带有锥形增益区14xxnm量子阱激光器的研制

利用MOCVD生长了14xxnm AlGaInAs/AlInAs/InP应变量子阱外延片.采用带有锥形增益区脊型波导结构和普通条形脊型波导结构在相同的实验条件下制作800μm腔长激光器管芯,在相同的驱动电流下前者可以获得更高的输出光功率,而且P-Ⅰ曲线线性度较好、饱和电流高.1200μm腔长带有锥形增益区脊型波导结构管芯功率达到500mW,饱和电流3A以上,峰值波长1460nm,远场发散角为39°×11°.

GaN生长速率的研究

采用在位监控方法研究了MOCVD系统中GaN材料的外延生长速率与NH3流量、TMGa流量、Ⅴ/Ⅲ比等生长参数的关系.GaN生长速率随NH3流量的提高先增加后减小,而随TMGa流量的增加线性的增加.在不同NH3流量的情况下,GaN生长速率随TMGa流量增加的速率不同.GaN的生长速率与Ⅴ/Ⅲ比没有直接的关系,而与NH3,TMGa等条件有关.实验结果表明,MOCVD系统中存在着较强的预反应.预反应的程度与TMGa的流量成正比.

高饱和电流14xx nm应变量子阱激光器的研制

报道了14xx nm应变量子阱(SQW)激光器管芯的研制成果。通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)生长工艺生长14xx nm AlGaInAs/AlInAs/InP应变量子阱外延片，采用带有锥形增益区的脊型波导结构制作激光器管芯。生长好的外延片按照双沟脊型波导激光器制备工艺进行光刻、腐蚀，制作P面电极(溅射TiPtAu)、减薄、制作N面电极(蒸发AuGeNi)，然后将试验片解理成Bar；为获得高的单面输出功率，用电子回旋共振等离子体化学气相沉积(ECR)进行腔面镀膜，HR=90%，AR=5%；解理成的管芯P面朝下烧结到铜热沉上，TO3封装后在激光器综合测试仪进行测试。管芯功率达到440 mW以上，饱和电流3 A以上，峰值波长1430 nm，远场发散角为40°×14°。

Homoepitaxial Growth and Characterization of 4H-SiC Epilayers by Low-Pressure Hot-Wall Chemical Vapor Deposition

Horizontal air-cooled low-pressure hot-wall CVD (LP-HWCVD) system is developed to get highly qualitical 4H-SiC epilayers.Homoepitaxial growth of 4H-SiC on off-oriented Si-face (0001) 4H-SiC substrates is performed at 1500℃ with a pressure of 1.3×103Pa by using the step-controlled epitaxy.The growth rate is controlled to be about 1.0μm/h.The surface morphologies and structural and optical properties of 4H-SiC epilayers are characterized with Nomarski optical microscope,atomic force microscopy (AFM),X-ray diffraction,Raman scattering,and low temperature photoluminescence (LTPL).N-type 4H-SiC epilayers are obtained by in-situ doping of NH3 with the flow rate ranging from 0.1 to 3sccm.SiC p-n junctions are obtained on these epitaxial layers and their electrical and optical characteristics are presented.The obtained p-n junction diodes can be operated at the temperature up to 400℃,which provides a potential for high-temperature applications.

GaN基肖特基结构紫外探测器

在蓝宝石(0001)衬底上采用低压金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法生长GaN外延层结构,以此为材料制作了GaN基肖特基结构紫外探测器.测量了该紫外探测器的暗电流曲线、C-V特性曲线、光响应曲线和响应时间曲线.该紫外探测器在5V偏压时暗电流为0.42nA,在10V偏压时暗电流为38.5nA.在零偏压下,该紫外探测器在250nm～365nm的波长范围内有较高的响应度,峰值响应度在363nm波长处达到0.12A/W,在365nm波长左右有陡峭的截止边;当波长超过紫外探测器的截止波长(365nm左右),探测器的响应度减小了三个数量级以上.该紫外探测器的响应时间小于2μs.

双异质外延Si/Al_2O_3/Si薄膜制作的CMOS器件

报道了利用高真空MOCVD外延生长γ氧化铝的技术和利用SOS CMOS的成熟工艺制作双异质外延Si/γ-Al2O3/Si单晶薄膜以及用其研制Si/γ-Al2O3/Si CMOS场效应晶体管、Si/γ-Al2O3/Si CMOS集成电路的初步结果.

1.78 μm Strained InGaAs-InGaAsP-InP Distributed Feedback Quantum Well Lasers

Ridge-waveguide distributed-feedback(DFB) lasers with highly strained InGaAs/InGaAsP active regions,emitting at 1.78 μm were fabricated by low pressure metal-organic vapor phase epitaxy(LP-MOVPE) and tested.The lasers exhibited threshold current of 33 mA for 900 μm long cavities at room temperature.A maximum light output power of 8 mW from one facet and an external differential quantum efficiency of 7% were also obtained.In oddition,the side mode suppression ratio (SMSR) is 27.5 dB.

高增益偏振不灵敏InGaAs/InP体材料半导体光放大器

采用三元InGaAs体材料为有源区,通过直接在InGaAs体材料中引入0.20%张应变来加强TM模的增益,研制了一种适合于作波长变换器的偏振不灵敏半导体光放大器(SOA).在低压金属有机化学气相外延(LP-MOVPE)的过程中,只需调节三甲基Ga的源流量便可获得所要求的张应变量.制作的半导体光放大器在200 mA的注入电流下,获得了50nm宽的3 dB光带宽和小于0.5dB的增益抖动;重要的是,半导体光放大器能在较大的电流和波长范围里实现小于1.1dB的偏振灵敏度.对于1.55μm波长的信号光,在200 mA的偏置下,其偏振灵敏度小于1 dB,同时获得了大于14dB光纤到光纤的增益,3 dBm的饱和输出功率和大于30 dB的芯片增益.用作波长变换器,可获得较高的波长变换效率.进一步提高半导体光放大器与光纤的耦合效率,可得到性能更佳的半导体光放大器.

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.

InGaAlN四元合金的光学性质和低维结构

研究了用MOCVD方法生长InGaAlN四元合金材料的生长规律,发现生长温度在800～880 ℃, 其In组分随生长温度升高而降低. 用变温光致发光谱和时间分辨谱研究了InGaAlN的光学性质.光致发光谱表明InGaAlN的发光强度随温度衰减规律与InGaN类似,但比GaN慢,室温下比GaN的发光强度大1个数量级以上.时间分辨光谱表明,在InGaAlN中存在低维结构的铟聚集区--在没有高温GaN中间层的InGaAlN材料中存在类似量子盘的二维铟聚集区;而在有高温GaN中间层的InGaAlN材料中存在类似量子点的零维铟聚集区.

新工艺生长的InGaN量子点的结构与电学性质研究

利用金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术，采用一种称为低温钝化的新生和方法成功地生长出多层InGaN/GaN量子点。这种方法是对GaN表面进行钝化并在低温下生长，从而增加表面吸附原子的迁移势垒。采用原子力显微镜清楚地观察到该方法生长的样品中岛状的量子点。从量子点样品的I-V特性曲线观察到了共振隧穿引起的负阻效应，其中的锯齿状峰形归因于零维量子点的共振隧穿。

GaN基MSM结构紫外光探测器

在蓝宝石(0001)衬底上采用低压金属有机物公学气相沉积(MOCVD)方法生长GaN外延层，以此为材料，制作了暗电流很小的金属半导体金属（MSM）结紫外光探测器，测量了该紫外光探测器的暗电流和360nm波长光照下的光电流曲线，光响应曲线和响应度随偏压变化的曲线，该紫外光线探测器在5V偏压时暗电流为1.03nA,在10V 偏压时暗电流为15.3nA，在15V偏压下该紫外光探测器在366nm 波长处的响应度达到0.166A/W,在365nm波长左右有陡峭的截止边.从0-15V,该紫外光探测器在360nm波长处的响应度随着偏压的增加而增大.详细地分析了该紫外光探测器的暗电流,光电流,响应度随偏压变化的关系.

表面应力诱导InGan量子点的生长及其性质

为了得到高性能的GaN基发光器件，有源层采用MOCVD技术和表面应力的不均匀性诱导方法在生长了InGaN量子点，并通过原子力显微镜（AFM），透射电子显微镜（TEM）和光致发光（PL）谱对其微观形貌和光学性质进行了观察和研究，AFM和TEM观察结果表明

双异质外延SOI材料Si/γ-Al_3O_3/Si的外延生长

利用MOCVD（metalorganic chemical vapor deposition）和APCVD（atmosphere chemical vapor deposition）硅外延技术在Si(100)衬底上成功地制备了双异质Si/γ-Al_2O_3/Si SOI材料。利用反射式高能电子衍射（RHEED）、X射线衍射（XRD）及俄歇能谱（AES）对材料进行了表征。测试结果表明，外延生长的γ-Al_2O_3和Si薄膜都是单晶薄膜，其结晶取向为（100）方向，外延层中Al与O化学配比为2:3。同时，γ-Al_2O_3外延层具有良好的绝缘性能，其介电常数为8.3，击穿场强为2.5MV/cm。AES的结果表明，Si/γ-Al_2O_3/Si双异质外延SOI材料两个异质界面陡峭清晰。

InGaN量子点的诱导生长和发光特性研究

降低InGaN的维数是提高GaN基发光器件发光效率的一种非常有效的方法，本文的工作主要集中在高密度InGaN量子点的生长和分析上。在MOCVD设备上，经过钝化和低温两个特殊工艺条件，在高温GaN表面生长了一层低温岛状GaN，形成表面形貌的起伏，进而导致表面应力的不均匀分布。在这一层低温岛状GaN的诱导性作用下生长并形成InGaN量子点。通过原子力显微镜、透射电子显微镜和光致发光谱对其微观形貌和光学性质进行了观察和研究。从原子力显微镜以及透射电子显微镜观察得到的结果表明