砷化镓激光器脊型波导的制备

本文主要研究了用湿法腐蚀的方法制备砷化镓激光器脊型波导,具体研究了砷化镓（GaAs）、铟镓磷（ InGaP）、铝镓铟磷（AlGaInP）材料的腐蚀。本文还成功地配制了能同时腐蚀铟镓磷和铝镓铟磷材料的腐蚀液。我们还分析了腐蚀时间和腐蚀浓度对脊型形状和脊型深度的影响。最后,在合适的条件下,本文得到了合适的脊型深度和光滑的脊型表面,而且得到的脊型的陡直度很小。这些结果表明这些腐蚀液将有用于激光器的制备。     

引入GaN过渡层对Si（111）衬底上生长GaN外延的影响

本文研究了在Si(111)衬底上生长GaN外延层的方法。相比于直接在AlN缓冲层上生长GaN外延层,引入GaN过渡层显著地提高了外延层的晶体质量并降低了外延层的裂纹密度。使用X射线双晶衍射仪、光学显微镜以及在位监测曲线分析了GaN过渡层对外延层的晶体质量以及裂纹密度的影响。实验发现,直接在AlN缓冲层上生长外延层,晶体质量较差, X射线(0002)面半高宽最优值为0.686°,引入GaN过渡层后,通过调整生长条件,控制岛的长大与合并的过程,从而控制三维生长到二维生长过渡的过程,外延层的晶体质量明显提高, (0002)面半高宽降低为0.206°,并且裂纹明显减少。研究结果证明,通过生长合适厚度的GaN过渡层,可以得到高质量、无裂纹的GaN外延层。     

高响应度GaN肖特基势垒紫外探测器的性能与分析

制作了反向饱和电流为5.5×10-14 A/cm2,势垒高度为1.18eV的GaN肖特基势垒紫外探测器.测量了探测器分别在零偏压及反向偏压下的光谱响应度,响应度随反向偏压无显著变化,零偏压下峰值响应度在波长358.2nm处达到了0.214A/W.利用波长359nm光束横向扫描探测器的光敏面,测量了探测器在不同偏压下的空间响应均匀性,相应偏压下的光响应在光敏面中央范围内响应幅值变化不超过0.6%.光子能量在禁带边沿附近的光束照射下,GaN肖特基势垒紫外探测器存在势垒高度显著降低现象,这种现象在肖特基透明电极边沿及其压焊电极附近表现得更为突出.探测器在368和810nm波长光一起照射时的开路电压比只有368nm光照射时的开路电压大,而零偏压下两者的光电流近似相等.利用这种开路电压变化效应估算了探测器在368nm光照射下,表面被俘获空穴的面密度变化量约为8.4×1010 cm-2.     

Microstructure and strain films using in-plane grazing analysis of GaN epitaxial incidence x-ray diffraction

This paper investigates the major structural parameters, such as crystal quality and strain state of （001）-oriented GaN thin films grown on sapphire substrates by metalorganic chemical vapour deposition, using an in-plane grazing incidence x-ray diffraction technique. The results are analysed and compared with a complementary out-of-plane x- ray diffraction technique. The twist of the GaN mosaic structure is determined through the direct grazing incidence t of （100） reflection which agrees well with the result obtained by extrapolation method. The method for directly determining the in-plane lattice parameters of the GaN layers is also presented. Combined with the biaxial strain model, it derives the lattice parameters corresponding to fully relaxed GaN films. The GaN epilayers show an increasing residual compressive stress with increasing layer thickness when the two dimensional growth stage is established, reaching to a maximum level of-0.89 GPa.     

金属有机化学气相沉积法生长条件对AlN薄膜面内晶粒尺寸的影响

研究了金属有机化学气相沉积设备生长条件对AlN 薄膜质量的影响. 应用Williamson-Hall方法测试并分析了不同氮化时间、AlN缓冲层生长时间、 载气流量生长参数对AlN薄膜的面内晶粒尺寸的影响. 实验结果表明, 随着氮化时间减小, 缓冲层生长时间增加, 载气流量减少, AlN薄膜的侧向生长和岛的合并能力增强, 面内晶粒尺寸增大, 从而晶体质量也变好. 关键词： AlN Williamson-Hall 面内晶粒尺寸     

MOCVD生长的GaN 薄膜中缺陷团引起的X射线漫散射研究

采用高分辨X射线衍射对在蓝宝石(0001)面生长的GaN外延膜的漫散射进行了研究.结果表明,GaN薄膜中存在缺陷团,其浓度随着穿透位错密度的增加而增加,其平均半径呈相反趋势.基于位错是点缺陷的聚集区,缺陷团优先在位错附近形成的效应对结果进行了解释.同时发现电子迁移率随缺陷团浓度的增加而减少.     

MOCVD生长的GaN薄膜中缺陷团引起的X射线漫散射研究

采用高分辨X射线衍射对在蓝宝石(0001)面生长的GaN外延膜的漫散射进行了研究.结果表明,GaN薄膜中存在缺陷团,其浓度随着穿透位错密度的增加而增加,其平均半径呈相反趋势.基于位错是点缺陷的聚集区,缺陷团优先在位错附近形成的效应对结果进行了解释.同时发现电子迁移率随缺陷团浓度的增加而减少.     

电导数测试用于大功率半导体激光器的快速筛选

对氧化物条型ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ大功率量子阱激光器的电导数曲线及其参数与器件可靠性之间的相关性进行了讨论,指出ｍ,ｈ,ｂ参数可以评价器件质量和可靠性。实验结果表明电导数测试是大功率半导体激光器快速筛选的新方法。     

The effects of sapphire nitridation on GaN growth by metalorganic chemical vapour deposition

In situ optical reflectivity measurements are employed to monitor the GaN epilayer growth process above a low-temperature GaN buffer layer on a c-plane sapphire substrate by metalorganic chemical vapour deposition. It is found that the lateral growth of the GaN islands and their coalescence are promoted in the initial growth stage if optimized nitridation time and temperature are selected when the substrate is pre-exposed to ammonia. As confirmed by atomic force microscopy observations, the quality of the GaN epilayers is closely dependent on the surface morphology of the nitridated buffer layer, especially grain size and nucleation density.