MOCVD生长温度控制p型InGaN形貌和电学特性提高LED光功率

利用金属有机物化学气相淀积（MOCVD）技术在蓝宝石衬底上生长了InGaN∶Mg薄膜,通过改变外延生长温度优化p型InGaN∶Mg表面形貌和电学特性。在800℃,InGaN的空穴浓度为1.9×1019cm-3,电阻率较低,通过原子力显微镜观察到粗化的样品表面有很多圆丘,其均方根粗糙度是所有样品中最高的,综合粗化的表面和优化电学特性的p-InGaN接触层的LED光功率提高23%。     

ICP dry etching ITO to improve the performance of GaN-based LEDs

In order to improve the light efficiency of the conventional GaN-based light-emitting diodes(LEDs), the indium tin oxide(ITO) film is introduced as the current spreading layer and the light anti-reflecting layer on the p-GaN surface.There is a big problem with the ITO thin film’s corrosion during the electrode preparation.In this paper,at least,the edge of the ITO film was lateral corroded 3.5μm width,i.e.6.43%—1/3 of ITO film’s area. An optimized simple process,i.e.inductively couple plasma(ICP),was introduced to solve this problem.The ICP process not only prevented the ITO film from lateral corrosion,but also improved the LED’s light intensity and device performance.The edge of the ITO film by ICP dry etching is steep,and the areas of ITO film are whole. Compared with the chip by wet etching,the areas of light emission increase by 6.43%at least and the chip’s lop values increase by 45.9%at most.     

GaN基蓝光发光二极管峰值波长偏移的研究

通过对蓝光和红光发光二极管在直流和脉冲电流两种情况下进行变电流测试,对其峰值波长的偏移情况进行了深入的对比分析和研究,指出主要是热效应和极化效应两个因素造成蓝光LED的峰值波长发生偏移,并计算出热效应单独引起峰值波长偏移的温度系数为0.080 7nm/K,In0.2Ga0.8N/GaN发光二极管量子阱中的极化强度为3.765 0 MV/cm;分析还认为电流注入下多量子阱中栽流子分布不均匀也是影响器件峰值波长的一个因素,并计算得到去除极化影响后量子阱中的场强,验证了在电流注入下多量子阱中载流子分布不均匀的结论.     

808 nm半导体激光器烧结工艺的研究

研究了808 nm半导体激光器烧结过程中容易出现的"爬"铟现象,根据实验室的实验条件,采用了侧壁氧化结构来解决这个问题.制作了普通结构和侧壁氧化结构的激光器,烧结测试后发现:侧壁氧化结构的管芯烧结成品率可以达到95%以上,比普通结构的烧结成品率提高了20%.再将这两批管芯在500mA下老化测试,发现:侧壁氧化的管芯寿命明显长于普通结构的管芯.     

Ⅴ/Ⅲ族气体源流量比对AlGaInP材料MOCVD外延生长的影响

用MOCVD系统外延生长AlGaInP材料时往往要通入过量的PH3来获得足够大的Ⅴ/Ⅲ族气体源流量比,以便得到高质量的晶体结构.分别采用1 000 ml/min和400 ml/min 的PH3流量(对应的Ⅴ/Ⅲ比分别为723和289),利用低压金属有机物化学气相沉积(LP-MOCVD)系统生长了AlGaInP材料,并使用MOCVD在位监测(in-situ)软件、X射线双晶衍射仪以及光荧光测试系统等对样品进行了测量分析.发现Ⅴ/Ⅲ比不但会影响AlGaInP材料的生长速度,对外延材料与衬底GaAs的晶格失配度和材料的光学特性也有影响.     

功率LED高低温特性研究

对自制的GaN基大功率白光和蓝光LED及AlGaInP基的大功率红光和黄光LED进行了低温和高温下的光电特性测试,对不同材料的LED的正向电压、相对光强、波长、色温等参数随温度变化的关系进行了测试.实验结果表明,温度对功率型LED的光电特性有很大影响,随温度的降低,LED正向电压升高,峰值波长发生蓝移;高温条件下,LED发光功率降低,峰值波长发生红移.     

GaN基发光二极管的可靠性研究进展

高效高亮度GaN基发光二极管(LED)在图像显示、信号指示、照明以及基础研究等方面有着极为广阔的应用前景,器件的可靠性是实现其广泛应用的保证.本文从封装材料退化、金属的电迁移、p型欧姆接触退化、深能级与非辐射复合中心增加等方面介绍了GaN基LED的退化机理以及提高器件可靠性的措施,并对GaN基LED的应用前景进行了展望.     

Al0.98Ga0.02As的湿法氧化规律

为实现精确控制VCSELs器件中氧化孔的大小,对Al0.98Ga0.02As的湿法氧化规律进行了分析研究.首先运用一维Deal-Grove模型分析了Al0.98Ga0.02As条形台面湿法氧化的一般规律,并在此基础上进一步分析推导,加以适当的简化,提出了适用于二维圆形台面的简单氧化模型,用此模型模拟得到的结果与实验数据十分吻合.同时,实验中观察到氧化孔径很小时氧化速率突增的现象.运用这些规律,将氧化长度的精度控制在0.5μm内,基本实现了氧化工艺的可控性及可重复性.     

圆形台面中的AlAs/AlGaAs湿法氧化动力学规律

AlAs/AlGaAs湿法氧化技术是制备氧化物限制型VCSELs工艺中极为重要的一步,形成的氧化孔会直接影响到器件的各个特性参数,故有必要对氧化动力学规律进行深入地研究.首先根据大量氧化实验得到了一般氧化规律曲线,再通过结合一维Deal-Grove氧化动力学模型,对比一维条形、二维圆形凸、凹台面的氧化规律,推导出了简单实用的二维圆形台面的氧化模型,所得模型曲线与实验数据均吻合较好,并成功地运用此模型实现了对氧化孔大小的精确控制.     

微机械可调谐垂直腔面发射激光器调谐范围分析与设计

介绍了可调谐激光器的意义和它的基本调谐方法及调谐原理.对影响微机械可调谐垂直腔面发射激光器调谐范围的因素做了重点分析,计算了空气隙的最大变化范围和由此引起的激射波长的调谐范围.