宽沟道SI-GaAs衬底上适于光发射机的BH激光器

目前,光发射机中的激光器有采用MOCVD和MBE方法生长的多量子阱激光器,用LPE法生长的BH激光器。我们根据现有的实验条件,为了制作单片集成的光发射机,在沟道SI-GaAs衬底上采用两次液相外延生长BH激光器,实现了表面平面化。在800℃一次外延生长四层。第一层n⁺-GaAs缓冲层,第二层N-GaAlAs下限制层,第三层非掺杂构GaAs有源层,第四层为P-GaAlAs上限制层。采用适当的腐蚀条件刻蚀出有源区最窄的燕尾形隐埋条。在二次外延中,我们仅装一槽GaAlAs源液,在晶片上仅停留一次便生长出两个掩埋层,且层间界面与有源区自对准。上层为N-GaAlAs,载流子浓度为10¹⁶cm^-3,下层为高阻伴随生长层。由于高阻伴随层的存在对电流产生了有有效的侧向限制作用,因此避免了通常的SiO₂膜沉积等一系列工艺,提高了成品率,减化了工艺程序。利用n型掩埋层和隐埋条区P型上限制层之间铝组分及载流子类型、浓度的差异,虽然做一种宽接触电极,但由于隐埋条区上有良好的欧姆接触,而在掩埋层上为非良欧姆接触,所以起到了一定的电流外限制作用。n型电极是从n⁺-GaAs层引出的。 这种沟道SI-GaAs衬底正装GaAlAs/GaAs BH激光器室温连续工作阈值电流为55mA,P-I曲线在100℃仍有良好的线性关系。     

Si基GaN外延层光致发光光谱与二次离子质谱的研究

报道了在Si基上用简便的真空反应法制备出GaN外延层．光致发光光谱测试结果表明不同的生长温度和退火工艺会对GaN外延层的发光特性产生影响,在1050℃下生长的GaN外延层的发光强度高于其他温度下生长的发光强度,退火可以使GaN外延层的发光强度增强．二次离子质谱(SIMS)测试结果表明外延层中Ga和N分布均匀,在表面处Ga发生了偏聚,同时外延层中还存在Si,O等杂质,这使得外延层中背景电子浓度高达1.7×10¹⁸/cm³. SIMS测试结果还表明,在外延生长前采用 关键词：     

用MOCVD方法生长的GaAs/GaAsP量子线及其特性

本实验采用普通的光刻和湿法腐蚀技术,将GaAs基片刻蚀成具有W形沟槽样的非平面结构,基片表面为(100)面,沟槽的侧斜面为(111)B面.在此基片上用低压MOCVD设备外延生长了GaAs/GaAsP多层膜,通过扫描电镜和微区拉曼光谱,研究它们的生长特性,发现GaAs和GaAsP的生长速率与基片的晶向及基片上的生长位置有关.根据这一生长特性,选择合适的W形沟道形状,用常规的量子阱外延方式,在W形沟道中央顶部突起的线条状平面上形成宝塔形生长,从而在尖端长出量子线.低温荧光光谱中观察到相应的能量峰,从而证实量子线的存在.     

GaInAsP/InP双异质结发光管材料的研究

用二相法液相外延生长了GaInAsP/InP双异质结材料。已制得用于光通讯的、小面积的、输出功率>1mW(工作电流100mA)的发光二极管。讨论了外延工艺和影响材料性质的因素。     

磷化铟高电子迁移率晶体管外延结构材料抗电子辐照加固设计

为研究磷化铟高电子迁移率晶体管(InP HEMT)外延结构材料的抗电子辐照加固设计的效果,本文采用气态源分子束外延法制备了系列InP HEMT外延结构材料.针对不同外延结构材料开展了1.5 MeV电子束辐照试验,在辐照注量为2×10¹⁵ cm^-2条件下,并测试了InP HEMT外延结构材料二维电子气辐照前后的电学特性,获得了辐照前后不同外延结构InP HEMT材料二维电子气归一化浓度和电子迁移率随外延参数的变化规律,分析了InP HEMT二维电子气辐射损伤与Si-δ掺杂浓度、InGaAs沟道厚度和沟道In组分以及隔离层厚度等结构参数的关系.结果表明:Si-δ掺杂浓度越大,隔离层厚度较薄,InGaAs沟道厚度较大,沟道In组分低的InP HEMT外延结构二维电子气辐射损伤相对较低,具有更强的抗电子辐照能力.经分析原因如下:1)电子束与材料晶格发生能量传递,破坏晶格完整性,且在沟道异质界面引入辐射诱导缺陷,增加复合中心密度,散射增强导致二维电子气迁移率和浓度降低;2)高浓度Si-δ掺杂和薄隔离层有利于提高量子阱二维电子气浓度,降低二维电子气受辐射...     

高功率垂直腔面发射激光器的湿法腐蚀工艺

为提高高功率垂直腔面发射激光器(VCSEL)光电性能,对氧化限制型高功率VCSEL湿法腐蚀工艺进行了实验研究。实验中采用H₃PO₄系溶液替代以往制备此类器件常用的H₂SO₄系溶液作为高功率VCSEL外延片的腐蚀液,利用扫描电镜(SEM)研究了腐蚀后外延片氧化窗口的腐蚀形貌变化与腐蚀液浓度的关系,消除了以往采用H₂SO₄系溶液腐蚀时,高功率VCSEL氧化层侧壁出现的"燕尾"结构;通过改变湿法腐蚀工艺的外部温度条件和腐蚀液的浓度配比,实验研究了高功率VCSEL湿法腐蚀速率规律,最后得出了制备高功率VCSEL时湿法腐蚀工艺的最佳外部温度条件与腐蚀液的最佳浓度配比。     

基于选区外延技术的单片集成阵列波导光栅与单载流子探测器的端对接设计

选区外延技术是实现有源与无源光器件单片集成的一种有效的工艺手段,但同时对两种器件在异质生长界面处的对接结构提出了更高的设计要求.本文通过选区外延技术实现了InP基O波段4通道阵列波导光栅与单载流子探测器的单片集成.通过光学仿真重点研究了选区外延后界面处形貌对无源波导结构与有源光探测器间光耦合效率的影响,包括伸长的光学匹配层、二次外延生长边界位置、波导刻蚀边界位置等因素.研究结果表明,在保证二次外延生长边界对准异质对接界面时,将光学匹配层伸出探测器前端10μm并与外延边界无缝对接既可以保证高效的光传输效率(或探测器量子效率),又可以避免外延界面处的异常生长对器件制备工艺的影响,保证生长工艺与器件制备工艺的兼容性.成功制备的单片集成芯片具有高达76%的探测器量子效率,证明了对接方案的有效性.同时,集成芯片的低串扰(-22 dB)与解复用特性展示出其作为解复用光接收芯片具有巨大潜力.     

Si(111)衬底上生长有多缓冲层的六方GaN晶格常数计算和应变分析

利用卢瑟福背散射/沟道技术和高分辨率X射线衍射技术对在Si(111)衬底上利用金属有机化合物气相外延技术(MOVPE)生长有多缓冲层的六方GaN外延膜进行结晶品质计算、晶格常数计算和应变分析. 实验结果表明：GaN外延膜的结晶品质为χ_min=1.54%，已达到完美晶体的结晶品质(χ_min=1%—2%)；GaN外延膜的水平方向和垂直方向晶格常数分别为：a_epi＝0.31903nm，c_epi=0.51837nm，基本达到G 关键词： GaN 高分辨X射线衍射 卢瑟福背散射/沟道 弹性应变     

金属有机化合物气相外延生长GaN薄膜的电子微结构研究

研究了金属有机化合物气相外延(MOVPE)方法在(0001)氧化铝基底上生长的GaN薄膜的微结构,目的在于解释GaN缓冲层在二步法生长过程中的作用及其对外延层晶体质量的影响.在缓冲层中观察到了高密度的结构缺陷,并发现了两种晶体结构(立方和六角)的GaN.进而对两种结构GaN的成因进行讨论,并对缓冲层和外延层中结构缺陷的关系进行了研究.     

Si(111)分子束外延的生长动力学过程研究

本文用反射式高能电子衍射(RHEED)强度振荡研究了不同生长温度下Si(111)分子束外延的生长动力学过程,生长温度高于520℃(生长速率约0.15?/S)时,Si(111)外延为“台阶流”生长模式,生长温度低于475℃时,外延为“二维成核”双原子层生长模式,在较低温,甚至室温时,其外延仍为双原子层模式,但是镜向弹性散射束振荡和非弹性散射束振荡的叠加会造成RHEED强度在生长的最初阶段出现“类单原子层”模式的振荡特性。 关键词：     

1.55 μm InGaAsP/InP tapered stripe superluminescent diodes with potential optical sensor system applications

We proposed a structure of a 1.55 μm InGaAsP/InP superluminescent diode (SLD) to suppress the lasing action and fabricated laterally tilted multi-quantum well planar buried heterostructure separate confinement heterostructure SLD by using MOCVD and LPE equipments. The fabricated SLD is laterally tilted by 15°. The output power of SLD was 11 mW for 200 mA under pulse driving. The full-width at half-maximum was 42 nm at 200 mA.     

低偏振高功率1 310 nm超辐射发光二极管的液相外延生长

对新月形超辐射发光二极管的液相外延生长过程进行了机理分析。利用Matlab软件对建立的非平面生长模型进行了理论计算,并利用扫描电镜(SEM)对液相外延生长的形貌进行了分析,通过理论计算与实验分析设计了获得低偏振、高功率超辐射发光二极管的外延结构。利用该结构研制的超辐射发光二极管芯片在100 mA工作电流、25 ℃工作温度下输出功率达到3.6 mW,相应的输出波长为1 306 nm, 光谱半宽为39 nm,光谱波纹为0.17 dB,偏振度为2%。     

高亮度GaAlAs单异质结红光二极管

本文从工业生产角度对GaAlAs单异质结红光二极管的芯片制作技术作了细致研究.设计出能同时生长多枚外延片的新结构生长舟,选择了合适的管芯参数与生长条件,制定出稳定重复的工艺流程.用本项技术制出的单异质结管芯,发光波长为660nm,平均亮度达到4.5mcd/20mA,最高亮度达6.2mcd.     

InP-based optoelectronic devices for optical fiber communications

In this contribution we report the research and development of 1.55 μm InGaAsP/InP gain-coupled DFB laser with an improved injection-carrier induced grating and of high performance 1.3 μm and 1.55 μm InGaAsP/InP FP and DFB lasers for communications. Long wavelength strained MQW laser diodes with a very low threshold current (7–10 mA) have been fabricated. Low pressure MOVPE technology has been employed for the preparation of the layered structure. A novel gain-coupled DFB laser structure with an improved injection-carrier modulated grating has been proposed and fabricated. The laser structures have been prepared by hybrid growth of MOVPE and LPE techniques and reasonably good characteristics have been achieved for resultant lasers. High performance 1.3 μm and 1.55 μm InGaAsP/InP DFB lasers have successfully been developed for CATV and trunk line optical fiber communication. Presented at the 1st Czech-Chinese Workshop “Advanced Materials for Optoelectronics”, Prague, Czech Republic, June 13–17, 1998. Kunio Tada and Yoshiaki Nakano for their cooperation in the fabrication of the novel gain-coupled DFB lasers.     

InGaAsP/InP双异质结发光管频响特性的研究

本文研究了光纤通信用1.3μmInGaAsP/InP双异质结发光管的频响特性。结果表明:器件有源区掺杂浓度;有源层厚度;注入电流;光谱特性;P-n结特性等因素,对发光管的频响特性有重要影响。老化前有源区DSD的存在与否对频响无明显关系。     

1.55μm单模激光管的研究

本文叙述了用液相外延法制得的1.55μm脊波导激光二极管。室温阈值电流100mA,单模线性输出5mW,光谱线宽小于2?,脉冲响应上升时间约为100ps。分析了影响阈值电流的诸因素,如有源层厚度d和掺杂水平等。也讨论了LD的输出模式与器件结构的关系。     

Liquid phase epitaxy

This paper presents a comprehensive review of the method of liquid phase epitaxy (LPE) of semiconductors. In Sect. 1 the physical principles including diffusion-limited growth and solid-liquid phase diagrams are treated in detail. In Sect. 2 technological aspects and various kind of growth systems including industrial versions are described. Section 3 summarizes the relevant properties of LPE grown layers. Section 4 contains the application of LPE to the material system InP/InGaAs/InGaAsP as a model system. In Sect. 5 the advantages and weaknesses of LPE with respect to device applications in comparison with competing methods are discussed, and finally we attempt to predict the future direction of LPE.     

Channeled substrate window twin stripe GaAs/GaAlAs visible laser: Fabrication and steady state analysis

GaAs/GaAlAs high power window stripe lasers are developed with straight ac-tive layer in region adjacent to facet and curved active layer in central part.Only one-step liq-uid-phase epitaxy(LPE)growth is used in the fabvrication to from two internal current patheslaterally,allowing of a very simple fabrication process.Optical coupling from two stimulatingregions makes less beam divergence.The steady state analysis of such laser structure agreewell with experimental results.