直接键合InP-GaAs结构界面的特性研究-物理学报

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中科院半导体所科技成果——III-V化合物半导体单晶生长和晶片加工技术

中科院半导体所科技成果——III-V化合物半导体磷化铟(InP)、锑化镓（GaSb）和砷化铟（InAs）单晶生长和晶片加工技术项目成熟阶段成熟期成果简介InP单晶片主要作为衬底材料外延生长各种微波器件用微结构外延材料（如HEMT、HBT）和大功率激光器等的多量子阱材料，主要应用领域包括移动通信、卫星通信、导航、光纤通信、高效太阳能电池等。

InAs单晶片主要作为衬底材料，制造波长2-14µm的红外发光管、激光器等，GaSb单晶片衬底用于制造2-5µm波长的室温连续波激光器。

这些红外器件在气体监测、低损耗光纤通信、红外成像探测技术等领域有良好的应用前景。

GaSb单晶还是制造热光伏器件的理想材料，已应用在工业余热发电、便携发电设备等。

InAs单晶还用于制造霍耳器件、产生太赫兹波等。

2英寸和3英寸直径（100）InP单晶2英寸和3英寸直径（100）GaSb单晶2英寸和3英寸直径（100）InAs单晶照片技术特点InP、GaAs、GaSb和InAs单晶的生长方法为液封直拉法（LEC）。

生长出的单晶需要经过定向切割成为厚度为0.5-0.8毫米左右的标准圆片（直径2英寸、3英寸等），然后进行抛光、腐蚀和清洗后，在超净条件下包装密封，即可作为商品提供给用户使用。

主要生产工艺流程晶体生长→晶锭滚圆→定向切割→晶片研磨→抛光→清洗腐蚀→超净封装→用户。

市场分析目前市场价格为：2英寸片1000-1500元/片，3英寸片2000-3000元/片。

合作方式技术服务产业化所需条件主要生产加工设备：高压单晶炉：主要用于InP和InAs的多晶合成和单晶生长；常压单晶炉（相当于40型或更大的Si单晶炉）：用于GaSb单晶、InAs单晶和InSb单晶的生长；内圆切割机和多线切割机：用于单晶的定向和晶片切割；研磨机：晶片研磨；抛光机：晶片的单面和双面抛光；其它配套条件：超净厂房、晶片的清洗腐蚀设备、表面检测分析和常规电学测试设备等。

InP_GaAs异质外延及异变InGaAs光探测器制备

Abstract: H igh quality InP epilayers were grown on GaAs substrates by using the ultrathin low temperature InP buffer lay er. A 15 period In0. 9 3 Ga0. 07 P/ InP strained layer superlattice( SLS) was inserted into the normal InP layers, which blocked the vertical propagation of theading dislocat5ion and further improved the crystal quality of InP epilayer. The DCXRO san full width at half maximum ( FWH M) of 219 arcsec and the room temperature PL linewidth of 42 meV were obtained for 2. 5 m thick InP epilayer. Additonally, the long wavelength metam orphic In0. 53 Ga0. 47 As PIN photodetectors grown on semi in sulating GaAs substrates were sucessfully demonstrated by low temperautre InP buffer technology. The active area of this photodetector was 50 m 50 m, and the thickness of In0. 53 Ga0. 47 As adsorption layer was 300 nm. The 3 dB bandwidth of frequency response reached 6 GH z. T he responsivity of 0. 12 A/ W to 1550 nm optical radiation, corresponding to the exter nal quantum efficiency of 9. 6% , was achieved.

In(Ga)As／GaAs量子点的生长、表面局域电流及离子注入改性研究通过验收

种新的制备方法来解决这一难题。他们发现气流波动能可控地制备分支碳纳米管阵列。同时通过改变气流的成分就可以控制分支碳纳米管中各部分的化学组成（３。据此，们提出了分支碳纳米管形成的一种图）他
新机制（）图４。这种方法简单可控，为分支碳纳米管用于制备未来的纳米集成电路提供了可能，并可能用于制备其它材料的分支纳米结构，对分支纳米结构的制备和纳米器件的集成具有重要意义。
３０２０，１，１）５；０５７２７简单、高效地将氧化铝不连续地包覆在碳纳米管表面（１，利用聚焦离子束（Ｉ图）并ＦＢ）
直接观察选择合适的带绝缘层的碳纳米管，并在裸露的碳纳米管两端原位沉积Ｐ电极作为源、ｔ漏电极，在包覆有氧化铝绝缘层的区域沉积Ｐ电极作为栅电极，ｔ制备了场效应晶体管（２。由该技术制备的氧化铝绝图）缘层的漏电流很小，在室温下碳纳米管具有明显的场效应现象，调控器件所需的栅极电压较通常结构的场效应晶体管低，且在一块电路版上的每个器件能分别通过专有的栅电极操控。另外，他们提出了一种制备结构和组成可控的分支碳纳米管的新方法——气流波动法。有关研究成果
维普资讯
我国碳纳米管场效应晶体管和可控制备研究获重要进展
在国家自然科学基金委、技部、科中科院的大力支持下，中科院化学所有机固体院重点实验室刘云圻研
究员、朱道本院士和他们的研究生，与胶体、界面与化学热力学院重点实验室韩布兴研究员、刘志敏副研究员合作，在碳纳米管场效应晶体管的研究方面取得新进展，有关研究成果申请了中国发明专利并发表在国际材

GaAs衬底上InP的直接外延生长及性能表征

GaAs衬底上InP的直接外延生长及性能表征熊德平;周守利【期刊名称】《光电子技术》【年(卷),期】2009()2【摘要】用低压金属有机物气相外延(LP-MOCVD)技术,采用低温缓冲层生长法,在GaAs(100)衬底上直接生长了高质量的InP外延层。

1.2μm InP(004)面X射线衍射(XRD)ω-2θ和ω扫描半高全宽(FWHM)分别为373 arcsec和455 arcsec,在外延层中插入10周期Ga0.1In0.9P/InP应变超晶格后,其半高全宽分别下降为338 arcsec和391 arcsec。

透射电子显微镜(TEM)测试显示,应变超晶格有效地抑制了失配位错穿进外延层,表明晶体质量得到了较大提高。

【总页数】3页(P122-124)【关键词】异质外延;低温缓冲层;应变超晶格;金属有机物气相外延【作者】熊德平;周守利【作者单位】广东工业大学物理与光电工程学院;浙江工业大学信息工程学院【正文语种】中文【中图分类】TN304.054【相关文献】1.利用全固态分子束外延方法在Ge(100)衬底上异质外延GaAs薄膜及相关特性表征 [J], 何巍;陆书龙;杨辉2.InP衬底上晶格匹配四元系InAlGaAs的气态源分子束外延生长 [J], 王凯;顾溢;方祥;周立;李成;李好斯白音;张永刚3.半绝缘GaAs台阶衬底上GaAs/GaAlAs液相外延生长 [J], 王本忠4.化学束外延生长GaAs／GaAs,InGaAs／GaAs,InP／InP,... [J], 孙殿照;阎春辉5.化学束外延生长GaAs/GaAs,InGaAs/GaAs,InP/InP,InGaAs/InP多量子阱材料[J], 孙殿照;阎春辉;国红熙;朱世荣;黄运衡;曾一平;孔梅影因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

GaInPInGaAsGe三结叠层太阳电池光电流的改进

・３４３・
高太阳光中波段部分的利用。外延生长的晶体质量测试结果（图１）显示，Ｉｎ。Ｇａｌ．。Ａｓ与Ｇｅ衍射峰较接近（～６７”），ＧａＡｓ与Ｇｅ衍射峰间距（～２７６”），表明ＩＩｌ；Ｇａｌ。Ａｓ材料的确与Ｇｅ有更好晶格匹配；此外，图中还可观察到ＩｎＧａＰ／Ｉｎ；Ｇａｌ－ｘＡｓ／Ｇｅ体系中ＩｎＧａＰ、Ｉｎ。Ｇａｌ．。Ａｓ及Ｃｂ的衍射峰强度明显高于ＩｎＧａＰ／ＧａＡｓ／Ｇｅ体系中ＩｎＧａＰ、ＧａＡｓ及Ｇｅ的衍射峰，其半高宽（ＦＷＨＭ）亦明显优于后者。就Ｉｎ：Ｇａｌ．。Ａｓ与ＧａＡｓ相比，前者的ＦＷＨＭ仅为２１．７４”，而ＧａＡｓ材料ＦＷＨＭ为５２．５８”。因此，中电池改用ＩｎｘＧａｌ．；Ａｓ材料，不仅可提高中电池外延质量，Ｇｅ底电池外延层及ＩｎＧａＰ材料晶体质量也显著改善；ＩｎＧａＰ、Ｉｎ；Ｇａｌ．ｘＡＳ、Ｇｅ各材料晶格匹配也随之改善。这就意味着，由晶格失配引起的复合及饱和暗电流将明显减小。
１７．５ｍＡ／ｃｍ２，ＧａｌｎＰ／（Ｉｎ）ＧａＡｓ／Ｇｅ三结叠层太阳电池光电转换效率由此达到２７．３％（ＡＭ０，２５℃）。关键词ＧａＩｎＰ／（Ｉｎ）ＧａＡｓ／Ｇｅ三结太阳电池；光电流；窗口层设计；（Ｉｎ）ＧａＡｓ中电池；场助收集效应
０引言
ＧａｌｎＰ／（Ｉｎ）ＧａＡｓ／Ｇｅ三结叠层太阳电池应用广泛眦１，目前最高效率２９．７％【３】ｏＧａｌｎＰ／（Ｉｎ）ＧａＡｓ／Ｇｅ三结太
１．２
ＧａＡｓ中电池设计
与很多异质材料相比，ＧａＡｓ与Ｇｅ的晶格失配很低，仅为０．１２８％。但由此造成的界面复合，仍成为降
低少子寿命、抑制光生电流的主要因素。为此，工作中选择与Ｇｅ有更好晶格匹配、具有合适１１１含量的Ｉｎ。Ｇａｌ．。Ａｓ材料代替ＧａＡｓ作为中电池材料，以显著降低复合、提高少子寿命，同时通过吸收限的红移，提

InP 中深能级缺陷的产生与抑制现象

图 4 掺铁 SI2InP 样品在退火前( a) 和退火后( b) 的 TSC 测试结果
41 结论
在磷气氛下退火后 InP 中产生大量深能级缺陷 ,而在磷化铁气氛下退火后 InP 的深能级缺陷显著减少 ,产生缺陷抑制作用. 根据这些现象和实验结果 ,我们断定这些缺陷主要与铟位有关 ,缺陷的抑制作用是铁原子内扩散后占据铟位的结果.
第 56 卷第 3 期 2007 年 3 月 100023290Π2007Π56 (03)Π1476204
物理学报
ACTA PHYSICA SINICA
Vol. 56 ,No. 3 ,March ,2007 ν 2007 Chin. Phys. Soc.
InP 中深能级缺陷的产生与抑制现象
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
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物理学报
56 卷
图 3 在不同气氛下退火非掺 InP 获得的半绝缘材料的 TSC 测试结果 (1 和 2 为磷化铁气氛下退火的结果 ,3 为磷气氛下退火的结果)
T5 共 5 个缺陷 , 能级分别位于 0118 eV , 0126 eV , 0137 eV ,0145 eV 和 0148 eV ,而在磷化铁气氛下退火后只发现一个能级位于 0118 eV 的缺陷 T1 (2 号样品) 或基本没有深能级缺陷 (3 号样品) . 因此 ,这个结果再次证明在磷化铁气氛下退火后具有明显的缺陷抑制作用. 由于 DLTS 和 TSC 两种测试方法不同 , 能级位置的测量值存在一定的偏差 ,可以认为 SI2 InP 中能级位于 0137 eV 和 0148 eV 的两个缺陷对应于低阻 InP 中位于 0138 eV 和 0149 eV 的两个缺陷. TSC 测到的 SI2InP 中位于 0118 eV 的缺陷 ,对应于低阻 InP 中的 0118 eV 的缺陷 ,由于其浓度随磷压的降低而升高 ,同时易伴随 Fe 的掺入而产生 ,可以认为是它与 VP2Fe 复合体缺陷有关. 随着磷压增大 ,且铁浓度低时几乎测不到这个缺陷[15] .

gaas和inp材料工艺

gaas和inp材料工艺全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：【GaAs和InP材料工艺】GaAs和InP是两种常见的半导体材料，它们在电子器件制造领域有着重要的应用。

本文将介绍这两种材料的工艺制备过程，并探讨它们的特性及在电子器件中的应用。

GaAs（镓砷化镓）是一种重要的半导体材料，具有良好的导电性和光电性能。

GaAs的工艺制备过程主要包括外延生长、器件制备和封装等步骤。

1. 外延生长GaAs的外延生长主要通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）或氢化金属有机气相外延（HMOCVD）技术实现。

在外延生长过程中，需要控制反应温度、气氛、气压等参数，以获得高质量的GaAs薄膜。

2. 器件制备通过光刻、腐蚀、金属沉积、电性能测试等工艺步骤，可以制备出基础的GaAs器件，如二极管、场效应晶体管等。

在器件制备过程中，还需要考虑电性能的匹配和稳定性。

3. 封装将GaAs器件封装在合适的封装盒中，以保护器件不受外界环境的影响，并方便连接测试和使用。

封装工艺也包括焊接、膨胀、密封等步骤，需要注意器件的热散热和连接质量。

二、InP材料工艺在电子器件制造领域，GaAs和InP材料因其优越的性能而受到广泛关注。

通过合理的工艺设计和制备，可以生产出高性能的电子器件，推动信息通信、光电显示等领域的发展。

希望本文的介绍能够帮助读者更好地了解GaAs和InP材料工艺，推动相关技术的进步和应用。

第二篇示例：GaAs和InP是两种常用的半导体材料，它们在电子器件制造工艺中起着重要作用。

本文将介绍GaAs和InP材料的工艺流程及其应用领域。

1. GaAs材料工艺：GaAs是镓砷化镓的简称，是一种宽禁带半导体材料。

在电子器件中，GaAs常被用于制造高频、高速、高功率的器件，如微波放大器、MOSFET等。

GaAs材料的制备主要包括外延生长、刻蚀、金属化、离子注入等步骤。

外延生长是GaAs材料制备的关键步骤。

一般采用分子束外延或金属有机化学气相沉积等方法来进行外延生长。

《InGaAs-GaAsP量子阱界面结构及其激光器件性能研究》范文

《InGaAs-GaAsP量子阱界面结构及其激光器件性能研究》篇一InGaAs-GaAsP量子阱界面结构及其激光器件性能研究一、引言随着半导体技术的飞速发展，InGaAs/GaAsP量子阱材料因其独特的电子结构和优异的光电性能，在光电子器件领域得到了广泛的应用。

特别是其在激光器件中的应用，对于提高激光器性能和拓宽应用领域具有重要意义。

本文旨在研究InGaAs/GaAsP量子阱的界面结构以及其对激光器件性能的影响。

二、InGaAs/GaAsP量子阱界面结构InGaAs/GaAsP量子阱是一种由两种不同组分的III-V族化合物半导体材料构成的周期性结构。

其界面结构具有显著的能带调控效应，为电子和空穴提供了良好的限制势垒。

本文从以下几个方面对InGaAs/GaAsP量子阱的界面结构进行了详细研究。

1. 界面组成与能带结构InGaAs和GaAsP的界面组成决定了量子阱的能带结构。

通过调整In和Ga的组分比例，可以实现对能带结构的精确调控，从而优化电子和空穴的能级分布。

2. 界面平整度与缺陷分析界面平整度对量子阱的性能具有重要影响。

本文采用高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）对InGaAs/GaAsP量子阱的界面平整度进行了观察，发现界面平整度越高，量子阱的电子和空穴限制效果越好。

同时，对界面缺陷进行了分析，发现缺陷密度对量子阱的光学性能具有显著影响。

三、激光器件性能研究InGaAs/GaAsP量子阱在激光器件中的应用，对于提高激光器性能具有重要意义。

本文从以下几个方面对基于InGaAs/GaAsP 量子阱的激光器件性能进行了研究。

1. 激光器结构设计与制备工艺本文设计了一种基于InGaAs/GaAsP量子阱的分布式布拉格反射镜（DBR）激光器，并采用金属有机气相沉积（MOCVD）技术制备了样品。

通过对制备工艺的优化，成功制备出高性能的激光器。

2. 激光器性能表征与测试对制备的激光器进行了性能表征与测试，包括阈值电流、斜率效率、光谱线宽等指标。

p-i-n InPInGaAs光电探测器的电流及电容特性研究

文章编号:1672-8785(2021)01-0001-05p-i-n In&InGaAs光电探测器的电流及电容特性研究夏少杰陈俊"(苏州大学电子信息学院，江苏苏州215006)摘要：为了实现高灵敏度探测，红外探测器需要得到优化&利用Silvaco 器件仿真工具研究了 p-i-n 型InP/Ino. 53Ga 0.47As/In 0. 53Ga °. 47A s 光电探测器的结构, 并模拟了该结构中吸收层浓度和台阶宽度对暗电流以及结电容的影响&结果表明，随着吸收层掺杂浓度的逐渐增大，器件的暗电流逐渐减小，结电容逐渐增大。

当台阶宽度变窄时，器件的暗电流随之减小，结电容也随之变小。

最后研究了光强和频率对器件结电容的影响&在低光强下，器件的结电容基本不变；当光强增大到1 W /m 2时，器件的结电容迅速增大&器件的结电容随频率的升高而减小，其 &关键词：近红外光电探测器；InP/InGaAs ；暗电流；结电容中图分类号：TN362文献标志码：A DOI ： 10.3969/j.issn.1672-8785.2021.01.001Research on Current and Capacitance Characteristicsof p-i-n In&InGaAs PhotodetectorXIA Shao-jie ，CHEN Jun **收稿日期：2020-08-28基金项目：国家自然科学基金项目(61774108)作者简介：夏少杰(1995-)，男，江苏苏州人，硕士生，主要从事红外光电器件研究。

*通讯作者:E-mail ： ****************.cn(.School of Electronic and Information Engineering ，Soocho2 University ，Suzhou 215006，China )Abstract : In order to achieve high sensitivity detection ，infrared detectors need to be optimized. Based on the Silvaco device simulation tool, the photoelectric characteristics of p-i-n InP/IriQ,53GaQ,47As/In 0.53GaQ,47As photode tector is analyzed. The effects of absorption concentration and mesa width on dark current and junction capaci tance in the structure are simulated. The results show that as the doping concentration of the absorption layergradua <yincreases ，thedarkcu r entofthedevicegradua <ydecreases ，andthejunctioncapacitancegradua <y increases. When the mesa width becomes narrower ，the dark current of the device decreases ，and the junctioncapacitance becomes smaller. Finally ，the effect of light intensity and frequency on the device junction capaci tance is studied. At low light intensity ，the device junction capacitance is basically unchanged. When the light intensityincreasesto1 W /cm 2!thedevicejunctioncapacitanceincreasesrapidly2Thedevicejunctioncapaci-tance increases with frequency decreasing. The peak is caused by defect levels.Key words:near-infrared photodetector；InP/InGaAs；dark current；junction capacitance0引言随着红外探测技术的不断发展，红外探测器作为该技术中最核心的部分也发展极为迅猛&红外探测器可将人类肉眼不可见的红外辐射能转换为可测量的能量！其研究最重要的是材料和器件结构的选择。

利用自洽计算研究InP基HEMT器件的材料性能

利用自洽计算研究InP基HEMT器件的材料性能
李东临;曾一平
【期刊名称】《北京石油化工学院学报》
【年(卷),期】2008(016)002
【摘要】利用有限差分法对δ掺杂InAlAs/InGaAs异质结进行了理论研究,通过对schr(o)dinger方程和Poisson方程的自洽求解,得到器件中二维电子气(2DEG)面密度、势阱中电子子能级以及每一子带中的电子浓度.讨论了掺杂浓度、空间隔离区宽度、Schottky势垒层厚度以及外加电压对2DEG浓度的影响,得到最佳器件参数约为5.2×1012cm-1.所得结果对器件的设计和参数设定具有指导意义.
【总页数】6页(P51-56)
【作者】李东临;曾一平
【作者单位】北京石油化工学院数理系,北京,102617;中科院半导体所材料中心北京912信箱,北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】O472
【相关文献】
1.利用空气桥技术实现InP基共振遂穿二极管器件 [J], 韩春林;邹鹏辉;高建峰;薛舫时;张政;耿涛;陈辰
2.利用修正太沙基理论进行土体非线性固结沉降计算研究 [J], 陈琦慧;孙树林
3.InP基HEMT器件技术及其在集成电路上的应用 [J], Enoki,T;王抗旱
4.锯齿型源漏结构的新型InP基HEMT器件(英文) [J], 张海英;刘训春;尹军舰;陈
立强;王润梅;牛洁斌;刘明
5.利用光子晶体提高InP基LED出光效率 [J], 杜伟;许兴胜;孙增辉;鲁琳;高俊华;赵致民;王春霞;陈弘达
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InP_Si键合技术研究进展

・　S M T /PCB ・I nP /Si 键合技术研究进展刘邦武,李超波,李勇涛,夏洋(中国科学院微电子器件与集成技术重点实验室,北京　100029)摘　要:I nP 材料及其器件的研制是近年来研究热点之一,而键合技术又是光电子集成研究领域内一项新的制作工艺。

利用键合技术结合离子注入技术可以I nP 薄膜及器件集成到Si 衬底上,改善机械强度,降低成本,具有非常诱人的应用前景。

概括地介绍了近年来I nP 在Si 上的键合工艺及层转移技术研究进展,并对I nP 和Si 的几种键合工艺进行了分析。

降低I nP 和Si 键合温度,进行低温键合是其发展趋势。

比较几种键合技术,利用等离子活化辅助键合是降低键合温度的有效途径。

关键词:Si;I nP;键合;层转移中图分类号:T N 405 文献标识码:A 文章编号:1001-3474(2010)01-0012-04Research Advances i n I nP /SiWafer Bondi n gL I U Bang -wu,L I Chao -bo,L IY ong -t ao,X I A Yang(Key Labora tory of M i croelectron i cs D ev i ces &I n tegra ted Technology,I n stitute ofM i croelectron i cs,Ch i n ese Acade m y of Sc i ences,Be iji n g 100029,Ch i n a)Abstract:The devel opment of I nP material and its devices has attracted much attenti on in recent years .And wafer bonding technol ogy is an attractive fabricati on method,which has the potential for achie 2ving desirable op t oelectr onic integrati on .The I nP layer can be transferred ont o Si substrate by wafer bond 2ing and s mart cut,which can i m p r ove the strength and reduce the coat .It may als o open up a ne w array of op t oelectr onic devices .Research advances in I nP /Si wafer bonding and layer transfer technol ogy are out 2lined .It is of i m portance t o reduce the I nP /Siwafer bonding te mperature .The most efficient way t o reduce the bonding te mperature is p las ma activated wafer bonding .Key words:Si;I nP;W afer bonding;Layer transferD ocu m en t Code:A Arti cle I D :1001-3474(2010)01-0012-04 I nP 是继Ga A s 之后的新一代重要的化合物半导体材料,具有直接带隙的闪锌矿结构,室温下的禁带宽度为1.35e V ,具有电子漂移速度快、高击穿电场、良好的热导率和负阻效应显著等特点,在光纤通信、微波和毫米波器件、光电子集成和抗辐射太阳能电池等许多高技术领域有广泛的应用[1]。

《InGaAs-GaAsP量子阱界面结构及其激光器件性能研究》

《InGaAs-GaAsP量子阱界面结构及其激光器件性能研究》篇一InGaAs-GaAsP量子阱界面结构及其激光器件性能研究一、引言随着半导体技术的飞速发展，InGaAs/GaAsP量子阱结构因其独特的光电性能在光电子器件领域得到了广泛的应用。

该结构以其优异的电子束缚能力和光子传输特性，为激光器、光电探测器等光电器件提供了良好的应用前景。

本文将重点研究InGaAs/GaAsP量子阱界面结构及其对激光器件性能的影响。

二、InGaAs/GaAsP量子阱界面结构InGaAs/GaAsP量子阱结构由交替排列的InGaAs和GaAsP薄层构成，各层之间通过精确控制厚度和组分来实现对能带结构的调控。

该结构中，界面处的能带偏移和电子波函数的交叠情况对器件性能具有重要影响。

首先，我们关注InGaAs和GaAsP之间的界面结构。

由于两种材料的晶格常数和能带结构存在差异，界面处会产生能带偏移。

这种偏移会影响电子和空穴的势能分布，进而影响电子和空穴在量子阱中的束缚和传输。

因此，理解并控制这种能带偏移是优化量子阱结构的关键。

此外，电子波函数在界面处的交叠情况也值得关注。

交叠程度决定了电子和空穴在量子阱中的空间分布，从而影响光子的产生和传输。

因此，优化电子波函数的交叠情况对于提高激光器件的性能具有重要意义。

三、InGaAs/GaAsP量子阱激光器件性能研究基于InGaAs/GaAsP量子阱结构的激光器件具有优异的性能，如低阈值电流、高光子输出功率等。

本部分将详细探讨InGaAs/GaAsP量子阱界面结构对激光器件性能的影响。

首先，我们研究了不同能带偏移对激光器阈值电流的影响。

通过调整InGaAs和GaAsP的组分和厚度，可以实现对能带偏移的精确控制。

实验结果表明，适当的能带偏移可以降低激光器的阈值电流，提高器件的响应速度。

其次，我们探讨了电子波函数交叠情况对光子输出功率的影响。

通过优化量子阱结构，使得电子和空穴在空间上更好地交叠，从而提高光子的产生效率。

16原子GaAs超胞中In替位式掺杂模型研究

16原子GaAs超胞中In替位式掺杂模型研究刘雪飞;丁召;罗子江;周勋;王继红;魏杰敏;王一;郭祥;郎啟智;刘万松【摘要】对16原子GaAs超胞中In替位式掺杂的模型进行深入研究,发现当In掺杂比例从0～1变化时,具有256种掺杂方式,共计13种对称属性.研究还发现在相同掺杂比例下模型具有不同对称属性,同一对称属性对应不同掺杂比例.论文还对其中4种情况的态密度进行计算,计算结果显示In掺杂的比例是影响GaAs超胞物理性质的重要因素,而对称性对物理性质的影响可以忽略不计.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2018(049)008【总页数】5页(P8178-8182)【关键词】InxGa1-xAs;替位式掺杂;能带结构;对称性【作者】刘雪飞;丁召;罗子江;周勋;王继红;魏杰敏;王一;郭祥;郎啟智;刘万松【作者单位】贵州大学大数据与信息工程学院,贵阳 550025;贵州师范大学物理与电子科学学院,贵阳 550025;贵州大学大数据与信息工程学院,贵阳 550025;贵州财经大学信息学院,贵阳 550025;贵州师范大学物理与电子科学学院,贵阳 550025;贵州大学大数据与信息工程学院,贵阳 550025;贵州大学大数据与信息工程学院,贵阳 550025;贵州理工学院,贵阳 550002;贵州大学大数据与信息工程学院,贵阳550025;贵州大学大数据与信息工程学院,贵阳 550025;贵州大学大数据与信息工程学院,贵阳 550025;贵州师范大学物理与电子科学学院,贵阳 550025【正文语种】中文【中图分类】TO3;O470 引言InxGa1-xAs/GaAs量子点材料由于其良好的光学特性已经在红外探测器、激光器领域得到广泛应用[1-5]。

研究表明InxGa1-xAs材料的物理特性或参数会随着In组分的变化而变化，因此有很多文献已经对不同In组分的材料体系进行广泛研究。

Mirin等利用分子束外延在GaAs衬底上生长In0.3Ga0.7As小岛，实验表明在室温下的1.3 μm的光致发光半高宽仅为28 meV[6]。

测定GaAs(001)衬底上InAs的生长速率

测定GaAs(001)衬底上InAs的生长速率郭祥;罗子江;张毕禅;尚林涛;周勋;邓朝勇;丁召【摘要】报道了间接测定InAs生长速率的方法.通过设置不同Ga源温度,固定In 源温度;和固定Ga源温度,设置不同In源温度,在GaAs(001)衬底上生长GaAs与InGaAs,用RHEED强度振荡测定GaAs与InGaAs的生长速率.验证了InGaAs的生长速率为GaAs的生长速率与InAs的生长速率之和,得到了In源温度在845～880℃时InAs的生长速率曲线.【期刊名称】《物理实验》【年(卷),期】2011(031)001【总页数】5页(P11-15)【关键词】MBE;RHEED;GaAs(001)衬底;强度振荡;InAs生长速率【作者】郭祥;罗子江;张毕禅;尚林涛;周勋;邓朝勇;丁召【作者单位】贵州大学,理学院,贵州,贵阳,550025;贵州省微纳电子与软件技术重点实验室,贵州,贵阳,550025;贵州大学,理学院,贵州,贵阳,550025;贵州财经学院,教育管理学院,贵州,贵阳,550004;贵州大学,理学院,贵州,贵阳,550025;贵州省微纳电子与软件技术重点实验室,贵州,贵阳,550025;贵州大学,理学院,贵州,贵阳,550025;贵州省微纳电子与软件技术重点实验室,贵州,贵阳,550025;贵州大学,理学院,贵州,贵阳,550025;贵州师范大学,物理与电子科学学院,贵州,贵阳,550001;贵州大学,理学院,贵州,贵阳,550025;贵州省微纳电子与软件技术重点实验室,贵州,贵阳,550025;贵州大学,理学院,贵州,贵阳,550025;贵州省微纳电子与软件技术重点实验室,贵州,贵阳,550025【正文语种】中文【中图分类】O484.1由于InA s与GaA s的晶格失配度达7%,在GaA s(001)衬底上很难直接生长 InAs,所以在GaA s衬底上直接生长 InA s很难准确测量其生长速度.虽然直接在InAs衬底上生长InA s同质外延可以很好地测量InA s生长速率,但是InA s衬底的价格比较昂贵,仅仅为了测量 InA s的生长速率使用InA s衬底生长InA s显得没有必要. 本文从实验的角度出发,通过在 GaA s(001)衬底上生长GaA s和InGaA s,并且用反射式高能电子衍射仪(reflection high energy electron diffraction,RHEED)强度振荡测定 GaA s与 In-GaA s的生长速率.分析实验得到的 GaA s与In-GaA s 生长速率的数据,提出了间接测定InA s生长速率的方法,在一定温度范围内获取InA s的生长速率曲线.实验是在Omicron公司生产的超高真空(极限真空可达4×10-9～8×10-9 Pa)分子束外延(molecular beam epitaxy,MBE)生长室中进行的.MBE生长室配备可以进行原位监测的装置RHEED.GaA s(001)衬底是可直接外延的样品,Si掺杂浓度 N D=1.49×1018 cm-3.A s源炉是阀控制的裂解A s源,Ga(In,Si)源炉是带挡板的热蒸发 Knudsen式蒸发源炉.进行本实验之前,利用束流监视器(beam flux monito r,BFM)先对A s(Ga,In)源的等效束流压强(beam equivalent p ressure,BEP)进行校准,得到不同温度下各源的蒸气压;在本实验过程中使用的As BEP为8.5×10-4 Pa,并且对衬底温度进行校准,得到温差电偶测量的衬底标称温度对应的实际温度[3](文中的衬底温度 T sub均是温差电偶标称温度).首先,对 GaA s(001)衬底脱氧处理60 min(衬底温度T sub=430 ℃).生长 GaA s 缓冲层30 min(T sub=420℃,Ga源温度T Ga=1 030℃,Si源温度T Si=1 150℃),利用RHEED实时监测生长过程,生长完成后原位退火40 min.所有的InAs,GaA s,InGaA s都是在原子级平整的GaA s表面生长.完成GaA s缓冲层的生长与退火以后,设置衬底温度为360℃,Si源温度为1 150℃.分别在Ga源温度为1 030℃,1 035℃,1 045℃的条件下生长GaA s.每次在360℃完成退火后,在In源温度为845℃时生长InGaA s.在固定的Ga源温度1 045℃下生长 GaA s,每次生长 GaA s在360℃完成退火后,分别在 In源温度为860℃,870℃,875℃,880℃条件下生长InGaA s.每次生长GaA s或InGaAs都用RHEED强度振荡测量生长速率,实时监测生长过程.由于GaA s与InA s的晶格失配度达7%,因此在GaAs(001)衬底上直接生长InA s 异质外延时,InA s首先以层状方式进行生长,但生长超过某一临界值时,InA s不再以层状均匀生长,而是进行非均匀的三维生长[4-6].通过RHEED振荡测量其生长速率,得到如图1所示的RHEED强度振荡图,图中在前20 s内有2个不规整的强度振荡周期,20 s后强度急剧下降,这说明InA s在生长了大约2个单层后进入了粗糙化的三维岛状生长,通过RHEED观察到RHEED衍射图像由图2所示的条纹状变成图3所示的网格状斑点.说明表面形貌已经开始粗糙化,表面应该形成了一些InAs三维岛.其他同行在 GaAs衬底上生长InA s量子点,生长到临界厚度大约为1.7个单层开始粗糙化,这与我们的RHEED振荡图像中不到2个周期后强度开始下降一致[5].如果利用图1来计算InA s生长速率,由于只有2个峰,并且2个峰不尖锐,直接测量将引入很大的误差,无法得到准确的生长速率.在平坦的GaA s缓冲层上生长GaA s得到的RHEED强度振荡如图4所示.从图4中可以看出RHEED强度振荡周期非常均匀,根据振荡图可以算出 GaA s(T Ga=1 045℃)的生长速率为0.337 ML/s(每秒0.337个原子单层).由于在衬底标称温度为360℃(实际温度约470℃),A s气压一定的情况下,根据图5[7]可以得到GaA s表面在此条件下应是C(4×4)重构.通过生长结束后的RHEED衍射图(图2)可知,在[110]方向是2×,在[100]方向是4×,在方向是2×,表面是C(4×4)重构与相图的结果相符合[6].在GaA s衬底上生长InGaA s得到RHEED强度振荡图如图6所示,从图中可以看到连续的振荡波形,且周期性很强,这说明InGaA s还是以层状生长,根据振荡图计算出InGaA s(T Ga=1 045℃,T In=870℃)生长速率为0.464 M L/s.Riposan等在生长InGaA s的实验中发现InGaA s表面是一种同时混有n×3与2×4的混合重构表面,RHEED衍射花样为比较模糊的2×3重构[8].在我们的实验中通过RHEED衍射图7可知,在[110]方向是2×,在[100]方向是1×,在方向是3×,InGaA s表面呈现(2×3)重构与Riposan的实验结果相似.实验中,假设在某个确定的 Ga源温度条件下生长GaAs与某个确定的In源温度条件下生长InA s的生长速率之和等于在此 Ga源温度和In源温度条件下生长的InGaA s的生长速率,即仅仅通过1组GaA s与InGaAs生长的速率,还不能说明式(1)的假设成立.如果固定In源温度,在 Ga源温度变化的条件下得到的 v InAs是恒定值,那么可以认为假设是成立的.于是在固定In源温度为870℃的条件下,改变 Ga源温度(1 035℃,1 030℃)得到另外的2组GaA s与In-GaA s的生长速率,通过这3组数据和假设式(1)可以作图8,图中3个温度下的InA s生长速率都非常接近0.13 ML/s,是不随 Ga源温度变化的值.这个不变的值(v InAs=v InGaAs-v GaAs)可以认为是因为In源温度没有变化造成的,而 In源温度及其他生长条件正好是InA s的生长条件(未开Ga源),所以这个差值0.13 M L/s就是 InA s的生长速率.由于在GaA s(001)衬底上生长GaA s,InA s,InGaA s都是在 A s的过压的保护(防止Ga,In挥发)下进行生长的,As 处于过剩的状态[9].In束流、Ga束流到达样品表面时有充足的A s与其结合,这样In与As的结合和 Ga与As的结合可以认为是相互独立的,那么InGaA s的生长速率就是GaA s速率与InA s速率的叠加.固定Ga源温度为1 045℃,改变In源温度为845,860,870,875,880℃并采用上述方法测量InGaA s和GaA s生长速率得到了InA s的生长速率如图9所示.本文通过在 GaA s(001)衬底上多次生长GaA s与InGaAs,得到了间接测定 InAs 生长速率的方法以及在不同In源温度条件下的InA s生长速率.这为在生长InGaA s时,确定InGaAs中In与 Ga的组分提供了一个间接的方法,这种间接测量方法可获得较准确的InA s生长速率.【相关文献】[1]周勋,杨再荣,罗子江,等.RHEED实时监控的MBE生长 GaAs晶体衬底温度校准及表面相变的研究[J].物理学报,2011,60(1):590-594.[2]Ramachandran T R,Heitz R,Chen P.Mass transfer in Stranski-Krastanow grow th of InA s on GaA s[J].App l.Phys.Lett.,1997,70(5):640.[3]Snyder C W,Orr B G,Kessler D,et al.Effect of strain on surface mo rphology in highly strained In-GaAs[J].Phys.Rev.Lett.,1991,66:3032-3035.[4]Patella F,A rcip rete F,PlacidiE.Structural study of the InAs quantum-dot nucleation on GaAs(001)[J].Appl.Phys.Lett.,2002,81:12.[5]Joyce PB,Krzyzew ski T J,Bell G R,et position of InAs quantum dots on GaAs(001):direct evidence for(In,Ga)As alloying[J].Phys.Rev.B,1998,58:R15981-R15984.[6]LaBella V P,Bullock D W,Emery C.Enabling electron diffraction as a tool fo r determining substrate temperature and surface morphology[J].App l.Phys.Lett.,2001,79:3065.[7]LaBella V P,Krause M R,Ding Zhao,et al.A rsenic-rich GaAs(001)surfacestructure[J].Surface Science Repo rts,2005,60:1-53.[8]Riposan A.Surface reconstructions and mo rphology of InGaAs compound semiconducto r alloys[D].Ann A rbo r:University of M ichigan,2004:43-48.[9]Xue Qi-Kun,Hashizume T,Sakurai T.Scanning tunneling microscopy of III-V compound semiconducto r(001)surface[J].Surface Science,1997,56(I/2):17-20.。

用GaAs张应变层控制InP衬底上InAs三维岛的有序排列

第19卷第3期半　导　体　学　报 V o l.19,N o.3 1998年3月 CH I N ESE JOU RNAL O F SE M I CONDU CTOR S M ar.,1998　用GaA s张应变层控制I nP衬底上I nA s三维岛的有序排列3王本忠　赵方海　彭宇恒　刘式墉(集成光电子学国家重点实验室吉林大学分区　吉林大学电子工程系　长春　130023)摘要　提出了一种用张应变层控制自组装量子点有序排列的方法,通过低压M OCVD技术在InP衬底上利用GaA s张应变层的控制作用成功地制备出正交网格化有序排列的InA s岛状结构.PACC:6865,6116,6820近年来,依据S2K生长模式制备自组装量子点的技术,由于避免了微细加工方法的不足,因而引起人们的高度重视.到目前为止,利用这种方法通过M B E或M O CVD技术已经在GaA s衬底上制备了InA s GaA s[1,2]、InGaA s GaA s[3,4]、GaSb GaA s[5]以及InP In2 GaP[6]等自组装量子点,在InP衬底上通过M B E制备了InA s A lInA s[7]、InA s InP[8],通过L P2M O CVD技术制备了InA s InP[9]量子点结构.此外利用这种自组装量子点制备的半导体激光器也已经实现室温连续工作,并初步显示出量子点的优越性[10,11].尽管如此,利用这种方法制备量子点仍然存在一些明显的不足之处,有待于进一步的研究.例如这种量子点的尺寸均匀性相对较差,量子点的形成位置很难控制等.这些因素在某种程度上严重影响了量子点的性能,已经引起人们的注意,其中控制量子点的排列方式就是一个亟待解决的问题. K itam u ra等人[12]采用衬底偏角技术首次成功地制备出按直线排列的InGaA s GaA s自组装量子点.Seifert等人[6]研究了在沟槽衬底情况下S2K生长规律,发现用这种方法同样可以制备有序排列的自组装量子点,并且成功地生长出按直线排列的InP GaA s量子点结构.本文首次报道了利用张应变层控制自组装量子点有序排列的方法,并利用GaA s的张应变效应,通过低压M O CVD技术在(001)InP衬底上制备出正交网格状有序排列的InA s三维岛状结构.这种方法无需对衬底进行任何预处理即可获得二维有序排列的InA s三维岛状结构.利用原子力显微镜(A FM)和扫描电镜(SE M)对这种三维岛进行了初步的表征.样品是利用L P2M O CVD技术制备的,使用的源材料分别是TM In、TM Ga、纯PH3和　3集成光电子学国家重点实验室开放课题资助项目王本忠　男,1960年出生,高级工程师,主要从事L P2M OCVD技术及化合物半导体材料与器件研究赵方海　男,1963年出生,副教授,主要从事化合物半导体光电器件研究刘式墉　男,1935年出生,教授,博士生导师,主要从事半导体光电子学研究1997207214收到,1997210213定稿A sH 3.用经钯管纯化的H 2作为载气,总H 2流量为6L m in ,反应室的压力保持在1101×104Pa .样品A 以(001)InP 材料作为衬底,经常规清洗处理后装入反应室内,先在650℃温度下处理5分钟,接着在600℃温度下生长一层约200nm 的InP 缓冲层后在PH 3保护下将温度降至500℃(用热电偶测温),在此温度下生长约3nm 厚的GaA s 控制层,然后生长等效厚度约为4M L 的InA s 材料,紧接着在A sH 3保护下降至室温.为了比较,样品B 采用(001)GaA s 作为衬底,先在650℃生长200nm 的GaA s 缓冲层,然后将温度降至500℃,在此温度下再生长约3nm 厚的GaA s 层,之后生长等效厚度约为4M L 的InA s 材料并在A sH 3保护下降至室温.最后用原子力显微镜(A FM )和扫描电镜(SE M )对样品的表面进行研究.图1(见图版I )是样品A 的A FM 表面形貌像,从图中我们可以清楚地看到在上述生长条件下,InA s 材料的生长方式已经发生了从二维生长向三维生长的转变,形成了InA s 三维岛状结构,其尺寸分布遵从高斯曲线规律,主尺寸分布在3213nm ,平均面密度约为818×109c m -2.然而,令人感兴趣的是这种三维岛的排列方式是非随机分布的,而是形成了按正交网格状有序排列,排列方向为(010)和(100).从图2(见图版I )中可以看出利用同样的生长条件在(001)GaA s 衬底上直接外延生长InA s 三维岛时,InA s 三维岛是随机排列的.此外,从文献报道的结果看,在(001)GaA s [2]和InP [8]衬底上直接生长InA s 三维岛时也没有观察到有序排列现象,说明这种现象是沉积在InP 衬底上GaA s 张应变层影响了InA s 三维岛的排列方式,起到控制InA s 三维岛形成位置的作用.文献[12]虽然指出用衬底偏角技术可以控制自组装量子点的成核位置,但是这种方法只能生长出按直线排列的三维岛状结构.我们的结果显然与之不同,可以排除衬底偏角的影响.图3(见图版I )是样品A 的SE M 表面形貌像,同样可以清楚地观察到这种正交网格状有序排列的InA s 三维岛.我们认为这种网格状有序排列行为是由于在InP 衬底上生长的GaA s 张应变效应引起的.由于GaA s 材料与InP 衬底具有较大的晶格失配,因此在InP 衬底上外延生长GaA s 材料时,其生长过程仍然遵循S 2K 生长模式,在生长的最初阶段GaA s 外延层首先是以二维方式生长,随着生长厚度的增加,生长方式将由二维生长转变为三维生长[13],但由于GaA s 外延层由晶格失配所产生的是张应变,因而,这种三维生长所形成的表面结构与压应变材料有很大的区别.对于压应变材料,其晶格常数较衬底材料的晶格常数大,在失配应力的作用下外延材料的晶格有收缩的趋势,当外延生长方式由二维生长转变为三维生长后,在外延层的表面所形成的是三维岛状结构.而对于张应变材料,其晶格常数较衬底材料小,在失配应力的作用下外延材料的晶格有扩张的趋势,因而不能以岛状结构的方式释放应变能,而是形成了表面接近平整的被网格状沟槽分割成的类方块形结构.在样品A 的表面我们可以观察到这种沟槽结构的存在.与台面上相比,由压应变材料S 2K 模式生长的三维岛更容易形成在沟槽的边缘[12].因此,由张应变材料S 2K 模式生长形成的三维结构对压应变材料S 2K 模式生长形成的三维岛的成核位置起到控制作用,使得三维岛的分布有序化.此外,如果在较厚的GaA s 层(超过其产生失配位错的临界层厚度时)上生长InA s 三维岛时,我们观察到了两种完全不同的岛状结构,表明了GaA s 层中的失配位错对InA s 三维岛结构的影响.有关详细内容将另文发表.总之,上述实验结果证明,采用张应变层控制S 2K 生长模式下三维岛形成位置的方法是可行的,通过在InP 衬底上生长的GaA s 张应变层的控制作用初步地制备出正交网格化有序排列的InA s 三维岛.尽管这种有序化排列还不是十分完美,无疑这是制备有序化排列7223期王本忠等:　用GaA s 张应变层控制InP 衬底上InA s 三维岛的有序排列 822 半　导　体　学　报　19卷自组装量子点的一个有效途径.参考文献[1]　J.2Y.M arzin et a l.,Phys.R ev.L ett.,1994,73:716.[2]　Q ianghua X ie et al.,J.V ac.Sci.T echno l.,1995,B13:642.[3]　D.L eonard et al.,A pp l.Phys.L ett.,1993,63:3203.[4]　F.H einrich sdo rff et al.,A pp l.Phys.L ett.,1996,68:3284.[5]　B rian R.Bennett et al.,A pp l.Phys.L ett.,1996,68:505.[6]　W.Seifert et al.,A pp l.Phys.L ett.,1996,68:1684.[7]　S.Fafard et al.,A pp l.Phys.L ett.,1996,68:991.[8]　J.Groenen et al.,A pp l.Phys.L ett.,1996,69:943.[9]　王本忠,等,吉林大学自然科学学报,1997,120(2):70.[10]　H aji m e Sho ji et al.,Jpn.J.A pp l.Phys.1996,35:L903.[11]　N.K irstaedter et al.,A pp l.Phys.L ett.,1996,69:1226.[12]　M.K itam ura et al.,A pp l.Phys.L ett.,1995,66:3663.[13]　Yong J in Chun et al.,Jpn.J.A pp l.Phys.,1993,32:L1085.Order i ng I nA s Islands Grown on(001)I nP Substra teCon trolled by Usi ng Ten sile Stra i ned GaA s LayerW ang B enzhong,Zhao Fanghai,Peng Yuheng and L iu Sh iyong(S tate K ey L aboratory on In teg rated Op toelectronics,L ij in U n iversity R eg ionD ep art m ent ofE lectrical E ng ineering,J ilin U niversity,Chang chun　130023)R eceived14July1997,revised m anuscri p t received13O ctober1997Abstract　W e p resen t a new m ethod to fo rm o rdered InA s quan tum do ts.B y u sing GaA s ten sile strained layer on(001)InP sub strate,tw o2di m en si onal2alignm en t InA s islands are ob tained on GaA s layer grow n by L P2M O CVD.PACC:6865,6116,6820。

《InGaAs-GaAsP量子阱界面结构及其激光器件性能研究》

《InGaAs-GaAsP量子阱界面结构及其激光器件性能研究》篇一InGaAs-GaAsP量子阱界面结构及其激光器件性能研究一、引言近年来，随着光电子技术的快速发展，半导体激光器作为核心元件在光通信、光电子集成、医疗科技等多个领域有着广泛的应用。

其中，InGaAs/GaAsP材料体系因其优异的光电性能而备受关注。

而该材料体系的激光器件性能与其内部的量子阱界面结构有着密切的联系。

因此，深入研究InGaAs/GaAsP量子阱界面结构及其激光器件性能，对于推动半导体激光器技术的发展具有重要意义。

二、InGaAs/GaAsP量子阱界面结构InGaAs/GaAsP量子阱由两种或多种不同能级的材料构成，其中，In元素和GaAs材料构成的是p型区域，而GaAsP则是n型区域。

当它们相互组合形成界面时，电子在两者之间产生的量子限制效应以及带隙效应会对光子进行限域，形成激子并释放出激光。

界面结构主要涉及材料成分的差异和晶体结构的排列。

在InGaAs/GaAsP量子阱中，In的加入会使得能带发生弯曲，产生能量上的限制，进而对电子的传播产生影响。

同时，由于晶格失配和热膨胀系数差异等因素，界面处可能存在一些缺陷和杂质，这些因素都会对激光器件的性能产生影响。

三、量子阱界面结构对激光器件性能的影响首先，从光增益角度来看，界面结构的质量决定了激子形成的效率和寿命。

一个优秀的界面结构可以有效地减少非辐射复合和载流子泄漏，从而提高光增益。

其次，从激光阈值电流的角度来看，界面结构的优化可以降低阈值电流，提高激光器的效率。

此外，界面结构还会影响激光器的光谱特性、温度稳定性等性能指标。

四、InGaAs/GaAsP激光器件性能研究针对InGaAs/GaAsP量子阱的激光器件性能研究，目前主要关注其高效率、低阈值、高稳定性等方向。

通过优化材料生长技术、改善界面结构、调整掺杂浓度等手段，可以有效地提高激光器的性能。

例如，采用分子束外延（MBE）或金属有机化学气相沉积（MOCVD）等先进的生长技术可以获得高质量的量子阱结构；通过精确控制In的含量和分布，可以优化能带结构，提高激子的产生和传输效率；通过合理的掺杂浓度和类型的设计，可以降低载流子的复合速率和降低阈值电流等。

InGaN单结中的浅能级杂质的理论计算和模拟

μi(N ) =μmin,i +
μmax,i − μmin,i
1+ (N N g,i )
ri
[17]
.
(6)
所以认为材料的光学禁带等于迁移率禁带 . 考虑部分电离后最佳施主、受主浓度大约为 1×1017 cm–3; 施主电离能设为 10.8 meV, 受主电离能设为 90 meV(电离能的取值计算见 2.1(ⅰ )). p 区设为 130 nm, n 区设为 270 nm. 我们假设受主能级 (p 区 )或施主能级 (n 区 ) 对电子和空穴具有相同的俘获截面 : σpe = σph = σp,
摘要通过氢有效质量理论(HEMT)对 In0.65Ga0.35N(高 In 组分, Eg=1.31 eV)太阳电池材料进行分析, 计算出其浅能级施主和受主的重要性质参数电离能: ∆ED~10.8 meV, ∆EA~90 meV. 在此基础上得到了室温条件下 In0.65Ga0.35N 的浅能级施主和受主强电离时的杂质浓度范围 : 施主 9.56×108~4.57×1016 cm–3, 受主 9.56×108~7.84×1016 cm–3; 并估算了产生杂质能带的最低杂质浓度: 施主~1×1018 cm–3, 受主~5.79×1020 cm–3. 然后借助 AMPS-1D 软件对含有部分电离的浅能级施主、受主 In0.65Ga0.35N 单结太阳电池进行模拟, 详细讨论了施主能级和受主能级对载流子的俘获对太阳电池效率的影响. 本文结果为 InGaN 单结和多结太阳电池的掺杂(尤其是 p 型掺杂)和制备提供了理论参考和帮助.
0.2m0 13.6 m0 (9.5) 2
1
1.1
理论背景和材料参数
理论背景

n-GaAs和p-GaN晶片的直接键合

n-GaAs和p-GaN晶片的直接键合
李慧;何国荣;渠红伟;石岩;种明;曹玉莲;陈良惠
【期刊名称】《半导体学报：英文版》
【年(卷),期】2007(28)11
【摘要】采用直接键合的方法成功实现了n-GaAs和p-GaN晶片的高质量键合.扫描电子显微镜观测结果表明,键合界面没有空洞.键合前后光致发光谱测试表明,键合工艺对材料质量影响不大.室温下界面的电流-电压特性表明,键合得到的n-GaAs/p-GaN异质结为肖特基二极管并且理想因子为1.08.n-GaAs和p-GaN材料直接键合的成功对于集成GaAs和GaN材料制备光电集成器件有重要意义.【总页数】3页(P1815-1817)
【关键词】光电集成;直接键合;GaAs;GaN
【作者】李慧;何国荣;渠红伟;石岩;种明;曹玉莲;陈良惠
【作者单位】中国科学院半导体研究所纳米光电实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TN304
【相关文献】
1.硅直接键合工艺对晶片平整度的要求 [J], 付兴华;黄庆安
2.晶圆直接键合及室温键合技术研究 [J], 冒薇
3.基于亲水表面处理的GaAs/GaN晶片直接键合 [J], 王慧;郭霞;梁庭;刘诗文;高国;沈光地
4.晶片的初始宏观形变对硅-硅直接键合的影响 [J], 陈晨;杨洪星
5.晶片直接键合所需表面粗糙度条件 [J], 马子文;汤自荣;廖广兰;史铁林
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