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1.3μm VCSEL结构制作研究

1.3μm VCSEL结构制作研究

作者：谢正生中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）

学位级别：硕士

垂直腔面发射激光器(VCSEL)因具有在片测试、与光纤耦合效率高、调制速率高和功耗低等优点而有可能成为今后光网络中最有竞争优势的光源。特别地，近年来适合于中短程的单模光纤网络的光通信长波长(1.3～1.55μm)VCSEL发展迅速，已经成... 详细信息

垂直腔面发射激光器(VCSEL)因具有在片测试、与光纤耦合效率高、调制速率高和功耗低等优点而有可能成为今后光网络中最有竞争优势的光源。特别地，近年来适合于中短程的单模光纤网络的光通信长波长(1.3～1.55μm)VCSEL发展迅速，已经成为近年来激光器研究领域中一个十分活跃的课题。本论文围绕键合结构1.3μmVCSEL，研究了单元材料的气态源分子束外延(GSMBE)生长及其表征、在国内首次探讨了低温Au-In-Au金属键合技术在VCSEL制作中的应用，最后还研究了VCSEL器件的制作工艺。获得的主要结果有：根据Thermo V90 GSMBE系统，研究了VCSEL材料的各种GSMBE生长参数，优化生长了用作键合结构1.3μm VCSEL的InAsP／InGaAsP SCMQW有源区和GaAs／AlAs DBR材料，并采用高分辨X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、电化学C-V，Hall等进行了表征。结果表明，采用间断生长方法有利于材料质量的改善，而生长的DBR对数越多，周期厚度波动越大，并且优化生长的有源区和DBR材料质量可靠，均达到直接键合结构1.3μm VCSEL的材料设计要求。在国内首次创造性地把低温Au-In-Au金属键合技术应用到长波长VCSEL结构的制作中。成功地把InP基半腔VCSEL结构样品在加压2MPa，N气氛中200℃低温退火20分钟下金属键合到Si衬底上，键合强度高，键合界面平整，缺陷少，改善了器件热特性，实现了衬底倒扣，并且DBR上蒸镀的金属膜Au提高了VCSEL的反射性能。对键合前后样品反射谱和PL谱的比较分析表明，低温金属键合过程不影响量子阱有源区及DBR的光学性质，即Au-In-Au低温金属键合技术对VCSEL器件结构的制作是有利的。利用Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体工艺平台研究了多量子阱有源区电致荧光器件制作和键合结构的1.3μm VCSEL器件制作。器件制作工艺过程主要包括直接键合、台价制作、侧向腐蚀、隔离、p面电极制作、n面电极制作等。其中电致荧光器件开启电压为1.1V，发光波长为1.31μm。而键合结构VCSEL导通电压为3.8V，串联电阻为2.4*10Ω，室温13.88mA脉冲电流(占空比0.5％)条件下激射波长为1288.63nm。

关键词：垂直腔面发射激光器气态源分子束外延金属键合器件工艺

低温Au-In-Au金属键合及其在VCSELs制作中的应用

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金属学报 2007年第3期43卷 264-268页

作者：谢正生吴惠桢劳燕锋刘成曹萌中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室

研究了Au-In-Au低温金属键合技术,并把它应用到长波长垂直腔面发射激光器(VCSEL)器件结构的制作中．利用该技术不仅有利于提升器件的热学性能,而且有利于提高VCSEL结构中分布Bragg反射腔镜(DBR)的反射率．实验结果表明,InP基外延半腔VC... 详细信息

研究了Au-In-Au低温金属键合技术,并把它应用到长波长垂直腔面发射激光器(VCSEL)器件结构的制作中．利用该技术不仅有利于提升器件的热学性能,而且有利于提高VCSEL结构中分布Bragg反射腔镜(DBR)的反射率．实验结果表明,InP基外延半腔VCSEL结构成功地在200℃低温下金属键合到Si衬底上,键合强度高,键合质量达到了VCSEL器件工艺制作要求．对键合样品光学特性的分析表明,低温金属键合过程不影响量子阱有源区及DBR的光学性质,这对VCSEL器件结构的制作是有利的．这种低温金属键合技术,有望应用在许多半导体光电器件的制作中．

关键词：低温金属键合垂直腔面发射激光器反射谱光致荧光谱

GaAs/AlAs DBR的GSMBE优化生长及表征

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稀有金属材料与工程 2007年第4期36卷 587-591页

作者：谢正生吴惠桢劳燕锋刘成曹萌中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室

采用气态源分子束外延(GSMBE)技术优化生长了GaAs/AlAs分布布拉格反射镜(DBR)材料,并用X射线衍射(XRD)及反射光谱对其生长质量进行了表征。结果表明,采用5s间断生长的GaAs/AlAs DBR材料质量和界面质量优于无间断生长,并且10对GaAs/AlAs ... 详细信息

采用气态源分子束外延(GSMBE)技术优化生长了GaAs/AlAs分布布拉格反射镜(DBR)材料,并用X射线衍射(XRD)及反射光谱对其生长质量进行了表征。结果表明,采用5s间断生长的GaAs/AlAs DBR材料质量和界面质量优于无间断生长,并且10对GaAs/AlAs DBR的质量优于30对,说明DBR对数越多,周期厚度波动越大,材料质量越差。优化生长得到的30对GaAs/AlAs DBR的反射率大于99%,中心波长为1316nm,与理论设计结构的模拟结果基本一致,可用作1.3μm垂直腔面发射激光器(VCSEL)直接键合的反射腔镜。

关键词：分布布拉格反射镜气态源分子束外延 X射线衍射反射谱

北亚热带森林土壤有效微量元素状况研究(英文)

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生态学报 2002年第12期22卷 2141-2146页

作者：曾曙才谢正生俞元春刘月秀华南农业大学林学院广州510642 南京林业大学森林资源与环境学院南京210037

研究了北亚热带 2 5 a生栓皮栎林、杉木林、火炬松林、毛竹林和 5年生 2代杉木萌芽林土壤中 B、Mo、Cu、Zn、Fe、Mn的有效含量、在土壤剖面中的分布规律、影响其有效性的土壤因子以及不同林分对土壤微量养分含量的影响。结果表明 ,在该... 详细信息

研究了北亚热带 2 5 a生栓皮栎林、杉木林、火炬松林、毛竹林和 5年生 2代杉木萌芽林土壤中 B、Mo、Cu、Zn、Fe、Mn的有效含量、在土壤剖面中的分布规律、影响其有效性的土壤因子以及不同林分对土壤微量养分含量的影响。结果表明 ,在该地区的森林土壤中 ,有效 B,Mo,Cu的平均含量均低于各自临界值 ,有效 Zn平均含量接近临界值 ,Fe,Mn含量丰富 ;有效微量养分在土壤剖面中的分布因林分和元素种类而异 ;影响微量元素有效性的主要土壤因子为有机质和有效磷含量 ;不同林分对土壤有效微量元素含量有显著影响 ,栓皮栎林土壤中有效微量养分含量最高 ,2代杉木萌芽林最低 ,其余林分居中且基本接近。

关键词：北亚热带森林土壤有效微量元素状况影响因素

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大学生体育馆网架制作与整体吊装施工

建筑技术 1990年第8期17卷 46-48页

作者：王正堂谢正生北京市第四城市建设工程公司

我公司承担施工的大学生体育馆系第十一届亚运会工程,建筑面积9600m^2,屋盖为64m跨度的正方形双向折板双层网架结构,覆盖面积5776m^2(图1)。网架平面尺寸76×76m,弦高4m,采用无缝钢管杆系,焊接空心球节点,四坡屋面,上下弦平行起拱,小立... 详细信息

我公司承担施工的大学生体育馆系第十一届亚运会工程,建筑面积9600m^2,屋盖为64m跨度的正方形双向折板双层网架结构,覆盖面积5776m^2(图1)。网架平面尺寸76×76m,弦高4m,采用无缝钢管杆系,焊接空心球节点,四坡屋面,上下弦平行起拱,小立柱找坡,网架中央拱起24m见方的采光天窗。网架总重416t,坐落在36根钢筋混凝土柱和4个大角筒柱上,柱顶标高15.4m。

关键词：体育馆网架吊装

刻蚀改变InGaN/AlGaN应变多量子阱发光特性

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光学学报 2007年第3期27卷 494-498页

作者：曹萌吴惠桢劳燕锋刘成谢正生中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室

为了分析干法刻蚀对应变多量子阱(SMQWs)发光特性的影响,采用感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术对金属有机物化学气相沉积(MOCVD)生长的InGaN/AIGaN应变多量子阱覆盖层表面刻蚀了约95 nm。通过光致发光(PL)特性表征发现,干法刻蚀后量子阱... 详细信息

为了分析干法刻蚀对应变多量子阱(SMQWs)发光特性的影响,采用感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术对金属有机物化学气相沉积(MOCVD)生长的InGaN/AIGaN应变多量子阱覆盖层表面刻蚀了约95 nm。通过光致发光(PL)特性表征发现,干法刻蚀后量子阱光致发光强度较未刻蚀量子阱光致发光强度提高了近3倍。干法刻蚀后,量子阱表面呈现高低起伏状形貌,粗糙度提高,出射光在起伏状粗糙形貌表面反复散射,从而逃逸概率增大,有助于光致发光强度增强。理论计算结果得出表面形貌变化引起的量子阱光致发光强度增强因子约为1．3倍。另外,由于所采用的感应耦合等离子体功率较小,刻蚀损伤深度几乎不会达到量子阱阱层,然而干法刻蚀过程中Ar离子隧穿到量子阱阱层内部可能形成新的发光中心,从而使量子阱的发光强度得到提高。

关键词：光学材料应变多量子阱干法刻蚀损伤光致发光

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广东省国有天井山林场可持续经营模式研究

林业经济问题 2000年第5期20卷 315-317,320页

作者：徐正春谢正生华南农业大学林学院广东广州510642

本文在调查研究基础上 ,全面回顾了国有天井山林场大办小水电的创业历程 ,系统总结了天井山林场的经营模式 ,旨在探索国有林场集约化可持续经营之路。

关键词：天井山林场小水电可持续经营经营模式

南岭国家级自然保护区森林群落物种多样性分析

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华南农业大学学报 1998年第3期19卷 61-66页

作者：谢正生古炎坤陈北光苏志尧华南农业大学森林生态研究室

测算了南岭国家级自然保护区主要天然林的物种多样性指数、物种均匀度和优势度，并对其生态学意义作了简要分析结果表明，处于中亚热带的广东南岭天然林物种多样性指数（Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数）在２．９０～５．３４之... 详细信息

测算了南岭国家级自然保护区主要天然林的物种多样性指数、物种均匀度和优势度，并对其生态学意义作了简要分析结果表明，处于中亚热带的广东南岭天然林物种多样性指数（Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数）在２．９０～５．３４之间；物种均匀度在０．５６～０．８７之间；生态优势度在０．０５～０．２５之间南岭天然林物种多样性指数依群落类型不同而异，其变化表现为由山地针叶林→山地针阔叶混交林→山地常绿阔叶林→低山丘陵常绿阔叶林递增还分析了物种多样性与生境。

关键词：自然保护区物种多样性指数森林群落

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广东大东山常绿阔叶林物种多样性分析

华南农业大学学报 1997年第4期18卷 59-63页

作者：陈北光张木明苏志尧谢正生华南农业大学森林生态研究室

通过对大东山自然保护区常绿阔叶林８个群落的物种多样性进行测算，结果表明：处于中亚热带南缘的广东大东山常绿阔叶林物种多样性指数（Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数）为２．９５０～４．６７３；物种均匀度为０．４９９～０．７... 详细信息

通过对大东山自然保护区常绿阔叶林８个群落的物种多样性进行测算，结果表明：处于中亚热带南缘的广东大东山常绿阔叶林物种多样性指数（Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数）为２．９５０～４．６７３；物种均匀度为０．４９９～０．７８２；生态优势度为０．０５０～０．０６７；对立木层和草本层的物种多样性指数、均匀度和生态优势度也分别作了测算。大东山常绿阔叶林物种多样性指数略高于海拔高度相近的八宝山而略低于南昆山。通过生物多样性的分析，对大东山的自然保护进行了讨论。

关键词：大东山自然保护区常绿阔叶林物种多样性