GaAs PHEMT栅选择腐蚀工艺研究

基于GaAs PHEMT(赝配高电子迁移率晶体管)材料结构的设计,材料生长过程中增加了一层腐蚀终止层。经过大量的实验和腐蚀液体系的选取,完成了GaAs PHEMT工艺中能用于大批量生产的栅加工工艺。利用选择腐蚀终止层可以很容易地达到夹断电压和漏极电流的批量生产的一致性。本研究利用磷酸腐蚀液体系,在材料的设计中增加了InxGa1-xP腐蚀终止层,结果达到了预期目的,并已用于GaAs 0.25μm PHEMT标准工艺的生产中,获得了良好的经济效益。     

高反射性电流阻挡层用于提高InGaN/GaN发光二极管的光输出功率

由SiO₂/TiO₂分布布拉格反射镜(DBR)和Al镜组成的混合式反射电流阻挡层用于提高InGaN/GaN发光二极管的光输出功率。混合式反射电流阻挡层不仅增强了电流扩展效应而且有效的将射向p金属电极的光子反射防止其对p电极焊点附近光子的吸收。实验结果表明,淀积在p-GaN上1.5个周期的SiO₂/TiO₂DBR和Al镜在455nm垂直入射时的反射率高达97.8%。在20mA的工作电流下,与没有电流阻挡层的发光二极管相比,生长1.5对SiO₂/TiO₂ DBR和Al镜作为电流阻挡层的发光二极管的光输出功率提高了12.5%,且光输出功率的分布更加均匀。     

图形化蓝宝石衬底形貌对GaN基LED出光性能的影响

近年来,图形化蓝宝石衬底(PSS)作为GaN基LED外延衬底材料被广泛应用.通过干法刻蚀和湿法腐蚀制备了不同规格和形状的蓝宝石衬底图形,并进行外延生长、芯片制备和封装验证,采用扫描电子显微镜(SEM)和3D轮廓仪进行形貌表征,研究了不同规格和形状的衬底图形对LED芯片出光性能影响,并与外购锥形衬底(PSSZ2)进行对比.结果表明,在20 mA工作电流下,PSSZ2的LED光通量为8.33 lm.采用类三角锥和盾形衬底的LED光通量分别为7.83 lm和7.67 lm,分别比PSSZ2衬底低6.00％和7.92％.对锥形形貌进行优化,采用高1.69 μm、直径2.62 μm、间距0.42 μm的锥形衬底(PSSZ3)的LED光通量为8.67 lm,比PSSZ2衬底高4.08％,优化的PSSZ3能有效地提高LED出光性能.     

KrF光刻工艺技术

比较了248nm KrF光刻工艺与i-Line工艺上的异同,利用工艺原理和光学原理分析了248nm KrF光刻工艺的特点.对一些光刻工艺中容易出现的问题进行了探讨,使248nm KrF光刻技术在实际工艺中可以得到灵活应用.     

具有反射电极的高亮度LED芯片设计

根据光学薄膜原理,针对正装LED芯片设计了5种不同方式的电极结构,得出电流阻挡层SiO2和Al反射镜叠加制备出的反射电极具有较高的反射率,光电特性明显优于常规电极制备出的LED芯片。实验结果表明,该反射电极的反射率比常规电极结构反射率高53.1%,电流阻挡层SiO2可以改进有源区的电流扩展,减小电流堆积效应,而Al作为反射镜可以降低电极对光的吸收,使其发光效率、光强分布、饱和特性曲线和发光角度明显优于常规电极结构。实验采用化学气相沉积(CVD)法配合电子束蒸发制备反射电极,芯片的光功率提高了5.6%,成功制备出高亮度LED芯片。     

p-GaN与ITO欧姆接触的研究

针对GaN基发光二极管中p-GaN与透明导电薄膜ITO之间的接触进行研究,尝试找出透明导电层ITO的优化制程条件。将在不同氧流量、ITO厚度及退火温度下制备的透明电极ITO薄膜应用于GaN基发光二极管,来增加电流扩展,减小ITO与p-GaN欧姆接触电阻,降低LED工作电压及提高透过率、增强LED发光亮度。将ITO薄膜应用于218μm×363μm GaN基发光二极管LED,分析其在20 mA工作电流条件下正向电压和光输出功率的变化,在优化条件下制得的蓝光LED在直流电流20 mA下的正向电压3.23 V,光输出效率为23.25 mW。     

一种真空离子溅射镀膜设备控制软件的设计

目前国内外的真空离子镀膜控制软件,都不具有重构功能,导致设备的功能有限,也不能任意修改镀膜程序,且自动化程度也不高;针对这种情况,设计了一种控制软件,以工业计算机为核心,使用Visual Basic.net编程语言编制软件,采用专家系统结构,在Windows操作系统环境下,通过计算机标准接口,控制真空设备中各种常用的部件,可根据产品的需求灵活配置真空镀膜设备;建立了控制指令集,可支持用户自选的光学膜厚仪,具有自主编程功能,可按不同工艺重构镀膜程序;该控制软件已经成功的应用于真空离子溅射镀膜设备,实现了计算机对镀膜设备的自动化智能控制,以及镀膜过程的24小时无人值守。     

GaAs垂直结构PIN二极管限幅器

基于垂直结构GaAs PIN二极管的工艺技术开发,在GaAs PHEMT生产线上开发研制了GaAs PIN二极管限幅器单片集成电路.针对不同频段的单片电路采用了不同的材料结构参数设计.工艺中采用先进的深挖槽技术,严格控制横向钻蚀问题,制作出了限幅水平40 mW、最大承受功率5 W的多个频段GaAs限幅器单片电路,成品率达到95%以上.GaAs垂直结构PIN二极管工艺对GaAs PIN二极管大功率开关、限幅器等GaAs MMIC的发展具有重大意义.