亚毫安阈值的1.3μm垂直腔面发射激光器

设计并研制了室温连续工作的单模13 μm垂直腔面发射激光器（VCSEL）,阈值电流为051 mA,最高连续工作温度达到82℃,斜率效率为029 W/A.采用InAsP/InGaAsP应变补偿多量子阱作为有源增益区,由晶片直接键合技术融合InP基谐振腔和GaAs基GaAs/Al（Ga）As分布布拉格下反射腔镜,并由电子束蒸发法沉积SiO₂/TiO₂介质薄膜上反射腔镜形成13 μm VCSEL结构.讨论并分析了谐振腔模式与量子阱增益峰相对位置对器件性能的影响. 关键词： 垂直腔面发射激光器 晶片直接键合 应变补偿多量子阱     

直接键合的三结太阳能电池研究

本文研制了直接键合的三结GaInP/GaAs/InGaAsP太阳电池.直接键合技术可以减少晶格不匹配的材料在外延生长过程中产生的线位错和面缺陷,将缺陷限制在界面几十纳米的薄层而不向内扩散,是未来实现高效多结电池的发展趋势之一.此类电池国内鲜有报道.本文键合三结电池的键合界面采用p+GaAs/n+InP结构,得到电池开路电压3.0 V,在电池结构没有优化的情况下获得效率24%,表面未做减反膜.开路电压表明三结电池实现了串联,为单片集成的高效多结电池提供了新的途径.对实验结果进行了分析并给出了改进措施.     

硅基混合集成技术的研究进展

硅基光电子集成技术(PICs)为高速宽带光互连和光通信的发展提供了一种低成本的有效方案,受到人们的高度重视.目前将III-V族和锗等半导体化合物集成到硅衬底的方法主要分为两类:异质结外延生长和异质材料的键合.低温下晶片键合的方法克服了异质结外延生长中的生长温度高、晶格失配和材料热膨胀系数非共容性的缺点,为大规模的异质(不同半导体材料)集成提供了可能.文章综述了近几年来一些常用的键合方法,并对低温键合方法的发展动向做了展望.     

硅基混合集成技术的研究进展

硅基光电子集成技术(PICs)为高速宽带光互连和光通信的发展提供了一种低成本的有效方案,受到人们的高度重视.目前将III-V族和锗等半导体化合物集成到硅衬底的方法主要分为两类：异质结外延生长和异质材料的键合.低温下晶片键合的方法克服了异质结外延生长中的生长温度高、晶格失配和材料热膨胀系数非共容性的缺点,为大规模的异质（不同半导体材料）集成提供了可能.文章综述了近几年来一些常用的键合方法,并对低温键合方法的发展动向做了展望.     

Ge/Si异质键合半/绝接触界面态对异质结光电输运特性的影响研究

Ge/Si异质键合技术作为一种新型的通用材料制备工艺,在制备高质量Si基Ge薄膜方面展现出巨大的潜力,是研制高性能Ge/Si光电器件的备选方案之一。现阶段主流的直接键合和等离子体键合方法在制备Ge/Si薄膜时都容易在Ge/Si键合界面处引入纳米氧化锗层(GeO₂),导致Ge/GeO₂及GeO₂/Si半/绝接触界面存在界面态,从而器件性能受影响。基于载流子三大输运方程、非局域隧穿模型及半经典量子解法,构建了低温Ge/Si异质键合界面,研究了键合界面的界面态密度(ISD)对Ge/Si异质结的载流子电学输运、光吸收、复合及高频响应等性能的影响。结果表明,随着ISD的增加,Ge/Si异质结的暗电流增大,同时界面态对载流子的俘获能力加强,导致总电流减小,光谱响应减弱。另外,ISD的增加导致Ge层内的电场减小,高频特性变差。为获得性能良好的键合Ge/Si异质结,ISD必须低于1×10¹² cm^-2。该研究结果为高质量Si基Ge薄膜及高性能Ge/Si光电器件的制备提供了理论指导。     

Co/S钝化GaAs(100)界面形成的SRPES研究

利用同步辐射光电发射谱研究了Co与CH\-3CSNH\-2处理的S钝化GaAs(100)的界面形成.发现 其界面反应较弱,Co覆盖层达到0.8nm时,形成稳定的界面.GaAs表面上和S原子形成桥 键的Ga原子与Co发生交换反应并扩散到覆盖层中,形成Co—S键.Co覆盖层表面无偏析As的出现,与Co/GaAs(100)界面不同,这表明GaAs表面的S钝化可有效地阻止As原子向覆盖层的扩散. 关键词：     

用HREELS研究氢在GaAs和InP的(111),(111)表面上的吸附

氢在GaAs和InP表面上的吸附可以用高分辨率电子能量损失谱(HREELS)来探测。Ga—H,As—H,In—H和P—H键的伸缩振动各自对应于不同的能量损失。但是As—H振动极容易和Ga—H振动追加声子损失相混淆,只有从损失峰的相对强度比较上来区别。实验得到吸附的氢与表面原子的成键情况取决于表面的原子结构及电子分布。对于GaAs(111)面,低暴露量时只形成Ga—H键,而高暴露量时还可以形成As—H键。而InP(111)表面由于是经过磷气氛退火处理的,在低暴露量下In—H与P—H键均可形成。InP(Ⅲ)面上只看到P—H损失峰,说明这个表面是完全以P原子结尾的。在(Ⅲ)面上出现小面的情形,则表面Ⅲ族和Ⅴ族原子均可同氢成键。 关键词：     

晶片融合产生长波低阈值垂直腔激光器

日本NTT光电实验室的研究人员演示了一种以双InGaAs/InP-GaAs/AlAs分布式布喇格反射器为基础的1.55μm输出垂直腔表面发射激光器(VCSEL)。靠晶片融合进行的设计,其不匹配位错密度低于InP/GaAs界面上的异质外延生长。这种直径为25μm的器件在23℃时的阈值电流为8.8mA,阈值?..     

GaAs-InP异质材料的结构特性和光学特性研究

我们在低压金属有机汽相沉积(MOCVD)设备上采用两步升温法与金属有机源流量周期调制生长界面过渡层方法制备出GaAs-InP材料,并对此进行了X-射线衍射、低温光致发光谱(PL)和Raman谱分析,结果表明,GaAs外延层的位错密度低于用两步升温法得到的GaAs材料,PL谱峰较强,GaAs的特征激子峰和杂质相关的激子峰同时被测到。Raman谱PL谱的峰移表明GaAs外延层处于(100)双轴伸张应力下,应力大小随温度变化是由于GaAs、InP之间的热膨胀系数不同。     

用HREELS研究氢在GaAs和InP的(111),()表面上的吸附

氢在GaAs和InP表面上的吸附可以用高分辨率电子能量损失谱(HREELS)来探测。Ga—H,As—H,In—H和P—H键的伸缩振动各自对应于不同的能量损失。但是As—H振动极容易和Ga—H振动追加声子损失相混淆,只有从损失峰的相对强度比较上来区别。实验得到吸附的氢与表面原子的成键情况取决于表面的原子结构及电子分布。对于GaAs(111)面,低暴露量时只形成Ga—H键,而高暴露量时还可以形成As—H键。而InP(111)表面由于是经过磷气氛退火处理的,在低暴露量下In—H与P—H键均可形成。InP(Ⅲ)面上只看到P—H损失峰,说明这个表面是完全以P原子结尾的。在(Ⅲ)面上出现小面的情形,则表面Ⅲ族和Ⅴ族原子均可同氢成键。     

用HREELS研究氢在GaAs和InP的（111），（III）表面上的吸附

氢在GaAs, 和InP 表面上的吸附可以用高分辨率电子能量损失谱(HREELS) 来探测.Ga-H侧, As-H , In-H 和P-H 键的伸缩振动各自对应于不同的能量损失. 但是A-H 振动极容易和Ga-H 振动追加声子损失相混淆, 只有从损失峰的相对强度比较上来区别。实验得到吸附的氢与表面原子的成键情况取决于表面的原子结构及电子分布. 对于GaAs (1 1 1)面, 低暴露量时只形成Ga-H 键, 而高暴露量时还可以形成As-H 键.而InP(1 1 1 ) 表面由于是经过磷气氛退火处理的, 在低暴露量下In 一H 与P一H 键均可形成. InP (III) 面上只看到P-H 损失峰, 说明这个表面是完全以P 原子结尾的. 在(1 1 1 ) 面上出现小面的情形, 则表面III族和V族原子均可同氢成键. 关键词：     

Heteroepitaxial growth of InP/GaAs(100) by metalorganic chemical vapor deposition

Using two-step method InP epilayers were grown on GaAs(100)substrates by low-pressure metalorganic chemical vapor deposition(LP-MOCVD).X-ray diffraction(XRD)and room-temperature(RT)photolu- minescence(PL)were employed to characterize the quality of InP epilayer.The best scheme of growing InP/GaAs(100)heterostructures was obtained by optimizing the initial low-temperature(LT)InP growth conditions,investigating the effects of thermal cycle annealing(TCA)and strained layer superlattice(SLS) on InP epilayers.Compared with annealing,10-periods Ga_(0.1)In_(0.9)P/InP SLS inserted into InP epilayers can improve the quality of epilayers dramatically,by this means,for 2.6-μm-thick heteroepitaxial InP,the full-widths at half-maximum(FWHMs)of XRDωandω-2θscans are 219 and 203 arcsec,respectively,the RT PL spectrum shows the band edge transition of InP,the FWHM is 42 meV.In addition,the successful growth of InP/In_(0.53)Ga_(0.47)As MQWs on GaAs(100)substrates indicates the quality of device demand of InP/GaAs heterostructures.     

Heteroepitaxial growth of InP/GaAs(100) by metalorganic chemical vapor deposition

Using two-step method InP epilayers were grown on GaAs(100) substrates by low-pressure metalorganic chemical vapor deposition (LP-MOCVD). X-ray diffraction (XRD) and room-temperature (RT) photoluminescence (PL) were employed to characterize the quality of InP epilayer. The best scheme of growing InP/GaAs(100) heterostructures was obtained by optimizing the initial low-temperature (LT) InP growth conditions, investigating the effects of thermal cycle annealing (TCA) and strained layer superlattice (SLS)on InP epilayers. Compared with annealing, 10-periods Ga0.1In0.9P/InP SLS inserted into InP epilayers can improve the quality of epilayers dramatically, by this means, for 2.6-μm-thick heteroepitaxial InP, the full-widths at half-maximum (FWHMs) of XRD ω and ω-2θ scans are 219 and 203 arcsec, respectively, the RT PL spectrum shows the band edge transition of InP, the FWHM is 42 meV. In addition, the successful growth of InP/In0.53Ga0.47As MQWs on GaAs(100) substrates indicates the quality of device demand of InP/GaAs heterostructures.     

激光器件 固体激光器

TN248.1 2004053343 用离子注入GaAs晶片实现闪光灯泵浦Nd:YAG激光器中的被动调Q=Passive Q-switching in a flash-lamp pumped Nd:YAG laser with ion-implanted GaAs wafer[刊,中]/王勇刚(中科院半导体研究所,北京(100083))。李朝阳…∥半导体学报。—2004,25(2)。—148-151     

GaAs/InP异质外延材料的光致发光研究

首次对MOCVD-LPE混合外延生长的GaAs/InP材料进行了光致发光测量及分析。结果显示出混合生长的GaAs发光强度明显高于MOCVD一次外延生长的GaAs的发光强度,并确认在16K温度下GaAs和InP有跃迁激子产生。观测到GaAs/InP样品近带边光致发光谱的半峰宽为8.4meV,显示了这种材料的高质量。     

Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的氧化膜及其界面性质研究的进展

Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体具有迁移率高、有效质量小等优点,因此它们的氧化膜及其界面性质的研究就成为当前研究的重要课题之一.它将为微波MOS场效应晶体管向毫米波段发展,为低功耗超高速逻辑集成电路研制开拓新的途径.现在制备的氧化膜大体上可分为本体氧化膜和复合氧化膜两大类.对GaAs的氧化膜及其界面性质已有大量的研究并取得了一定的进展.以InP为基础的化合物半导体的研究开始得晚一些,但是却有后来居上之势.本文介绍GaAs的氧化膜及其界面性质的研究;InP的氧化膜及其界面性质的研究;GaAs和 InP与氧化膜界面性质的比较和几点看法.同时…     

Co/GaAs(100)界面形成以及Co超薄膜磁性质的研究

利用同步辐射光电发射和铁磁共振(FMR)研究了Co/GaAs(100)界面形成以及Co超薄膜的磁性质.结果表明,在低覆盖度(约为0.2nm)下,Co吸附原子与衬底发生强烈的界面反应,在覆盖度为0.9nm时,形成稳定的界面.从衬底扩散出的Ga原子与Co覆盖层合金化,而部分As原子与Co原子发生反应,形成稳定的键合,这些反应产物都停留在界面处很窄的区域(0.3—0.4nm)内.另一部分As原子偏析在Co覆盖层表面.结合理论模型,详细地讨论了界面结构及Ga，As原子的深度分布.FMR结果表明,生长的Co超薄膜具 关键词：     

不同Ge组分a-Si1-xGex键合层对InGaAs/Si雪崩光电二极管性能的影响(英文)

采用非晶半导体中间层键合(SIB)实现键合界面失配晶格的阻断是实现高质量Si基InGaAs薄膜制备的最佳选择。本文在InGaAs/Si键合界面插入一层非晶锗硅(a-Si_1-xGe_x)键合层,模拟了不同Ge组分对InGaAs/Si APD复合率、能带、隧穿、电荷堆积等参数的影响。器件在室温下获得极低的暗电流(～10^-10A@95%雪崩电压),增益和增益带宽积分别高达30 GHz和60 GHz。本文将为低噪声近红外APD的研制提供理论指导。     

光电子技术与器件 光能转换与器件

TM914．4 2006065287用于GalnP/GaAs双结叠层太阳电池的MOVPE外延材料=Wafers for GalnP/GaAs tandem solar cells bv MOVPE [刊,中]/黄子乾(南京大学物理系．江苏,南京(210016)),李肖…//太阳能学报．—2006,27(5)．—433-435采用金属有机化合物汽相淀积(MOVPE)技术生长用于GalnP/GaAs双结叠层太阳电池的外延材料。针对材料生长中的隧穿结、p-AIInP层等关键问题,通过对掺杂剂、生长技术及条件的调整与改进,极大地提高了GalnP/     

应力对(GaP)_1/(InP)_1(111)超晶格体内和表面电子结构的影响

考虑到应力对超薄层(GaP)_1/(InP)_1(111)结构中Ga-P和In-P键长的作用为均匀分布的情况,本文提出在紧束缚近似下,将应力的影响直接反映到Harrison的交迭积分项中,并利用Recursion方法全面计算了由Keating模型确定的稳定(GaP)_1/(InP)_1(111)超晶格体内和表面的电子结构,结果表明,这种材料的带隙为1.88eV,它比体材料GaP(2.91eV)和InP(1.48eV)的平均值小0.31eV.通过对辅助模型的研究,可以发现随键长应力的增大,系统带隙加宽,费密能级移动,同时计算得到的各晶位上原子的电子占有数结果清楚地反映了InP的离化程度比GaP高,最后证明这类应力超晶格(111)表面有类似的SP_z+P_x—P_y退杂化轨道存在,但是各分波轨道对它的贡献与(GaAs)_1/(AIAs)_1(001)超晶格中(001)表面的相应情况是不同的。