GaAs—Al_xGa_(1-x)As双异质结激光器串联电阻的研究

一、引言GaAs-Al_xGa_(1-x)As双异质结激光器在国内、外光导纤维通讯系统试验段中已使用多年。实用化不仅要求它有稳定的模式特性和较长的寿命,而且还要求它有良好的电学性质和调制特性。对电学性质的要求包括了串联电阻。激光器的串联电阻大,会降低它的功率效率,要求信号系统输出较大的功率,增高工作时的结温,这加速了老化。目前国内研制的GaAs-Al_xGa_(1-x)As激光器的串联电阻一般都偏大。     

微微秒Al_xGa_(1-x)As双异质结激光器

用宽度为300微微秒的电脉冲驱动质子轰击条形的Al_xGa_(1-x)As双异质结激光器,产生12微微秒光脉冲。并已经用来检测快速光电二极管的响应速率。     

分子束外延生长的低阈值电流和高激射均匀性的GaAs—Al_xGa_(1-x)As双异质结激光器

用分子束外延首次制出了阈值电流密度至少与用液相外延制备的类似结构的双异质结(DH)激光器一样低的GaAs—Al_xGa_(1-x)AsDH激光器。所制备的宽接触激光器,在整个结平面上以及直到突然损伤的整个注入电流范围内,激射亮线分布都具有极好的稳定性和均匀性。烧毁功率典型值约为14W/mm。微分量子效率约为40％。     

用分子束外延法制作的双异质结GaAs/Al_xGa_(1-x)As双极晶体管

制作并试验了用分子束外延法生长的双异质结AlGaAs/GaAs双结晶体管(DHBJT)。掺入缓变基极-集电极结改进了DHBJT的dc特性,它优于用突变基极-集电极结所获得的特性。采用缓变集电极和发射极结以及基区宽度为0.05、0.2和0.1μm分别获得最大电流增益为500、900和1650,从0.1μm基区宽度到0.05μm基区宽度的电流增益下降是由于采用高基区掺杂浓度使电子寿命降低引起的。1650值可以与用液相外延法生长的HBJT所获得的电流增益相媲美,它是用MBE生长的HBJT获得的最佳值。业已发现共发射极晶体管的导通电压与集电极和发射极结导通电压之差相对应。用700℃(作为最佳温度)高集电极生长温度改进了dc特性,具有超晶格界面的DHBJT的初步结果表明,在集电极电流电平的较宽范围内电流增益几乎是不变的。     

长寿命Al_xGa_(1-x)As-GaAs双异质结激光器

本文报导长寿命连续工作的Al_xGa_(1-x)As-GaAs双异质结激光器结构、特性.升温加速老化实验表明,E_α=0.75±0.05电子伏特.由此推算室温下器件寿命可达8万小时以上.     

CSP Al_xGa_(1-x)As/GaAs单模激光器

本文报道了CSP Al_xGa_(1-x)As单模激光器的性能及其制造技术.     

用MBE法生长GaAs/Al_xGa_(1-x)As异质结的半绝缘Al_xGa_(1-x)As缓冲层

用分子束外延法生长了以半绝缘Al_xGa_(1-x)As为缓冲层的GaAs外延层,这种缓冲层具有很高的击穿电压。研究了击穿电压与生长条件和Al_xGa_(1-x)As缓冲层组份之间的关系。当Ⅴ族与Ⅲ族元素束流强度比增加时,以Al_(0.4)Ga_(0.6)As层作缓冲层的击穿电压比以GaAs层作缓冲层的击穿电压要高得多,而且在Al_(0.4)Ga_(0.6)As上生长的GaAs有源层具有很高的质量。     

液相外延生长的Al_xGa_(1-x)As/GaAs异质结构的俄歇电子能谱

采用俄歇电子能谱仪(AES)对液相外延生长的GaAs-AlxGa_(1-x)As异质结构进行了研究.结果表明,在异质结界面处,有一过渡层,其组分由异质结的一边向另一边单调地变化,该层的厚度依赖于溶液的饱和度.还对样品表面的沾污情况进行了观测.     

液相外延生长的GaAs/Al_xGa_(1-x)As异质结构的俄歇电子谱研究

我们采用俄歇电子能谱仪对液相外延生长的GaAs—Al_xGa_(1-x)As异质结构进行了研究。结果表明:在异质结界面处有一过渡层,其组分由异质结的一边向另一边单调地变化,过渡层的厚度依赖于溶液的饱和度。还对外延片表面的沾污情况进行了观测分析。     

GaAs-Al_xGa_(1-x)As单异质结激光器外延工艺的稳定

本文主要介绍两方面内容:一方面是用半密闭式倾斜法液相外延得到GaAsAl_xGa_(1-x)AsSH激光器;另方面,将正交表用于该器件外延工艺中,使阈值电流密度降至6.5千安/厘米~2,工艺稳定。这种工艺中衬底和源在外延过程中一直处于半密封状态,限制了锌和砷的挥发,一次配源可多次使用,节约原料,降低成本。     

Al_xGa_(1-x)As/GaAs LOC激光器中的深能级

本文采用深能级瞬态谱(DLTS)方法,测量了A1_xGa_(1-x)As/GaAs LOC(Large Optical Cavity)激光器中的深中心,并初步分析了这些深中心与Al含量的关系,以及对器件退化的影响。     

用分子束外延生长的电流增益为1650的Al_xGa_(1-x)As/GaAs双异质结双极晶体管

制造并测试了用分子束外延(MBE)生长的AlGaAs/GaAs双异质结双极型晶体管(DHBJT)。在较宽的集电极电流范围内,基极厚度为0.2μm和0.1μm的器件,共发射极电流增益分别高达325和1650。为了获得这样高的电流增益,需要最佳化的和受控制的生长条件。这些高电流增益,与以前用分子束外延生长的晶体管所得到的最好值120相比,使异质结双极晶体管更有希望应用于低功率高速逻辑线路中。     

室温连续工作的商台型GaAs—Al_x Ga_(1-x)As双异质结激光器的研制

介绍了室温连续工作的高台型 GaAs—Al_xGa_(1-x)As 双异质结激光器的设计考虑,研制过程和结果。在理论设计考虑方面谈到了降低阈值电流密度和模式控制,改善调制特性,控制激射的峰值波长以及提高输出功率和效率诸方面对于材料选择,外延片结构设计,激光器结构参数的选择方面应当遵循的基本原则。为了提高激光器的寿命,在工艺上采取了降低外延中 H_2中含 O_2量,进行充 N_2密封操作,使用新设计成功的挤压刮源式石墨舟,增加限制层 Al 含量及在有源区掺进少量 Al 等措施获得高质量外延片。在后部工艺,采用 P 面进行 P~ Zn 扩散,改善淀积的 PSG—SiO_2双重膜的质量,改进光刻精度,改进欧姆接触和装架工艺,减沾少污和引入的应力和损伤等项工艺措施,这样获得了主要电光参数较好,寿命超过200小时的室温连续工作的高台型 GaAs—Al_xGa_(1-x)As双异质结激光器。     

液相外延生长的GaAs-Al_xGa_(1-x)As异质结的均匀性

通过改进外延工艺,大大提高了外延层的层厚和组分的均匀性。采用象衬显微镜,扫描电镜,光萤光等对表面形貌、层厚、组分等进行了分析,并对制成的条形激光器的电学和光学特性进行了测量。本文给出了这些研究结果。     

0.3K下的GaAs/Al_xGa_(1-x)As异质结中的分数量子霍耳效应

本文从实验上比较了低浓度 GaAs/Al_xGa_(1-x)As异质结样品在4.2K、1.3K和0.34K 温度下的整数量子霍耳效应,报道了填充因子v=2/3的分数量子霍耳效应的实验观察结果.讨论了低浓度GaAs/Al_xGa_(1-x)As样品中宏观不均匀性对实验结果的影响.     

GaAs—Ga_(1-x)Al_xAs液相外延异质结缺陷的高压透射电镜观察

砷化镓双异质结(DH)激光器由于近年来在光导纤维通讯中成功的应用而受到极大的重视,但在推广时仍有可靠性和成品率不高的问题。为了进一步研究GaAs—Ga_(1-x)Al~xAs DH激光器退化问题,我们采用1000KV透射高压电子显微镜观察了模拟DH激光器液相外延工艺的GaAs/Ga_(1-x)Al_xiAs单异质结样品。在GaAs基片掺Te(3×10~(18)/cm~3)在(100)面上外延生长不掺杂的Ga_(1-x)Al_xAs层,其Al含量X值为小于0.5,外延层厚为6.4μm,外延温度为860℃,降温速率为1℃/min,母液与外延片脱离后约20分钟降至室温。为了确保观察的电镜样品的机械强度,我们采用光刻法在GaAs衬底面上开出直径为800μm的园形窗口,用H_2SO_4∶H_2O_2∶H_2O=1∶8∶1     

调制掺杂Al_xGa_(1-x)As/GaAs异质结持久光电导的光谱响应

本文在77 K下研究了调制掺杂 n-Al_(0.3)Ga_(0.7)As/GaAs异质结持久光电导的光谱响应.结果表明,掺 Cr GaAs衬底中Cr深能级上电子的激发和 Al_xGa_(1-x)As中DX中心的光离化都产生持久光电导.     

Al_xGa_(1-x)As外延层中的Zn扩散

本文记述了用三元系扩散源在三种掺杂(掺Te、Ge、Sn)AI_xGa_(1-x)As外延层中进行Zn扩散的实验;给出了扩散结深随时间变化的关系曲线;并讨论了三种掺杂外延层中Zn扩散速度不同的原因。     

磁场对GaAs/Al_xGa_(1-x)As异质结系统中束缚极化子的影响

对GaAs/AlxGa1-xAs单异质结系统引入三角势近似异质结势,同时考虑体纵光学(LO)声子和有效近似下两支界面光学(IO)声子的影响,采用变分法讨论了外界恒定磁场对束缚于近界面杂质的光学极化子结合能的影响.利用改进的Lee-Low-Pines(LLP)中间耦合方法处理电子-声子和杂质-声子的相互作用,计算了杂质态结合能随杂质位置、磁场强度、电子面密度的变化关系.结果表明,极化子结合能随磁场呈现增加的趋势,其中LO声子对结合能的负贡献受磁场影响显著,而IO声子的负贡献受磁场的影响并不明显,但当杂质靠近界面时,杂质-IO声子相互作用对磁场的影响很敏感.结果还表明,     

GaAs-Al_2Ga_(1-x)As双异质结激光器的伏安特性

测量了77～300K 范围内 GaAs-Al_xGa_(1-x)As DH 激光器的伏安特性。典型的正向特性曲线可用下式描写:I=I_1 I_2=I_(s_1)exp(AV) I_(s_1)exp(q/nkT V)A 和 n 是只与温度有微弱关系的参数。