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直接键合InP-GaAs结构界面的特性研究

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物理学报 2005年第9期54卷 4334-4339页

作者：劳燕锋吴惠桢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上海200050

通过对直接键合InPGaAs结构的红外吸收光谱分析以及断面扫描电子显微镜观察发现,样品制备过程中不均匀的外加压强导致InPGaAs交界面局部出现了不连续过渡的空间层,实验上将熔融石蜡渗透并被填充到该空间层,利用其对3.509μm波长光的强... 详细信息

通过对直接键合InPGaAs结构的红外吸收光谱分析以及断面扫描电子显微镜观察发现,样品制备过程中不均匀的外加压强导致InPGaAs交界面局部出现了不连续过渡的空间层,实验上将熔融石蜡渗透并被填充到该空间层,利用其对3.509μm波长光的强烈吸收特性可表征这种局部的键合不连续区域,二维扫描测试样品不同区域的吸收谱得到3.509μm波长吸收强度等值线图,从而描绘出外加压强的不均匀分布.实验上通过改进键合装置的施压均匀性,得到了连续过渡界面且均匀键合的InPGaAs结构,利用这种均匀键合技术有望制备大尺寸器件例如光学微腔等.

关键词：晶片直接键合界面红外吸收光谱直接键合交界面特性研究结构不均匀分布电子显微镜观察不连续区域制备过程

2～3微米波段InP基无锑激光器和光电探测器

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红外与毫米波学报 2016年第3期35卷 275-280页

作者：张永刚顾溢陈星佑马英杰曹远迎周立奚苏萍杜奔李爱珍李好斯白音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上海200050

介绍了我们基于InP衬底采用无锑材料体系开展的2～3μm波段激光器及光电探测器方面的持续探索，包括采用赝配三角形量子阱方案的2～2．5μm波段I型InGaAs多量子阱激光器、采用虚拟衬底异变方案的2．5～3μm波段I型InAs多量子阱激光器、... 详细信息

介绍了我们基于InP衬底采用无锑材料体系开展的2～3μm波段激光器及光电探测器方面的持续探索，包括采用赝配三角形量子阱方案的2～2．5μm波段I型InGaAs多量子阱激光器、采用虚拟衬底异变方案的2．5～3μm波段I型InAs多量子阱激光器、以及截止波长大于1．7μm的高In组分InGaAs光电探测器等，这些器件结构均采用GSMBE方法生长，其中2．5μm以下波长的激光器已实现了高于室温的CW激射并获实际应用，2．9μm波长的激光器也在热电制冷温度下实现了脉冲激射，含超晶格电子阻挡势垒层的截止波长2．6μm InGaAs光电探测器暗电流显著减小，此类光电探测器材料已用于航天遥感焦平面组件的研制．

关键词：半导体激光器光电探测器磷化铟基无锑气态源分子束外延

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量子级联激光器有源核中界面声子的特性研究

物理学报 2007年第1期56卷 500-506页

作者：徐刚毅李爱珍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上海200050

研究了量子级联激光器有源核中界面声子的色散关系和静电势分布.根据有源核内部的平移不变性导出了界面声子的色散关系.计算显示有源核中的界面声子可以分为体声子和表面声子模式.体声子的色散曲线构成一系列准连续的声子子带,其静电势... 详细信息

研究了量子级联激光器有源核中界面声子的色散关系和静电势分布.根据有源核内部的平移不变性导出了界面声子的色散关系.计算显示有源核中的界面声子可以分为体声子和表面声子模式.体声子的色散曲线构成一系列准连续的声子子带,其静电势分布于整个有源核并呈现出Bloch波的特征.表面声子的色散曲线位于各体声子子带的带隙内,其静电势局域在有源核一侧.这些结果将有助于量子级联激光器和子带跃迁激光器的优化设计.

关键词：量子级联激光器界面声子

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

氢离子注入法提高InAsP/InP应变多量子阱发光特性(英文)

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红外与毫米波学报 2008年第4期27卷 317-320页

作者：曹萌吴惠桢劳燕峰曹春芳刘成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系统生长了InAsP/InP应变多量子阱,研究了H+注入对量子阱光致发光谱的影响以及高温快速退火对离子注入后的量子阱发光谱的影响。发现采用较低H+注入能量(剂量)时,量子阱发光强度得到增强;随着H+注入能量(剂量)的增... 详细信息

采用气态源分子束外延系统生长了InAsP/InP应变多量子阱,研究了H+注入对量子阱光致发光谱的影响以及高温快速退火对离子注入后的量子阱发光谱的影响。发现采用较低H+注入能量(剂量)时,量子阱发光强度得到增强;随着H+注入能量(剂量)的增大,量子阱发光强度随之减小。H+注入过程中,部分隧穿H+会湮灭掉量子阱结构界面缺陷,同时H+也会对量子阱结构带来损伤,两者的竞争影响量子阱发光强度的变化。高温快速退火处理后,离子注入后的量子阱样品发光峰位在低温10K相对于未注入样品发生蓝移,蓝移量随着H+注入能量或剂量的增大而增加。退火过程中缺陷扩散以及缺陷扩散导致的阱层和垒层之间不同元素互混是量子阱发光峰位蓝移的原因。

关键词：离子注入光致发光量子阱互混

InP基In_(0.53)Ga_(0.47)As光电探测器的量子效率优化(英文)

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红外与毫米波学报 2008年第2期27卷 81-85页

作者：田招兵顾溢张永刚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

建立了不同结构的InP基PIN型In0.53Ga0.47As探测器光响应的物理模型.通过引入收集效率函数,模拟计算了探测器量子效率和光响应.采用该模型分别研究了正面进光和背面进光情况下典型的In0.53Ga0.047As/InP PIN探测器的结构参数对器件量子... 详细信息

建立了不同结构的InP基PIN型In0.53Ga0.47As探测器光响应的物理模型.通过引入收集效率函数,模拟计算了探测器量子效率和光响应.采用该模型分别研究了正面进光和背面进光情况下典型的In0.53Ga0.047As/InP PIN探测器的结构参数对器件量子效率的影响.在此基础上提出了两种改进的背照射InGaAs/InP探测器结构,并讨论了其结构参数的优化.

关键词：短波红外光伏型探测器 InGaAs 量子效率

气态源分子束外延Al_xGa_(1-x)As(x=0~1)材料中Si的掺杂行为研究(英文)

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红外与毫米波学报 2007年第1期26卷 1-4,9页

作者：李华李爱珍张永刚齐鸣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上海200050

研究了Si在AlxGa1-xAs(0≤x≤1)中的掺杂行为.为比较Al組份对Si掺杂浓度的影响,在用气态源分子束外延生长(GSMBE)掺Si n型AlxGa1-xAs(0≤x≤1)的所有样品时,n型掺杂剂Si炉的温度恒定不变.用Hall效应测量外延层的自由载流子浓度和迁移率,... 详细信息

研究了Si在AlxGa1-xAs(0≤x≤1)中的掺杂行为.为比较Al組份对Si掺杂浓度的影响,在用气态源分子束外延生长(GSMBE)掺Si n型AlxGa1-xAs(0≤x≤1)的所有样品时,n型掺杂剂Si炉的温度恒定不变.用Hall效应测量外延层的自由载流子浓度和迁移率,用X射线双晶衍射迴摆曲线测量外延层的组份.测试结果表明,当AlxGa1-xAs中Al组份从0增至0.38时,Si的掺杂浓度从4×1018cm-3降至7.8×1016cm-3,电子迁移率从1900 cm2/Vs降至100 cm2/Vs.这与AlxGa1-xAs材料的Γ-X直接—间接带隙的转换点十分吻合.在AlxGa1-xAs全组份范囲内,自由载流子浓度隨Al组份从0至1呈“V”形变化,在X=0.38处呈最低点.在x>0.4之后,AlxGa1-xAs的电子迁移随Al组分的增加,一直维持较低值且波动幅度很小.

关键词：气态源分子束外延 AlGaAs Si掺杂电学性质组分

全息光刻和二次显影法制备柱形二维光子晶体(英文)

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红外与毫米波学报 2014年第1期33卷 45-49页

作者：曹远迎张永刚李耀耀顾溢李爱珍李好斯白音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上海200050

采用全息光刻和二次显影的方法制备了柱形二维光子晶体.在此过程中,二维点状的周期结构首先在正性光刻胶上直接形成,然后经由Si3N4硬掩模转移到衬底材料上.利用二次显影的方法,曝光强度最强和曝光强度中等区域的光刻胶能够被同时充分显... 详细信息

采用全息光刻和二次显影的方法制备了柱形二维光子晶体.在此过程中,二维点状的周期结构首先在正性光刻胶上直接形成,然后经由Si3N4硬掩模转移到衬底材料上.利用二次显影的方法,曝光强度最强和曝光强度中等区域的光刻胶能够被同时充分显影,而曝光强度最弱区域的光刻胶则可以完全被保留下来.通过调节入射角,可以方便地调节二维结构的周期.利用此方法,在相对较大的面积上制备了不同周期的二维结构,二维结构具有很好的均匀性和重复性.文章对有关的工艺参数进行了详细讨论.

关键词：全息光刻二维光子晶体柱形二次显影