-Si:H disappears and 520 cm-1 peak of c-Si becomes stronger and sharper. The value of conductivity in the layer of LP-LCR is five orders of magnitude larger than the one in asepositedd a-Si:H film. We also discussed some problems to be overcome in application of a-Si : H TFTs in LCD.