P型氮化镓退火及发光二极管研究

对金属有机物化学气相淀积(MOCVD)技术在蓝宝石衬底上生长的p型氮化镓(p-GaN)在氮气气氛下的热退火进行研究。用Hall测试系统测量不同温度、不同时间退火后样品的电学性能;对一组蓝光LEDs分别进行不同退火温度、退火时间实验,对退火前后量子阱峰值强度半高宽和积分面积变化进行了比较研究。实验表明p-GaN在825°C、8min条件下退火可以取得较高的空穴浓度,而LED在750°C、30min退火可以使量子阱的半高宽展宽较小,积分强度降低百分比小,而且LED芯片正向电压也较小。     

InGaN/GaN多量子阱蓝光LED的p-GaN盖层的MOCVD生长研究

利用金属有机物化学气相淀积（MOCVD）生长了InGaN／GaN多量子阱（MQW）蓝光发光二极管（LED）,研究了不同Cp2Mg流量下生长的p-GaN盖层对器件电学特性的影响。结果表明,随着Cp2Mg流量的提高,漏电流升高,并且到达一临界点会迅速恶化;正向压降则先降低,后升高。进而研究相同生长条件下生长的p-GaN薄膜的电学特性、表面形貌及晶体质量,结果表明,生长p-GaN盖层时,Cp2Mg流量过低,盖层的空穴浓度低,电学特性不好;Cp2Mg流量过高,则会产生大量的缺陷,盖层晶体质量与表面形貌变差,使得空穴浓度降低,电学特性变差。因此,生长p-GaN盖层时,为使器件的正向压降与反向漏电流均达到要求,Cp2Mg流量应精确控制。     

应变量子阱传输矩阵法设计及MOCVD外延制备

借鉴光波导设计的传输矩阵法思想 ,引入传输矩阵方法进行量子阱设计的应用 ,以 980nm半导体激光器用的应变量子阱为例 ,利用MOCVD外延生长技术设计生长了InGaAs/GaAs应变量子阱结构 ,测量PL谱峰值波长与设计波长吻合 ,X双晶衍射仪标定的量子阱组分和厚度基本与设计一致 ,从而验证了传输矩阵法用于量子阱设计是一种有效快捷的方法。     

(Al) Ga InP材料的MOCVD生长研究

对可见光半导体光电子材料Ga0.5In0.5P、(AlXGa1-X)0.5In0.5P的MOCVD生长进行了研究。使用X射线双晶衍射和PL谱测量结合的手段,研究了生长速度和生长温度对材料质量的影响。根据测试结果优化了(Al)GaInP材料的生长速度和生长温度。为研制出高性能的650nm半导体激光器打下良好的材料基础。     

GaN外延结构中微区应变场的测量和评价

 采用电子背散射衍射(EBSD)技术,测量GaN/蓝宝石结构中的弹性应变场.将EBSD菊池衍射花样的图像质量IQ值及小角度错配作为应力敏感参数,表征GaN-Buffer层-蓝宝石结构中的晶格畸变和转动,显示微区弹性应变场.在GaN/蓝宝石系统中,弹性应变的影响范围大约200×700nm.采用快速傅立叶变换(FFT)提取菊池花样的衍射强度,识别GaN外延结构中的应变/无应变区域.     

p型氮化镓的低温生长及发光二极管器件的研究

采用金属有机物化学气相淀积技术(MOCVD)在蓝宝石衬底上低温(870—980℃)生长p型氮化镓 (p-GaN).用Hall测试仪测量材料的电学性能，发现当温度低于900℃时，材料的电阻率较高 ；在900—980℃均可获得导电性能良好的p-GaN.另外，电导性能除与掺杂浓度有关，还与p- GaN生长条件有关，氮镓摩尔比过低导电性能就较差，过高则会引起表面粗糙.采用优化后的 p-GaN制作了绿光发光二极管器件，发现生长温度越低器件发光强度越高，反向电压也越高 ，但正向电压只是略有升高. 关键词： Ⅲ-Ⅴ族半导体 氮化镓 发光二极管 金属有机物化学气相淀积     

高空穴浓度Mg掺杂InGaN外延材料性能的研究

采用金属有机物化学气相沉积方法生长得到具有不同Mg掺杂浓度In_xGa_1-xN (0≤x≤0.3)外延材料样品. 对样品的电学特性和光学特性进行了系统的研究. 研究发现：在固定Mg掺杂浓度下，随In组分的提高，样品空穴浓度显著提高,最高达2.4×10¹⁹cm^-3,Mg的活化效率提高了近两个数量级；通过对Mg掺杂InGaN(InGaN：Mg)样品的光致发光(PL)谱的分析，解释了InGaN：Mg样品的载流子跃迁机理，并确定了样品中Mg受主激活能和深施主能级的位置. 关键词： Mg掺杂InGaN 高空穴浓度 光致发光 金属有机物化学气相沉积     

利用光学薄膜模型研究垂直腔面发射激光器的光学特性

可以把垂直腔面发射激光器看作是多层光学薄膜,应用光学薄膜原理对其光学薄膜的特性进行了研究。计算分析了布拉格反射镜和谐振腔模的反射谱受器件结构变化的影响。通过利用菲涅耳系数矩阵法计算,得到了光在垂直腔面发射激光器器件结构中形成的驻波场分布。结果表明,利用菲涅耳系数矩阵法设计垂直腔面发射激光器的光学薄膜是一种快捷准确的方法。     

In1-xGaxAsyP1-y/GaAs组分x和y间约束关系及应用

计算出与GaAs衬底相匹配的In1-xGaxAsyP1-y组分x和y的约束关系,并加以验证;用约束关系简化带隙与组分x和y函数关系,使之变为单变量y的函数,并给出晶格常数、带隙与组分关系的三维图,并长出材料加以证实.     

InGaN:Mg薄膜的电学特性研究

利用MOCVD生长了InGaN:Mg薄膜,研究了生长温度、掺Mg量对InGaN:Mg薄膜电学特性的影响.结果表明,空穴浓度随着生长温度的降低而升高.在相同的生长温度下,空穴浓度随掺Mg量的增加,先升高后降低.通过对这两个生长条件的优化,在760℃、CP2Mg与TMGa摩尔流量之比为2.2‰时制备出了空穴浓度高达2.4×1019cm-3的p-InGaN:Mg薄膜.这对进一步提高GaN基电子器件与光电子器件的性能有重要意义.