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蓝宝石衬底的斜切角对GaN薄膜特性的影响

牛南辉 , 王怀兵 , 刘建平 , 刘乃鑫 , 邢艳辉 , 李彤 , 张念国 , 韩军 , 邓军 , 沈光地

利用金属有机物化学气相沉积技术在具有斜切角度的蓝宝石衬底(0～0.3°)上生长了非故意掺杂GaN薄膜,并采用显微镜、X射线双晶衍射、光荧光及霍尔技术对外延薄膜的表面形貌、晶体质量、光学及电学特性进行了分析.结果表明,采用具有斜切角度的衬底,可以有效改善GaN外延薄膜的表面形貌、降低位错密度、提高GaN的晶体质量及其光电特性,并且存在一个衬底最优斜切角度0.2°,此时外延生长出的GaN薄膜的表面形貌和晶体质量最好.

关键词: 氮化镓 , 蓝宝石衬底 , 斜切角度 , DCXRD , MOCVD

GaAs-GaN键合界面热应力的电子背散射衍射研究

田彦宝 , 吉元 , 赵跃 , 吴迪 , 郭霞 , 沈光地 , 索红莉 , 周美玲

人工晶体学报

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500nm.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.

关键词: GaAs-GaN , 热应力 , 晶片键合 , 电子背散射衍射(EBSD)

具有渐变层半导体DBR的MOCVD外延制备

盖红星 , 邓军 , 廉鹏 , 俞波 , 李建军 , 韩军 , 陈建新 , 沈光地

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2006.03.009

应用金属有机化合物气相淀积(MOCVD)制备了具有渐变层的半导体布拉格反射镜(DBR),分别是抛物线性、线性和突变结构的DBR.三种反射镜结构都设计为8个周期,通过白光反射谱测量突变DBR具有最大反射率.应用原子力显微镜对所制备的DBR表面形貌进行分析.结果表明,相同周期数情况下线性渐变DBR相对于其他两种结构粗糙度最小,具有良好的表面形貌,可以应用于垂直腔面发射激光器的研制.

关键词: 布拉格反射镜 , 金属有机化合物气相淀积 , 原子力显微镜 , AlGaAs

高分子自组装掩膜的制备

邓琛 , 徐晨 , 徐丽华 , 邹德恕 , 蒋文静 , 戴天明 , 李晓波 , 沈光地

高分子材料科学与工程

利用高分子共混物的微相分离和白组装原理,采用溶液共混和旋转涂膜的方法制得聚苯乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯(PS/PMMA)高分子共混物薄膜,对薄膜经过再加工得到具有纳米微孔的PMMA薄膜,研究了对溶液进行超声处理的时间、PS/PMMA共混物溶液浓度、旋涂转速和试片表面对掩膜形貌的影响.以此PMMA薄膜为掩膜对GaP表面进行湿法腐蚀,得到一种蜂窝状的表面微结构,它能使发光二极管(LED)的光功率平均提高18%.

关键词: 高分子 , 自组装 , 微结构 , 发光二极管

应变InGaAs/GaAs量子阱MOCVD生长优化及其在980 nm半导体激光器中的应用

俞波 , 盖红星 , 韩军 , 邓军 , 邢艳辉 , 李建军 , 廉鹏 , 邹德恕 , 沈光地

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2005.01.015

使用低压MOCVD生长应变InGaAs/GaAs 980 nm量子阱.研究了生长温度、生长速度对量子阱光致发光谱(PL)的影响.并将优化后的量子阱生长条件应用于980 nm半导体激光器的研制中,获得了直流工作下,阈值电流为19 mA,未镀膜斜率效率为0.6 W/A,输出功率在100 mW的器件.

关键词: 光电子学 , 半导体激光器 , 应变量子阱 , 金属有机化学气相淀积

AlInGaAs/AlGaAs应变量子阱增益特性研究

盖红星 , 李建军 , 韩军 , 邢艳辉 , 邓军 , 俞波 , 沈光地 , 陈建新

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2005.01.016

采用Shu Lien Chuang方法计算了AlInGaAs/AlGaAs应变引起价带中重、轻空穴能量变化曲线,在Harrison模型的基础上详细地计算了AlInGaAs/AlGaAs和GaAs/AlGaAs量子阱电子、空穴子能级分布并且进一步研究了这两种材料在不同注入条件下的线性光增益.进一步计算比较可以得出AlInGaAs/AlGaAs应变量子阱光增益特性要优于GaAs/AlGaAs非应变量子阱增益特性,因此AlInGaAs/AlGaAs应变量子阱半导体材料应用于半导体激光器比传统GaAs/AlGaAs材料更具优势.

关键词: 光电子学 , 应变量子阱 , 光增益 , AlInGaAs , 半导体激光器

GaN基LED电流扩展对其器件特性的影响

孙重清 , 邹德恕 , 顾晓玲 , 张剑铭 , 董立闽 , 宋颖娉 , 郭霞 , 高国 , 沈光地

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2006.06.024

GaN基LED的表面电流扩展对于器件的特性起着很重要的作用.制作环状N电极的器件在正向电压、总辐射功率、器件老化等特性方面较普通的电极都有很大的提高.通过一系列的实验对环状N电极和普通电极进行了比较,在外加正向电流为20 mA时,正向电压减小了6%,总辐射功率也略有提高,工作50小时后,总辐射功率相差8%,验证了环状N电极结构有利于器件电流扩展,减少器件串联电阻,减少了焦耳热的产生,提高了LED电光特性和可靠性.

关键词: 光电子学 , 固态照明 , 环状N电极 , 总辐射功率 , 电流扩展

激光熔融键合在新型室温红外探测器的应用

杨道虹 , 徐晨 , 董典红 , 金文贤 , 阳启明 , 张剑铭 , 沈光地

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2004.02.020

运用Nd:YAG激光在功率300W、光束运动速度为0.05m/s、光束直径为700μm的条件下能得到键合强度平均为9.3MPa的硅/玻璃熔融键合效果.该键合方法能进行选择区域键合,完全避免了由于键合过程中电场给超薄敏感可动微结构带来的畸变甚至失效,为新型室温红外探测器的研制奠定了良好的工艺基础.

关键词: MEMS , Nd:YAG激光 , 硅/玻璃 , 键合

GaAs-AlGaAs外延结构中微区应力的电子背散射衍射分析

田彦宝 , 吉元 , 王俊忠 , 张隐奇 , 关宝璐 , 郭霞 , 沈光地

功能材料

采用电子背散射衍射(EBSD)技术,以30～40nm的空间分辨率,显示GaAs-AlGaAs外延结构中的应力分布.将菊池花样质量IQ和Hough峰,以及晶格错配和局部转动等测量参数作为应力敏感参数,分析GaAs-AlGaAs周期外延层中的应变状态.通过对菊池花样进行快速傅立叶变换和强度计算识别微区应变区域.

关键词: 电子背散射衍射(EBSD) , 微区应力 , GaAs-AlGaAs