Effect of local alloy disorder on the emission kinetics of deep donors (DX centers) in AlxGa1-xAs

In this paper we summarize our recent studies of the effects of local alloy disorder on the properties ofDX levels. A single emission rate is observed in GaAs where all Si-donors have identical local environments. In contrast, three discrete emission rates are observed in dilute AlGaAs alloys, suggesting that the group IV donor moves towards the interstitial site, thereby “selecting” three of the twelve surrounding group III atoms. We present evidence for an ordering of theDX levels consistent with Morgan’s model of a deepening potential well for theDX level as Al atoms are subsequently substituted for Ga atoms near the relaxed donor. These conclusions are consistent with earlier calculations of Chadi and Chang.     

AlGaAs／GaAs HBT表面效应的二维数值分析

采用表面效应集总模型综合考虑表面费米能级钉扎和表面复合效应，对ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓＨＢＴ表面效应的影响进行了二维数值模拟。结果表明，表面态的存在对集电极电流几乎不产生影响，但显著增加基极电流，使得电流增益明显下降。同时还发现在台面结构ＡＩＧａＡｓ／ＧａＡｓＨＢＴ中外基区表面复合的集边效应，即外基区表面复合主要发生在发射极台面与外基区的交界处附近，与外基区长度基本无关。模拟还表明基区缓变结构可以减少表面复合，提高电流增益。     

DX centers in AlxGa1-xAs bulk alloy,AlAs/GaAs ordered,and disordered superlattices

Properties of theDX centers in Al_0.5Ga_0.5As bulk alloy (b-AL), (AlAs)₂ (GaSa)₂ ordered superlattice (o-SL) and (AlAs) _m (GaAs) _n disordered superlattice (d-SL) (m = 1, 2, 3,n = 1, 2, 3) with the same macroscopic composition were measured and compared. By deconvolution of deep level transient spectroscopy (DLTS) spectrum due to theDX center, we have found a decrease in the number of separate peaks in DLTS spectrum in an intentionally atomic ordered arrangement. Visiting Scholar of the Japan Society for the Promotion of Science. On leave from Department of Electrical Engineering, San Jose State University, San Jose, California 95192-0084, USA.     

GaAs、GaP、InP、InGaAsP、AlGaAs、InAlGaAs的化学腐蚀研究

为研制全集成光开关、微片式激光器等，对ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＡＩＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ等材料的化学腐蚀进行了实验研究。为了研制ＩｎＡｌＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ／ＩｎＡｌＧａＡｓ微片式激光器，开发了Ｈ３ＰＯ４／Ｈ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ薄层腐蚀液和ＨＣｌ／Ｈ２Ｏ选择性腐蚀液；为了研制ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰＴｂａｒ型光波导，开发了ＨＣｌ／Ｈ３ＰＯ４／Ｈ２Ｏ２薄层腐蚀液和ＨＣｌ／Ｈ２Ｏ２选择性腐蚀液；为了研制ＧａＰ、ＩｎＧａＰ光波导，开发了ＨＣｌ／ＨＮＯ３／Ｈ２Ｏ薄层腐蚀液。它们都具有稳定、重复性好、速率可控、腐蚀后表面形貌好等特点。除此之外，蚀刻成的ＧａＰ光波导侧壁平滑无波纹起伏。此种结果尚未见报导。     

小像元量子阱FPA抗光学串音的FDTD仿真

采用光栅耦合结构的焦平面阵列(Focal Plane Array,FPA)在工艺上难以制备,反射耦合结构较为容易。为探究反射耦合结构是否可以在小尺寸范围内替代光栅耦合结构,文章使用FDTD电磁场仿真软件MEEP构建了光栅耦合结构和反射结构GaAs/AlGaAs量子阱红外焦平面阵列三像元模。通过对器件内部光学串音进行仿真,验证了在逼近衍射极限时,采用全内反射结构的FPA在5~7μm和8.5~10μm之间的抗串音效果强于光栅耦合结构,而在6.5~8.5μm和10~12μm之间,光栅耦合结构的抗串音效果更好,在12~15μm范围内,两种结构的抗串音能力相当。针对15μm中心距全内反射结构量子阱FPA,探究了反射角度、刻蚀深度和量子阱周期对其串音的影响。     

准连续17 kW 808 nm GaAs/AlGaAs叠层激光二极管列阵

高功率激光二极管列阵广泛应用于抽运固体激光器.报道了17 kW GaAs/AlGaAs叠层激光二极管列阵的设计、制作过程和测试结果.为了提高器件的输出功率,一方面采用宽波导量子阱外延结构,降低腔面光功率密度,提高单个激光条的输出功率,通过金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法进行材料生长,经过光刻、金属化、镀膜等工艺制备1 cm激光条,填充密度为80%,单个激光条输出功率达100 W以上;另一方面器件采用高密度叠层封装结构,提高器件的总输出功率,实现了160个激光条叠层封装,条间距0.5 mm.经测试,器件输出功率达17kW,峰值波长为807.6 nm,谱线宽度为4.9 nm.     

全光3R中的窄条AlGaAs激光器自脉动研究

分析了利用窄条AlGaAs激光器的自持脉动来进行3R时钟恢复的原理,着重阐述F—P腔半导体激光器自持脉动产生的机理和条件,同时研究窄条AlGaAs激光器的结构参数对自持脉动的影响．在此基础上讨论了改变自脉动频率和提高输出光脉冲功率的方法．最后提出了通过采用一种不规则窄条结构来提高激光器的输出光脉冲频率的方法,并使用仿真程序进行了仿真实验．结果表明,采用该结构可以比在同样条件下采用规则窄条结构获得更高频率的输出光脉冲．     

9μm截止波长128×128 AlGaAs/GaAs量子阱红外焦平面探测器阵列

报道了128×128 AlGaAs/GaAs量子阱红外焦平面探测器阵列的设计和制作.采用金属有机化学气相淀积外延技术生长外延材料,并在GaAs集成电路工艺线上完成工艺制作.为得到器件参数,设计制作了台面尺寸为300μm×300μm的大面积测试器件;77K下2V偏压时暗电流密度为1.5×10-3A/cm2;80K工作温度下,器件峰值响应波长为8.4μm,截止波长为9μm,黑体探测率DB 为3.95×108(cm·Hz1/2)/W.将128×128元 AlGaAs/GaAs量子阱红外焦平面探测器阵列芯片与相关CMOS读出电路芯片倒装焊互连,在80K工作温度下实现了室温环境目标的红外热成像,盲元率小于1%.     

QUANTUM MECHANICAL MODEL AND SIMULATION OF GaAs/AlGaAs QUANTUM WELL INFRARED PHOTO- DETECTOR-Ⅰ OPTICAL ASPECTS

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎｆｒａｒｅｄｄｅｔｅｃｔｏｒｔｅｃｈｎｉｑｕｅｈａｓｂｅｅｎａｋｅｙｆａｃｔｏｒｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｉｎｆｒａｒｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｍｏｒｅｔｈａｎ 4 0 ｙｅａｒｓ .Ｓｉｎｃｅ 1970 ,ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓｌｉｋｅＩｎＳｂａｎｄＨｇＣｄＴｅｈａｖｅｂｅｅｎｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐａｌｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｖａｒｉｏｕｓｉｎｆｒａｒｅｄｄｅｔｅｃｔｏｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ .Ｔｈｅｆｏｒｍａｔｏｆｔｈｅｉｎｆｒａｒｅｄｄｅｔｅｃｔｏｒｍｏｔｉｖａｔｅｄｂｙｓｍａｒｔｔｈｅｒｍａｌｉｍａｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍｃｈａｎｇｅｄｆｒｏｍｓｉｎｇｌｅｅｌｅｍｅｎｔｄｅｖｉｃｅｔｏｆｏｃａｌｐｌａｎａｒｒａｙｓ(ＦＰＡｓ)ｉｎｔｈｅｍｉｄｄｌｅｏｆ 80’ｓ [1].Ｔｏｄａｙ’ｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｉｎｆｒａｒｅｄｄｅｔｅｃｔｏｒｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｓｌａｒｇｅｌｙｏｎｆｏｃａｌｐｌａｎａｒｒａｙｓ ,ｅｘｐｅｃｉａｌｌｙｆｏｒｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ,ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓａｎｄｌａｒｇｅｆｏｒｍａｔｓｃａｌｅｄｅｖｉｃｅｓ .ＨｇＣｄＴｅ...     

大功率宽面808nm GaAsP/AlGaAs量子阱激光器分别限制结构设计

本文对有源区条宽100μm的GaAsP/AlGaAs 808nm量子阱激光器分别限制结构进行了理论分析和设计.选取了三种情况的波导层和限制层的铝组分,分别计算和分析了波导层厚度与激光器光限制因子、最大出光功率、垂直发散角和阈值电流密度的函数关系.根据计算结果可知:当波导层和限制层铝组分为0.4和0.5时,采用窄波导结构可以获得器件的最大输出功率为11.2W,发散角为19°,阈值电流密度为266A/cm2;采用宽波导结构可以得到器件的最大输出功率为9.4W,发散角为32°,阈值电流密度为239A/cm2.