一、MOCVD生长的高质量掺碳GaAs/AlGaAs材料的特性研究（论文文献综述）
苏帅[1]（2021）在《基于自终止热刻蚀方法的凹槽栅GaN高电子迁移率晶体管研究》文中研究表明GaN作为第三代半导体的代表,具有大禁带宽度、高击穿场强的优良特性,同时AlGaN/GaN异质结具有高浓度二维电子气（2DEG）、高电子迁移率的突出特点,因此利用AlGaN/GaN异质结制备的高电子迁移率晶体管（GaN HEMT）具有高耐压、低导通电阻、高开关速率等优点,有望应用于高频高压电力电子器件中,极大地提高能源转换的效率。在实际应用时,考虑到失效安全及简化驱动电路的需求,需要制备增强型器件。在增强型器件开发中,高均匀性、低界面态密度的栅极凹槽可控制备成为亟需解决的关键瓶颈问题之一,也成为当前国内外研究的热点。针对上述关键科学问题,本论文基于系统研究提出并开发出一种新型栅极凹槽制备的方法,并将该方法应用于器件的制备中。论文的主要研究内容如下:1.成功开发出一种新型高均匀性、低界面态密度、深度可控的栅极凹槽制备方法。深入研究了传统干法刻蚀和湿法腐蚀的机理以及存在的问题,并提出了利用MOCVD高温自终止热分解刻蚀方法实现高均匀性、低界面态栅极凹槽结构的技术思路。进而设计和生长了具有10 nm GaN插入层的复合势垒外延结构,并对该外延结构的极化模型及各外延层的作用做出了系统分析。基于该复合势垒外延结构,成功验证了热分解自终止刻蚀方法的可行性。针对分解完成后凹槽表面出现的凸起结构问题,提出了凹槽在热分解过程中所受的气流模型,详细分析了分解温度、腔室压强、NH3气流量、凹槽与气流相对方向的影响,并最终优化出分解完成后表面平整,台阶流清晰,且粗糙度为0.29nm的凹槽表面形貌。通过该自终止热分解方法的使用凹槽深度的均匀性提高了～3倍,凹槽深度达到精确可控,且分解过程对2DEG特性无影响,同时可以将由于干法刻蚀造成的界面损伤态（Cl相关）以及表面杂质（O和C等）几乎完全去除,界面态密度由～1013 eV-1·cm-2降低到～1011 eV-1·cm-2,降低了～2个数量级。2.利用Si离子注入的方法,制备出高均匀性、低接触电阻率的源漏欧姆接触。研究了传统Ti/Al基高温欧姆接触的形成原理及各层金属的作用,利用TiN表面接触层,制备出低表面粗糙度的无Au欧姆接触;通过优化AlGaN势垒厚度、Ti/Al金属的厚度比、退火温度等条件,得到接触电阻率为0.84 Ω·mm的无Au欧姆接触,但其电阻率难以继续降低。开发出完整的Si离子注入欧姆接触制备工艺,研究了离子注入剂量与接触电阻率的关系,通过优化得到接触电阻率低至～0.3 Ω·mm的源漏欧姆接触。得益于Si离子注入的高均匀性,接触电阻率的片上均匀性极高。实验中为了解决Si离子高温激活过程中的表面分解问题,利用SiN/AlN叠层结构作为高温退火的表面保护层从而有效解决了表面分解的问题,同时表面保护层增强了异质结沟道处的2DEG浓度,减小了沟道的方阻,另外该保护层薄膜可以作为器件的的钝化层存在。3.使用自终止热分解刻蚀方法成功制备了高均匀性、低栅极界面态的GaN MIS HEMT器件。与传统干法刻蚀方法制备的器件相比,其性能实现了大幅提高。阈值电压漂移减小至0.08 V,栅极失效电压提高至+13 V,阈值电压的热漂移降低至-0.4V,且VTH均匀性显着提高,达到-6.03±0.12V。设计并生长了应用于增强型MIS HEMT器件制备的双沟道复合势垒外延结构,使用该外延结构成功制备出MIS栅结构增强型器件,器件阈值电压VTH为1.2 V@10μA/mm,开关比为109,输出电流～300mA/mm以上,初步实现增强型器件操作,成功验证了自终止热分解刻蚀方法在增强型MIS HEMT器件制备中的可行性。4.开发出完整的基于自终止热刻蚀方法制备二次外延p-GaN栅增强型器件的工艺流程,并制备了与其工艺兼容的混合阳极横向二极管器件。制备的增强型器件阈值电压达到1.75 V@10μA/mm,开关比达到1010量级,阈值电压回滞减小至0.005 V,栅极漏电流降低,输出电流和峰值跨导均实现了提高。深入研究了 GaN HEMT器件在实际应用中需要与二极管反接并联使用的需求,成功开发出一种与二次外延p-GaN栅增强型HEMT器件制备工艺完全兼容的厚势垒混合阳极横向二极管器件,相比传统的一次外延薄势垒结构二极管,器件的正向开启电压Von（0.7 V）导通电阻Ron（10.2 Ω·mm）同时实现了降低,且器件在无场板结构的情况下,实现了 488 V的反向击穿电压。
何志芳[2]（2020）在《掺杂对GaAs/AlGaAs材料体系电学性能的影响研究》文中认为Al Ga As材料是一种典型的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体,因其Al组分可调、与Ga As晶格失配小、载流子迁移率高,被认为是最重要的光电子和电子器件的基础材料之一,在半导体激光器、太阳能电池、探测器的制备中得到广泛的研究与应用。金属有机物化学气相沉积（MOCVD）是一种利用金属有机化合物在半导体晶圆上沉积超薄单晶层的技术,因其可以生长厚度和杂质均匀分布的薄层及异质多层结构,在半导体薄层、低维结构、光电器件的生长中获得广泛的应用。但是,在使用MOCVD技术外延生长Al Ga As材料时,由于原材料为有机源,使得Al Ga As材料中存在较强键能的Al-C键,造成材料本底掺杂浓度过高,以及N型Al Ga As材料难以获得等生长问题,进而对其在器件上应用产生很大的影响。针对上述问题,本论文采用MOCVD技术,在半绝缘Ga As衬底上,开展Alx Ga1-xAs材料的生长制备及性能表征研究。探索N型AlxGa1-xAs材料的制备方法,分析了掺杂量对不同组分AlxGa1-xAs材料电学性能的影响,掌握不同掺杂量下AlxGa1-xAs材料载流子浓度分布规律。同时,开展了本征态AlxGa1-xAs材料中的非故意C掺杂的作用机理研究,探索生长温度对AlxGa1-xAs材料中非故意C掺杂浓度的影响规律,揭示AlxGa1-xAs材料中Al-C键的含量变化对AlxGa1-xAs材料导电类型的转变影响以及作用机理。最后,对P型AlxGa1-xAs材料的掺杂特性进行研究,探索高质量AlxGa1-xAs薄膜材料的生长技术方案,为AlxGa1-xAs材料在光电器件的制备和应用提供技术支撑,为我国的高性能的光电领域的发展提供技术储备。
罗昕[3]（2019）在《增强型AlGaN/GaN MISFET耐压及抗SEB加固新结构研究》文中研究说明电力电子领域及信息科学领域中,承担控制与传输电能角色的增强型功率开关器件,能耗指标非常关键。基于第三代半导体材料GaN的增强型功率开关器件,拥有高击穿电场和高电子迁移率,比第一代半导体材料Si的增强型功率开关器件,能量传输效率更高。除此之外,GaN材料的高辐射耐受性,使得增强型GaN功率开关器件比Si的器件,在比如卫星的太阳能电源供应系统等辐射环境的应用中,更具优势。GaN增强型功率开关器件的发展近年来备受工业界关注,然而,目前其仍未能充分发挥其材料上的优势。主要表现在泄漏电流导致的提前击穿,使得高压段（1200V）的GaN增强型开关器件商业化产品很少,而抗辐照加固研究的欠缺,抗辐射增强型GaN功率晶体管产品也极少。本文以传统的增强型栅极场板AlGaN/GaN MISFET（Conventional AlGaN/GaN Metal-Insulator-Semiconductor Field-Effect Transistor with Gate Field Plate,简称 GFP-C MISFET）作为研究对象。为解决缓冲层泄漏电流易导致击穿的问题,设计满足高压段要求的耐压新结构,抑制缓冲层泄漏电流,改善电场分布,提高器件的耐压和功率品质因数（Baliga’s Figure of Merit,BFOM）,使其拥有更高的电能利用效率。为补充GaN功率开关器件领域抗单粒子烧毁加固领域的研究,对GFP-C MISFET单粒子烧毁机理进行研究,并提出抗单粒子烧毁效应的加固结构,提高器件的耐辐照能力。通过相关理论研究及仿真数据分析,论文取得的成果归纳如下:1.基于P型埋层和漏场板技术的耐压改善结构为提高器件的耐压,在缓冲层中插入与源极相连的P型埋层,抑制缓冲层的泄漏电流,同时改善栅极区域的电场分布。设置漏极场板,进一步改善漏极区域中的电场分布,提高击穿电压。P型埋层对沟道中部分二维电子气有消耗作用,所以导通电阻有较少的退化,击穿电压和特征导通电阻能够得到很好的折中。通过采用计算机辅助设计技术软件 Sentaurus TCAD（Technology Computer Aided Design）进行合理的参数优化,基于 P型埋层和漏场板技术提出的耐压新结构SC-PBL FPs MISFET（MISFET with A Source-Connected P-Burid Layer and Field Plates）,获得的击穿电压高达 1311.62V,功率品质因数可达2.6 GW·cm-2。2.基于电极相连PIN埋管技术的耐压改善结构为进一步利用GaN材料的优势,优化GaN缓冲层中漏极区域的电势分布,提出了源极相连P型埋层和漏极相连N型埋层相结合的耐压改善技术。一方面,N型埋层可以给器件提供额外的载流子,改善导通电阻;另一方面,P型埋层、缓冲层和N型埋层,可以看作为反向偏置的PIN二极管,可有效改善栅极和漏极之间的电势分布。采用此种技术提出的具有电极相连缓冲层PIN埋管的耐压新结构器件EC-PIN MISFET（MISFET with An Electrode-Connected PIN Diode inserted in the buffer layer）。虽然相比 SC-PBL FPs MISFET,工艺更复杂,但最终优化后,可获得1400V的击穿电压,高达3.08 GW·cm-2的功率品质因数。3.单粒子烧毁效应机理与加固新结构研究通过不同的入射位置入射重离子,结合瞬态分析的方法,分析电子及空穴的流向,进一步理解单粒子烧毁与电场分布之间的关系,确定增强型AlGaN/GaN MISFET发生重离子辐照下的单粒子烧毁的机制。为了提高器件的辐照的耐受性,提出一种漏极相连N型插入层与源极相连P型插入层相结合的加固技术,并据此提出具有电极相连插入层的辐射加固新结构 EC-DP MISFET（MISFET with Electrode-Connected Doped Plugs）。通过相同辐射环境对照研究方法,发现相比GFP-C MISFET,其能有效对重离子辐照产生的电子空穴进行泄流,降低器件烧毁的风险,拥有更宽的抗单粒子烧毁的安全工作区。
张天杰[4]（2018）在《976nm大功率VCSEL的结构计算与氧化工艺研究》文中认为垂直腔面发射激光器（VCSEL）相比边发射半导体激光器在光场模式、调制速率、输出功率、批量制造等方面更有优势,因而该类器件的研制一直都是半导体光电子器件方向的重要分支之一。近几年,随着VCSEL器件在消费电子、3D感测、虚拟现实、激光照明、激光武器、激光制导等领域发挥越来越重要的作用,有关VCSEL器件设计和生长制作的科学研究和技术攻关越来越受到国内外相关专业技术人员的重视。本文主要针对应用于红外照明的976nm大功率VCSEL开展工作,研究内容包括:976 nm大功率VCSEL的结构设计和计算,DBR结构的材料特性测试分析,湿法氧化工艺研究,器件制作流程设计等,主要得出以下结论:基于传输矩阵理论,对DBR结构进行了反射特性计算和设计优化:通过应变量子阱理论,对MQW结构进行了理论计算和设计;最终确定了976nm大功率VCSEL的整体外延材料结构。根据DBR结构理论计算的结果,设计并外延生长了不同掺杂A10.9Ga0.1As/GaAs DBR结构,通过XRD摇摆曲线,SEM图像,ECV测试及低温光致发光光谱测试,研究了不同掺杂类型及浓度对DBR结构的材料特性和光学特性的影响。结果表明,所生长的DBR外延层具有良好的晶体品1质和界面特性,掺杂浓度及分布符合设计的要求;CCl4掺杂剂降低了AlGaAs层和GaAs层的生长速率;相同掺杂源流量下,AlGaAs层较GaAs层可以获得更高的掺杂浓度;外延生长的不同掺杂Al0.9Ga0.1As/GaAs DBR结构中存在四种辐射复合机制,在低温度下第一导带能级和价带中的受主能级之间载流子的跃迁复合占主导地位,随着温度的升高该复合机制的比重逐渐降低,在室温下导带能级和价带能级之间载流子的跃迁复合起主导作用。研究了不同氧化时间下外延材料结构中的高Al层Al0.98Ga0.02As和Al0.9Ga0.1As的湿法氧化过程。结果表明,氧化时间较短时,Al0.98Gao.02As层氧化深度随氧化时间呈线性变化,氧化时间较长时,呈抛物线变化,曲线达到饱和后增加氧化时间会引起Al0.9Ga0.1As层的氧化,此外,Al0.98Ga0.02As层的氧化速率比Al0.9Ga0.1As层的氧化速率高一个数量级,且Al0.9Ga0.1As层的湿法氧化速率随其层厚增加而增大;针对Al0.98Ga0.02As层氧化所得到的实验数据通过分析和拟合,在一维Deal-Grove氧化模型的基础上建立数学模型,并进行参数修正来描述Al0.98Ga0.02As层的氧化过程,理论上计算了Al0.98Ga0.02As层的氧化,得出了Al0.98Ga0.02As层氧化深度随氧化时间的变化关系,并对AlGaAs的湿法氧化过程进行了机理分析,指出了提高氧化工艺准确性的条件。最后,对设计的976 nm大功率VCSEL材料结构进行外延生长,并对其材料结构进行了晶体品质分析和掺杂浓度分布测试。结果表明,所生长的材料结构与设计值相符合,且反射谱特性也满足器件制作的要求。初步设计了 976 nm大功率VCSEL器件的制作工艺流程,并进行了部分制作工艺。
李龙[5]（2013）在《GaAs材料的制备与表征》文中进行了进一步梳理GaAs是一种非常重要的Ⅲ-Ⅴ族直接带隙化合物半导体材料,具有高的电子迁移率,优良的光电性能,广泛应用于制造微波器件,红外光电器件以及太阳能电池。GaAs是非常重要的光电子与微电子材料,深受国际关注,对于它的研究已经成为当前半导体科学领域的热点。工业生产中,热壁外延（HWE）、分子束外延（MBE）以及金属有机化学气相沉积（MOCVD）等方法常被用于制造GaAs材料,但普遍存在设备复杂,成本高的缺点,如何采用简易方法制备GaAs材料便成为研究者关注的焦点。本文采用分步电沉积的方法,制备了GaAs纳米薄膜并且对其形成机理作了研究。同时,采用水热法制备了GaAs八面体以及薄膜,并对其晶体结构、形貌特征、光学性能以及形成机理进行了系统研究,主要结果如下：1、采用分步电沉积法,配合适当的退火工艺,制备了GaAs纳米薄膜。通过XRD、FESEM、UV-Vis、PL对不同退火工艺下所制薄膜进行测试。得出制备GaAs薄膜的最佳退火工艺参数,为300℃退火2h。此条件下制备的GaAs薄膜为面心立方晶系,颗粒分布均匀,Ga与As的原子量比接近1：1,PL峰为红外发射峰。随着退火温度的升高,薄膜内颗粒尺寸增大,Ga与As原子量比发生变化,禁带宽度值减小。并对GaAs薄膜的形成机理进行了探讨。2、采用水热合成法,以单质Ga和As2O3为反应源,制备了形貌为八面体的GaAs粉末。研究了反应物摩尔比、HCl浓度、退火温度、反应时间对产物的影响。反应物摩尔比的变化会导致产物中产生其它杂质；HCl浓度较低时（<2mol/L）,溶液内反应不充分,HCl浓度较高时（>2mol/L）,会使生成的GaAs八面体发生水解,八面体形貌遭到破坏；随着退火温度的升高,晶体的结晶程度得到改善,GaAs八面体尺寸逐渐增大；随着反应时间的延长,GaAs产物经历了由纳米颗粒向八面体结构的转变。最后得出制备GaAs八面体的最佳反应条件是：反应物Ga与As2O3摩尔比为2：1,溶液中HCl浓度2mol/L,在190℃下反应20h后,再在300℃下退火1h。此时制得GaAs八面体大小均匀,表面平滑,不含其它杂质。并对GaAs八面体的形成机理进行了研究。3、采用水热合成法,以Ti片为基底,成功制备了GaAs薄膜。薄膜由球状颗粒组成,为面心立方结构,同时考察了反应时间对薄膜的影响,得到制备GaAs薄膜的最佳反应时间为15h。生成的GaAs薄膜发射峰位于879nm处,为红外发射。
赵懿昊[6]（2007）在《超高效率大功率半导体激光器研究》文中研究指明最近20年里,半导体激光器的输出功率和电光转换效率（以下简称效率）都有了很大提高,使半导体激光器由专业的科研工具变为固体激光器和光纤激光器的泵浦源从而广泛应用于实际工业生产中。提高激光器的效率可以使激光器输入相同电流时输出更大的光功率,同时减少激光器产生的废热降低激光器的温度最终提高激光器的可靠性。如今市场上对大功率高可靠性半导体激光器需求的日益增加,使得提高激光器的效率变得非常重要。由于当今市场上对Nd:YAG固体激光器的大量需求,本文将主要研究如何提高Nd:YAG固体激光器的泵浦源808nm半导体激光器的效率。从理论上详细分析了组成激光器效率的各个因素,选择通过降低激光器的开启电压、串联电阻和阈值电流来提高激光器的效率。在理论分析和计算机模拟的基础上,确定在波导层和包层中使用AlGaAs材料,并在n型波导层中采用渐变掺杂可降低激光器的开启电压和串联电阻。重点设计了量子阱结构来降低阈值电流,提高输出光功率。通过对不同量子阱的比较,确定使用GaAsP张应变阱。阈值电流密度与量子阱价带子能级间的分离量的大小密切相关,本文使用8带k·p理论系统分析了GaAsP张应变阱的能级结构。数值计算表明当激光器激射波长为808nm时,14nm宽的GaAsP张应变阱的价带中轻重空穴第一子能级间的分离量和轻空穴第一第二子能级间的分离量大致相等,使得轻空穴第一子能级受到的子能级间相互影响最小,此时激光器阈值电流最小。本文使用AIXTRON公司的低压金属有机化学汽相外延淀积（LP-MOCVD）设备生长激光器外延片,结构为波导层和包层采用AlGaAs,量子阱采用14nmGaAsP张应变阱。之后测试由外延片制作的4种腔长单管。1mm单管的开启电压为1.56V,串联电阻为100m?,阈值电流密度为203A/cm2,根据测试结果可知在工作电流为2A时激光器的效率高达59.8%。
吴瑞[7]（2007）在《Ⅲ-Ⅴ族量子阱的共振隧穿及Ⅰ-Ⅴ特性理论研究》文中研究表明本论文从半导体材料和能带结构出发,主要对Ⅲ-Ⅴ族半导体材料组成的量子阱结构的共振隧穿及I-V特性进行了详细的理论研究和分析计算。首先根据费米能级和载流子浓度的统计分布函数,运用Matlab计算得到了GaAs和GaN在不同掺杂材料和掺杂浓度下的费米能,为透射系数和隧穿电流的计算提供了准备。其次以定态薛定谔方程为出发点,严格推导出一维多阶梯位势透射系数的递推公式以及电流密度计算公式,并结合GaAs/AlAs/In0.1Ga0.9As双势垒量子阱结构,对透射系数和电流密度推导公式进行了验证计算,通过仿真结果与试验测试结果的分析和对比,验证了推导公式的正确性和适用性。在此基础上,根据推导公式详细计算讨论了两种Ⅲ-Ⅴ族半导体材料组成的量子阱结构(AlxGa1-xAs/GaAs和AlxGa1-xN/GaN)的透射系数和I-V特性与垒宽,阱宽,温度以及Al的含量之间的关系,得出了上述量子阱结构在不同情况下的准束缚态能级,隧穿电流和电流峰谷比。通过计算结果的比较分析,找到最佳的量子阱结构设计参数,以达到指导试验的目的。最后根据介观压阻效应,分析了单轴应力对量子阱结构的影响,并结合Al0.3Ga0.7N/GaN双势垒量子阱结构,计算分析了单轴应力对其I-V特性的影响,讨论了曲线随力学信号的变化关系。综上所述,本论文通过Ⅲ-Ⅴ族半导体材料组成的量子阱结构的透射系数和I-V特性的理论研究,得到了曲线随量子阱结构参数、温度和力学信号的变化关系,为半导体器件的设计提供理论依据。
常远程[8]（2006）在《AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的模型研究》文中研究说明氮化镓（GaN）是近十几年来迅速发展起来的第三代宽禁带半导体材料之一,其化学性质稳定、耐高温、耐腐蚀,非常适合于制作抗辐射、高频、大功率和高密度集成的电子器件以及蓝光、绿光和紫外光电子器件。所有这些优良的性质,很好的弥补了前两代Si和AsGa等半导体材料本身固有的缺点,从而成为飞速发展的研究前沿。AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMTs）,是以AlGaN/GaN异质结材料为基础而制造的GaN基器件。与传统的MESFET器件相比,AlGaN/GaN HEMTs具有高跨导、高饱和电流以及高截止频率的优良特性。另外,实验证明,GaN基HEMT在1000K的高温下仍然保持着良好的直流特性。从而减少甚至取消冷却系统,使系统的体积和重量大大降低,效率大大提高。由于GaN材料的热导率较高、热容量大,特别是它有着较高的击穿电场。这极大地提高了GaN器件的耐压容量、电流密度,使GaN功率器件可以工作在大功率的条件下。随着GaN材料制造工艺的不断改进和制造成本的下降,AlGaN/GaN HEMT器件必将在高温、大功率、高频、光电子、抗辐照等领域取得广泛的应用。虽然人们对GaN基微波功率器件的研究工作已经持续了多年,深度和广度已经达到了前所未有的水平,但是真正商业化的AlGaN/GaN HEMT功率器件仍然尚未问世。这里面有诸多原因。除了可靠性及GaN缺陷密度等问题尚未解决外,当HEMT器件工作于大功率、高温的环境时,会产生明显的“自热效应”。引起附加的功率损失和电流输出能力的下降,进而降低器件的微波性能,甚至引起功能失效。另一方面对于在微波领域有着良好应用前景的AlGaN/GaN HEMT,由于GaN基器件发展历史相对较短,对AlGaN/GaN HEMT的大信号小信号建模理论研究成果较少,还主要沿用MESFET的相关模型。由于HEMT与MESFET的工作原理有所不同,在加上AlGaN/GaN HEMT器件有其自身的特点,所以套用这些模型误差在所难免。因此建立适合AlGaN/GaN HEMT的大小信号模型是目前理论研究需要努力的方向。以上这些问题的研究都是推进AlGaN/GaN HEMT商业化生产进程中十分重要的步骤。本课题围绕以下几个方面展开具体工作:（1）针对HEMT器件的自热效应,提出了一种用于分析AlGaN/GaN HEMT I-V特性的数值计算模型,在算法上转化为迭代求解泊松方程、薛定谔方程和费米分布。分析了自热效应的起因,以及这种效应对二维电子气浓度分布和漏电流的影响。在此过程中引入了一系列与温度和Al含量有关的参数,如导带断续、载流子
田海涛[9]（2006）在《隧道级联多有源区大功率半导体激光器设计》文中提出大功率半导体激光器在光通讯、医疗、印刷、激光制造和光泵浦等领域中有着广泛的应用前景。特别是现代战争中,大功率半导体激光器在高精度武器的应用,凸现其重要作用。然而当通过增加注入电流提高传统半导体激光器的光束输出功率时,要受到电热烧毁和光腔面灾变性烧毁（COD）的限制。另外,大功率半导体激光器光束质量差、发光效率较低等问题也大大影响了半导体激光器的工作特性。通过反向偏置的隧道结将多个有源区级联起来的新型高效大功率半导体激光器很好的解决了传统激光器存在的问题,研制并改进这种新型激光器有着重要的意义。 在本文中,首先较详细的介绍了新型隧道级联多有源区大功率半导体激光器的工作机理和特点,理论推导了新型结构激光器效率的数学表达式。新型结构激光器突破了内量子效率≤1的限制,可以在工作电流不变的情况下成倍地提高激光器的发光效率,因此输出功率的提高并没有显着增加焦耳热,有效的减少了COD的发生。其次对新结构中的重要组成部分——隧道结的光学、电学、热学特性进行了较为详细的理论分析,其中考虑了将隧道结引入激光器可能产生的影响。为了准确控制GaAs材料的掺杂水平,制备高质量的隧道结,本文结合MOCVD外延生长实验的结果分析了温度、Ⅴ/Ⅲ比、掺杂剂流量等生长条件对掺杂浓度的影响。在器件设计方面,通过模拟激光器的激射模式及光场分布,优化了材料结构参数;为了抑制电流扩展,设计了双沟槽深腐蚀结构。制备了双有源区级联结构的量子阱激光器,激射波长918.2nm,器件阈值电流为230mA,未镀镆情况下斜率效率达0.93W/A,约为普通激光器的两倍。
徐安怀[10]（2004）在《InP基及含磷异质结双极晶体管材料结构设计与气态源分子束外延生长研究》文中认为异质结双极晶体管（HBT）是光纤通信和无线通信系统中的关键器件之一，有着广阔的应用前景，对它的研究具有重要的学术意义和实际价值。为此，本论文对InP基HBT结构的设计、重碳掺杂p型InGaAs基区材料的气态源分子束外延（GSMBE）生长、掺铍和掺碳基区InGaAs／InP和InGaP／GaAs HBT材料的生长及器件制作进行了深入系统的研究，取得的主要结果包括： 1．对发射结和集电结均具有n型掺杂层复合结构的InGaAs／InP双异质结HBT（即DHBT）的电流传输特性及其对器件性能的影响进行了理论分析，利用计入复合电流和隧穿电流的理论模型，计算和分析了n型掺杂层厚度及掺杂浓度对DHBT输出特性和电流增益的影响。结果表明，采用这种结构可有效地降低导带势垒尖峰，使InGaAs／InP DHBT获得较低的开启电压和较高的电流增益。 2．以CBr4作为碳杂质源，采用GSMBE技术生长了与InP匹配的重碳掺杂p型InGaAs材料。系统研究了生长温度、Ⅴ族束源压力和CBr4压力对重掺碳InGaAs外延层组份、迁移率和空穴浓度的影响。对不同AsH3压力和不同生长温度下的氢钝化效应也进行了研究。结果表明，为了控制氢钝化效应对器件性能的影响，在利用GSMBE生长与InP匹配的重掺碳InGaAs时，较低的AsH3压力和较低的生长温度是最佳选择。在不用退火的情况下，生长出了空穴浓度高达1×1020／cm3、室温迁移率为45cm2／Vs的InGaAs材料。 3．通过对InP、InGaAs、InGaP等外延材料GSMBE生长特性的深入研究，选择合适的生长条件和工艺，成功地生长出掺Be和掺C基区的InGaAs／InP和InGaP／GaAsHBT结构材料，所得材料具有良好的晶体质量、电学特性和均匀性，可满足器件研制的需要。采用自对准工艺研制的InGaP／GaAs HBT器件开启电压为0.15V，反向击穿电压达到8V，β值为160，能够满足高频器件与电路的制作要求。
二、MOCVD生长的高质量掺碳GaAs/AlGaAs材料的特性研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、MOCVD生长的高质量掺碳GaAs/AlGaAs材料的特性研究（论文提纲范文）
（1）基于自终止热刻蚀方法的凹槽栅GaN高电子迁移率晶体管研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 GaN的材料优势及其应用 |
| 1.2 AlGaN/GaN异质结的极化特性及外延衬底选择 |
| 1.2.1 AlGaN/GaN异质结极化特性分析 |
| 1.2.2 衬底的选择以及Si衬底GaN的优势 |
| 1.3 Si衬底增强型GaN HEMT器件的国内外研究现状 |
| 1.3.1 增强型GaN HEMT器件的技术路线及研究现状 |
| 1.3.2 增强型GaN HEMT器件面临关键技术问题 |
| 1.4 论文设计与工作安排 |
| 第2章 GaN HEMT的外延、工艺及测试表征 |
| 2.1 GaN HEMT的材料外延及其表征 |
| 2.1.1 GaN HEMT外延设备简介 |
| 2.1.2 外延材料表征 |
| 2.2 器件制备工艺及加工设备 |
| 2.3 器件性能表征测试 |
| 2.4 Silvaco TCAD仿真软件对GaN HEMT器件的仿真应用 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于自终止热刻蚀方法的栅极凹槽结构制备 |
| 3.1 传统的凹槽结构制备方法及其存在的问题 |
| 3.2 自终止热刻蚀凹槽制备方法的开发与优化 |
| 3.2.1 自终止热刻蚀方法的提出 |
| 3.2.2 用于自终止热刻蚀方法的外延结构设计及极化特性分析 |
| 3.2.3 MOCVD自终止热刻蚀的影响因素 |
| 3.3 自终止热刻蚀制备凹槽的表征与分析 |
| 3.3.1 凹槽的均匀性及2DEG特性 |
| 3.3.2 表面元素分析 |
| 3.3.3 界面态密度的表征分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 低电阻率欧姆接触的制备与研究 |
| 4.1 欧姆接触的表征测试方法 |
| 4.2 Ti/Al基欧姆接触的研究与优化 |
| 4.2.1 传统Ti/Al基高温欧姆接触的原理及存在的问题 |
| 4.2.2 TiN对退火后接触表面形貌的影响 |
| 4.2.3 Ti/Al厚度、势垒厚度及退火温度对接触电阻率的影响 |
| 4.3 Si注入欧姆接触的制备与研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于自终止热刻蚀方法的MIS HEMT器件 |
| 5.1 耗尽型MIS HEMT器件的制备 |
| 5.2 复合势垒层结构MIS增强型器件制备 |
| 5.2.1 增强型器件的外延设计 |
| 5.2.2 增强型器件的制备与性能 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 二次外延p-GaN栅HEMT的制备与研究 |
| 6.1 二次外延p-GaN栅增强型HEMT的优势 |
| 6.2 二次外延p-GaN栅增强型HEMT的器件制备与性能 |
| 6.2.1 器件制备工艺的兼容性 |
| 6.2.2 器件的制备工艺与电学性能 |
| 6.3 基于二次外延技术的p-GaN栅混合阳极横向二极管研究 |
| 6.3.1 p-GaN栅混合阳极横向二极管工艺制备 |
| 6.3.2 器件性能 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（2）掺杂对GaAs/AlGaAs材料体系电学性能的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 AlGaAs材料制备方法介绍 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 MOCVD生长技术及材料表征方法 |
| 2.1 MOCVD生长系统 |
| 2.2 MOCVD外延生长AlGaAs材料的基本原理 |
| 2.3 样品表征手段 |
| 2.3.1 霍尔效应测试 |
| 2.3.2 X射线衍射 |
| 2.3.3 X射线光电子能谱 |
| 2.3.4 电化学测试 |
| 第3章 N型掺杂AlGaAs材料的研究 |
| 3.1 Al_xGa_(1-x)As材料生长速率与组分计算 |
| 3.2 N型 AlxGa1-x As材料的制备技术 |
| 3.2.1 生长温度对Al_xGa_(1-x)As材料导电类型的影响 |
| 3.2.2 Ⅴ/Ⅲ比对Al_xGa_(1-x)As材料导电类型的影响 |
| 3.3 不同组分N型 AlxGa1-x As材料掺杂实验 |
| 3.3.1 样品制备 |
| 3.3.2 不同组分N型 Al_xGa_(1-x)As材料掺杂特性研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 非故意掺杂AlGaAs材料的研究 |
| 4.1 温度对非故意掺杂AlxGa1-x As材料的影响 |
| 4.2 Ⅴ/Ⅲ比对非故意掺杂AlxGa1-x As材料的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 半导体激光器外延结构中AlGaAs生长优化研究 |
| 5.1 P型 AlGaAs材料的掺杂调控 |
| 5.2 半导体激光器中AlGaAs的掺杂及优化 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（3）增强型AlGaN/GaN MISFET耐压及抗SEB加固新结构研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 GaN材料和器件 |
| 1.1.2 目前存在的问题 |
| 1.2 国内外耐压改善研究进展 |
| 1.2.1 主要漏电机制 |
| 1.2.2 经典RESURF技术 |
| 1.2.3 缓冲层耐压改善技术研究进展 |
| 1.3 国内外单粒子烧毁及加固研究进展 |
| 1.4 增强型操作的实现方式与选择 |
| 1.5 论文主要研究内容及章节安排 |
| 第2章 理论基础和模型验证 |
| 2.1 极化效应和二维电子气模型 |
| 2.1.1 GaN的晶格结构 |
| 2.1.2 极化效应 |
| 2.1.3 二维电子气 |
| 2.2 通用器件物理机制模型 |
| 2.2.1 载流子传输模型 |
| 2.2.2 迁移率模型 |
| 2.2.3 泄漏电流模型 |
| 2.2.4 碰撞电离模型 |
| 2.3 基础器件的拟合与模型验证 |
| 2.3.1 传统栅场板AlGaN/GaN MISFET结构 |
| 2.3.2 传输特性的拟合 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于P型埋层和漏场板技术的耐压AlGaN/GaN MISFET |
| 3.1 SC-PBL FPs MISFET结构参数及工艺 |
| 3.1.1 结构和参数 |
| 3.1.2 工艺流程 |
| 3.2 直流特性对比及耐压提升机理 |
| 3.2.1 直流特性对比 |
| 3.2.2 耐压提升机理 |
| 3.3 SC-PBL FPs MISFET器件参数的优化 |
| 3.3.1 P型埋层的位置的影响 |
| 3.3.2 P型埋层浓度的影响 |
| 3.3.3 漏极场板的优化 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于电极相连PIN埋管技术的耐压AlGaN/GaN MISFET |
| 4.1 EC-PIN MISFET参数设置及工艺流程 |
| 4.1.1 结构和参数 |
| 4.1.2 工艺流程 |
| 4.2 与GFP-C MISFET的直流和击穿特性对比 |
| 4.2.1 直流特性对比 |
| 4.2.2 EC-PIN MISFET的耐压原理 |
| 4.2.3 三种器件的内部碰撞电离率分布 |
| 4.3 EC-PIN MISFET器件结构参数的优化 |
| 4.3.1 优化P型埋层参数 |
| 4.3.2 优化N型埋层的浓度 |
| 4.3.3 优化N型埋层的参数 |
| 4.3.4 EC-PIN MISFET与SC-PBL FPs MISFET的对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 AlGaN/GaN MISFET单粒子烧毁及加固结构研究 |
| 5.1 辐射模拟环境的设置 |
| 5.1.1 重离子辐射LET值的确定 |
| 5.1.2 重离子辐照模型及仿真设置 |
| 5.2 GFP-C MISFET的SEB辐射特性的仿真 |
| 5.2.1 单粒子烧毁效应研究 |
| 5.2.2 辐射敏感区域的确定 |
| 5.3 加固新器件EC-DP MISFET的研究 |
| 5.3.1 EC-DP MISFET |
| 5.3.2 辐照敏感区研究 |
| 5.3.3 辐照加固机理 |
| 5.3.4 GFP-C MISFET和EC-DP MISFET的安全工作区 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）976nm大功率VCSEL的结构计算与氧化工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 垂直腔面发射激光器简介 |
| 1.1.1 垂直腔面发射激光器的结构及特点 |
| 1.1.2 垂直腔面发射激光器的应用前景 |
| 1.2 976nm波段VCSEL国内外技术现状 |
| 1.2.1 国外技术现状 |
| 1.2.2 国内技术现状 |
| 1.3 本论文研究意义 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 976nm大功率VCSEL结构设计与特性计算 |
| 2.1 分布布拉格反射镜的设计 |
| 2.1.1 DBR材料选择及A1_xGa_(1-x)As折射率 |
| 2.1.2 DBR结构设计理论 |
| 2.1.3 DBR反射率计算分析 |
| 2.1.4 DBR的串联电阻 |
| 2.2 多量子阱有源区计算 |
| 2.2.1 应变理论 |
| 2.2.2 应变材料带隙理论 |
| 2.2.3 量子阱材料选择 |
| 2.2.4 量子阱组分设计 |
| 2.2.5 量子阱阱宽及个数设计 |
| 2.3 氧化限制层的设计 |
| 2.4 缓冲层的设计 |
| 2.5 976nmVCSEL材料结构的设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 不同掺杂对DBR结构材料特性及光学特性的影响 |
| 3.1 DBR结构材料的设计 |
| 3.2 材料生长与测试方法简介 |
| 3.2.1 MOCVD生长技术简介 |
| 3.2.2 材料测试方法简介 |
| 3.3 DBR材料结构的生长 |
| 3.4 材料结构的晶体品质分析 |
| 3.5 外延材料结构厚度信息 |
| 3.6 DBR结构掺杂浓度分布 |
| 3.7 DBR结构的PL谱特性 |
| 3.7.1 DBR结构变温PL谱 |
| 3.7.2 DBR结构辐射复合机理 |
| 3.8 DBR结构反射谱特性 |
| 3.9 本章小结 |
| 4 VCSEL结构中AlGaAs层的氧化工艺研究 |
| 4.1 湿法氧化外延材料结构设计 |
| 4.2 材料结构的晶体品质分析 |
| 4.3 外延材料结构厚度信息 |
| 4.3.1 多量子阱有源区结构图 |
| 4.3.2 外延材料整体结构图 |
| 4.4 湿法氧化工艺介绍 |
| 4.5 湿法氧化结果分析 |
| 4.5.1 Al_(0.98)Ga_(0.02)As层的氧化 |
| 4.5.2 Al_(0.9)Ga_(0.1)As层的氧化 |
| 4.6 湿法氧化机理分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 976nm大功率VCSEL结构材料测试及制作工艺 |
| 5.1 976nm大功率VCSEL结构材料测试 |
| 5.1.1 976nmVCSEL材料结构晶体品质分析 |
| 5.1.2 976nmVCSEL结构反射谱特性 |
| 5.1.3 976nmVCSEL结构掺杂浓度分布 |
| 5.2 976nm大功率VCSEL器件制作工艺流程 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在校期间学术成果 |
（5）GaAs材料的制备与表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 GaAs的晶体结构及特性 |
| 1.2.1 GaAs的晶体结构 |
| 1.2.2 GaAs的基本性质 |
| 1.3 GaAs材料的应用 |
| 1.3.1 GaAs材料的应用领域 |
| 1.4 GaAs材料的制备方法 |
| 1.4.1 GaAs晶体生长工艺 |
| 1.4.1.1 水平布里奇曼法(HB)技术与水平梯度凝固法(HGF)技术 |
| 1.4.1.2 液封直拉法(LEC)技术 |
| 1.4.1.3 垂直布里奇曼法(VB)技术 |
| 1.4.1.4 垂直梯度凝固法(VGF) |
| 1.4.1.5 蒸气压控制直拉法(VCZ) |
| 1.4.1.6 GaAs单晶生长工艺比较 |
| 1.4.2 GaAs外延生长工艺 |
| 1.4.2.1 热壁外延法(HWE) |
| 1.4.2.2 分子束外延法(MBE) |
| 1.4.2.3 金属有机化学气相沉积(MOCVD) |
| 1.4.2.4 液相外延法(LPE) |
| 1.4.2.5 电化学沉积法 |
| 1.5 本课题选题意义及研究内容 |
| 第二章 实验试剂、设备和表征方法 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.2.1 电化学工作站 |
| 2.2.2 反应装置 |
| 2.2.3 其它仪器 |
| 2.3 实验表征方法 |
| 2.3.1 XRD分析 |
| 2.3.2 SEM观察 |
| 2.3.3 EDS测试 |
| 2.3.4 TEM观察 |
| 2.3.5 UV-Vis测试 |
| 2.3.6 PL测试 |
| 第三章 分步电沉积法制备GaAs纳米薄膜 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 衬底处理 |
| 3.2.2 前驱溶液的配制 |
| 3.2.3 电极处理 |
| 3.2.4 GaAs薄膜的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 样品结构分析 |
| 3.3.2 SEM和EDS分析 |
| 3.3.3 GaAs薄膜的吸收光谱 |
| 3.3.4 PL光谱分析 |
| 3.3.5 反应过程分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 水热法制备GaAs微纳米结构 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 水热法制备GaAs八面体 |
| 4.2.1 样品制备 |
| 4.2.2 反应物摩尔比对GaAs结构的影响 |
| 4.2.3 HCl浓度对GaAs的影响 |
| 4.2.3.1 XRD分析 |
| 4.2.3.2 FESEM分析 |
| 4.2.4 反应时间对GaAs的影响 |
| 4.2.4.1 XRD分析 |
| 4.2.4.2 FESEM分析 |
| 4.2.4.3 TEM和HRTEM分析 |
| 4.2.5 退火温度对GaAs的影响 |
| 4.2.5.1 XRD分析 |
| 4.2.5.2 FESEM分析 |
| 4.2.6 GaAs八面体的光学性能 |
| 4.2.7 反应过程分析 |
| 4.2.8 GaAs八面体形成机理 |
| 4.3 水热法制备GaAs薄膜 |
| 4.3.1 样品制备 |
| 4.3.2 XRD分析 |
| 4.3.3 FESEM分析 |
| 4.3.4 PL分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
（6）超高效率大功率半导体激光器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| §1-1 半导体激光器概述 |
| §1-2 高效率半导体激光器 |
| §1-3 国内外研究情况 |
| 1-3-1 国外研究现状 |
| 1-3-2 国内发展现状 |
| §1-4 论文研究内容 |
| 第二章 MOCVD 外延技术 |
| §2-1 MOCVD 外延生长技术介绍 |
| 2-1-1 MOCVD 的工作原理 |
| 2-1-2 MOCVD 的分类 |
| §2-2 MOCVD 设备简介 |
| 2-2-1 MOCVD 设备系统 |
| 2-2-2 气体源供给系统 |
| 2-2-3 反应室和加热系统 |
| 2-2-4 尾气处理系统 |
| 2-2-5 微机自控及系统安全保护报警系统 |
| 2-2-6 测漏装置 |
| §2-3 外延材料参数的测试技术 |
| 第三章 半导体激光器效率的理论分析与量子阱的优化设计 |
| §3-1 半导体激光器的效率 |
| 3-1-1 电光转换效率η_p |
| 3-1-2 内量子效率η_i |
| 3-1-3 外量子效率η_(ex) |
| 3-1-4 外微分量子效率η_d |
| §3-2 激光器材料的选择 |
| 3-2-1 提高激光器效率的途径 |
| 3-2-2 激光器材料的选择 |
| 3-2-3 激光器量子阱材料的选择 |
| §3-3 应变量子阱对阈值电流密度的影响 |
| 3-3-1 应变简介与临界厚度 |
| 3-3-2 应变量子阱的能带结构 |
| 3-3-3 量子阱应变对激光器透明电流密度的影响 |
| 3-3-4 应变量子阱激光器的增益特性 |
| §3-4 本章小结 |
| 第四章 计算机模拟设计高效率半导体激光器结构 |
| §4-1 电压特性模拟 |
| 4-1-1 模拟结构 |
| 4-1-2 模拟结果 |
| §4-2 量子阱的模拟 |
| 4-2-1 量子阱参数 |
| 4.2.2 量子阱结构设计 |
| §4-3 本章小结 |
| 第五章 高效率半导体激光器器件制备及结果分析 |
| §5-1 外延生长及工艺制备 |
| §5-2 器件测试结果及分析 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 附录 B |
| 致谢 |
（7）Ⅲ-Ⅴ族量子阱的共振隧穿及Ⅰ-Ⅴ特性理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1. 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外综述 |
| 1.3 未来的发展趋势 |
| 1.4 课题主要研究内容 |
| 2. 超晶格量子阱能带结构及半导体材料 |
| 2.1 超晶格量子阱的能带结构原理与分类 |
| 2.1.1 超晶格量子阱的能带结构原理 |
| 2.1.2 超晶格的分类 |
| 2.2 几种常用半导体材料 |
| 2.2.1 Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料 |
| 2.2.2 宽禁带半导体材料 |
| 2.3 半导体材料的费米能级 |
| 2.3.1 载流子浓度和费米能级的统计分布 |
| 2.3.2 GaAs和GaN的N型和P型电极中费米能级计算 |
| 3. 共振隧穿效应及理论公式推导 |
| 3.1 双势垒单量子阱结构及共振隧穿效应 |
| 3.2 透射系数和电流密度公式的理论推导 |
| 3.3 基于GaAs/AlAs/In_(0.1)Ga_(0.9)As薄膜结构的I-V 曲线计算分析 |
| 4. 不同半导体材料量子阱结构的I-V 特性研究 |
| 4.1 Al_xGa_(1-x)As/GaAs 量子阱体系的I-V 特性研究 |
| 4.1.1 Al_xGa_(1-x)As/GaAs 量子阱体系的结构设计 |
| 4.1.2 结构材料参数 |
| 4.1.3 透射系数研究 |
| 4.1.4 I-V特性研究 |
| 4.2 Al_xGa_(1-x)N/GaN 量子阱体系的I-V 特性研究 |
| 4.2.1 Al_xGa_(1-x)N/GaN 量子阱体系的结构设计 |
| 4.2.2 结构材料参数 |
| 4.2.3 透射系数研究 |
| 4.2.4 I-V特性研究 |
| 5. 应力对超晶格多量子阱的I-V特性影响 |
| 5.1 介观压阻效应理论 |
| 5.2 应力对超晶格多量子阱的I-V特性影响 |
| 5.2.1 外应力下超晶格多量子阱的应变关系 |
| 5.2.2 应力对Al_(0.3)Ga_(0.7)N/GaN量子阱的I-V特性影响 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
| 致谢 |
（8）AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章. 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 GaN 材料的兴起 |
| 1.1.2 AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT） |
| 1.2 国内外相关研究状况及存在的问题 |
| 1.2.1 国内外的研究现状 |
| 1.2.2 需要解决的问题 |
| 1.3 本文主要的研究工作及意义 |
| 第二章. 氮化镓材料和 AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管 |
| 2.1 氮化镓材料的性质和特点 |
| 2.1.1 晶体结构 |
| 2.1.2 极化效应 |
| 2.2 GaN 晶体薄膜及AlGaN/GaN 异质结构的生长 |
| 2.2.1 衬底材料 |
| 2.2.2 缓冲层 |
| 2.2.3 GaN 晶体的异质外延技术 |
| 2.3 AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管 |
| 2.3.1 异质结界面势阱和二维电子气的形成 |
| 2.3.2 势阱中二维电子气的量子化状态 |
| 2.3.3 器件的典型结构 |
| 2.3.4 极化电荷 |
| 2.3.5 阈值电压 |
| 2.3.6 电流－电压特性 |
| 2.3.7 漏电导 |
| 2.3.8 跨导 |
| 2.3.9 截止频率 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章. AlGaN/GaN HEMT 直流特性的数值模拟 |
| 3.1 二维电子气电子浓度分布计算模型 |
| 3.1.1 泊松方程与薛定谔方程 |
| 3.1.2 温度和 Al 组份含量的影响 |
| 3.1.3 模拟结果讨论 |
| 3.2 自热效应 |
| 3.2.1 自热效应概述 |
| 3.2.2 电流模型 |
| 3.2.3 模拟结果分析 |
| 3.2.4 结论 |
| 3.3 跨导 |
| 3.3.1 模拟器件 |
| 3.3.2 结果与讨论 |
| 3.3.3 结论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章. AlGaN/GaN HEMT 射频小信号模型分析 |
| 4.1 小信号模型 |
| 4.2 小信号等效电路分析 |
| 4.2.1 非本征电阻值的确定 |
| 4.2.2 寄生电感和寄生电容值的确定 |
| 4.2.3 本征元件的确定 |
| 4.3 一种简单精确的参数提取模型 |
| 4.3.1 寄生电容的提取 |
| 4.3.2 寄生电阻和电感的提取 |
| 4.3.3 本征参数的提取 |
| 4.3.4 模型验证 |
| 4.3.5 结论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章. AlGaN/GaN HEMT 大信号模型分析 |
| 5.1 大信号模型 |
| 5.2 大信号 I-V 特性模型 |
| 5.2.1 几种常见的大信号直流I-V 特性模型 |
| 5.2.2 一种改进的大信号I-V 特性模型 |
| 5.3 电容特性模型 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章. 总结 |
| 致谢 |
| 参考资料 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读博士学位期间参加的科研项目、合作研究及获奖 |
| 附录 |
（9）隧道级联多有源区大功率半导体激光器设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1-1 半导体激光器发展简要回顾 |
| 1-2 大功率半导体激光器的发展现状及应用 |
| 1-3 大功率半导体激光器面临的主要问题 |
| 1-3-1 发热 |
| 1-3-2 光束质量 |
| 1-3-3 发光效率 |
| 1-4 本文的主要研究内容 |
| 第二章 MOCVD外延技术 |
| 2-1 MOCVD外延生长技术介绍 |
| 2-1-1 MOCVD的工作原理 |
| 2-1-2 MOCVD的分类 |
| 2-1-3 MOCVD外延生长方法的优缺点 |
| 2-2 MOCVD设备简介 |
| 2-2-1 MOCVD设备系统 |
| 2-2-2 气体源供给系统 |
| 2-2-3 反应室和加热系统 |
| 2-2-4 尾气处理系统 |
| 2-2-5 微机自控及系统安全保护报警系统 |
| 2-2-6 测漏装置 |
| 2-3 MOCVD外延需注意的问题 |
| 2-4 外延材料参数的测试技术 |
| 第三章 隧道结特性分析 |
| 3-1 隧道结特性分析 |
| 3-1-1 电学特性分析 |
| 3-1-2 热学特性分析 |
| 3-1-3 光学特性分析 |
| 3-2 MOCVD生长的掺杂技术 |
| 3-2-1 GaAs材料的p型掺杂 |
| 3-2-2 GaAS材料的n型掺杂 |
| 第四章 隧道级联多有源区大功率半导体激光器研制 |
| 4-1 隧道级联多有源区大功率半导体激光器工作机理及特点 |
| 4-2 隧道级联多有源区大功率半导体激光器工作特性分析 |
| 4-2-1 新型结构激光器阈值增益 |
| 4-2-2 外微分量子效率 |
| 4-2-3 功率转换效率 |
| 4-3 单元量子阱激光器设计 |
| 4-3-1 激光器波长的选择 |
| 4-3-2 单元激光器结构的设计 |
| 4-4 双有源区级联结构激光器设计 |
| 4-4-1 外延结构优化 |
| 4-4-2 扩展电流的限制 |
| 第五章 器件制备及测试结果分析 |
| 5-1 外延生长及工艺制备 |
| 5-2 器件测试结果分析 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）InP基及含磷异质结双极晶体管材料结构设计与气态源分子束外延生长研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 第二章 文献综述 |
| 2.1 GaAs基和InP基Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料特性及其应用 |
| 2.2 分子束外延技术简介 |
| 2.2.1 MBE的由来 |
| 2.2.2 MBE的基本原理与特点 |
| 2.2.3 MBE技术的发展与现状 |
| 2.2.4 V90型GSMBE系统简介 |
| 2.3 分子束外延异质结构材料与器件 |
| 2.3.1 异质结双极晶体管 |
| 2.3.2 高电子迁移率晶体管 |
| 2.3.3 新型光电集成器件与材料 |
| 2.4 HBT材料与器件的研究进展 |
| 2.4.1 GaAs基HBT的新进展 |
| 2.4.2 InP基HBT的新进展 |
| 2.4.3 InGaAsN材料在HBT中的应用 |
| 2.5 国内外研究状况及本工作目的和意义 |
| 2.6 本工作的主要研究内容 |
| 2.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 具有n型掺杂层复合结构InGaAs／InP DHBT的特性分析 |
| 3.1 HBT的电流传输过程与主要性能参数 |
| 3.2 HBT材料结构 |
| 3.3 n型掺杂层复合结构InGaAs／InP DHBT材料结构设计 |
| 3.4 具有n型掺杂层复合结构的InGaAs／InP DHBT直流特性分析 |
| 3.4.1 电流计算模型 |
| 3.4.2 n型掺杂层厚度变化对导带势垒尖峰的影响 |
| 3.4.3 不同n型掺杂层厚度对电流和电流增益的影响 |
| 3.4.4 不同n型掺杂层浓度对电流的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 重碳掺杂p型InGaAs的GSMBE生长及其特性研究 |
| 4.1 四溴化碳(CBr_4)气体处理与控制系统 |
| 4.2 材料生长与表征方法 |
| 4.3 碳掺杂InGaAs外延层生长过程中的杂质扩散 |
| 4.4 碳掺杂p型InGaAs外延层的光学特性 |
| 4.5 碳掺杂InGaAs的GSMBE生长特性 |
| 4.6 用GSMBE技术生长掺碳InGaAs的氢钝化效应 |
| 4.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 GSMBE生长InP基及含磷HBT材料与器件研究 |
| 5.1 InP基及含磷HBT结构用外延材料的GSMBE生长与特性 |
| 5.1.1 衬底准备 |
| 5.1.2 GaAs和InP外延材料的GSMBE生长 |
| 5.1.3 InGaAs外延材料的GSMBE生长 |
| 5.2 GSMBE生长InP基及含磷化合物外延材料均匀性研究 |
| 5.2.1 φ2英寸InGaAs外延层的组份均匀性 |
| 5.2.2 φ4英寸InGaP外延层的组份均匀性 |
| 5.2.3 φ4英寸GaAs外延层的掺杂均匀性 |
| 5.3 掺Be基区InGaAs／InP HBT结构材料的GSMBE生长 |
| 5.4 掺C基区InP／InGaAs／InP DHBT结构材料的GSMBE生长 |
| 5.5 InGaP／GaAs HBT结构材料的GSMBE生长 |
| 5.6 InP基及含磷HBT原型器件研制及其特性 |
| 5.6.1 HBT器件流片工艺设计 |
| 5.6.2 InGaP／GaAs HBT器件性能测试结果与分析 |
| 5.6.3 InP／InGaAs／InP DHBT的结特性 |
| 5.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结 |
| 发表论文目录 |
| 参加的科研课题 |
| 作者简历 |
四、MOCVD生长的高质量掺碳GaAs/AlGaAs材料的特性研究（论文参考文献）
- [1]基于自终止热刻蚀方法的凹槽栅GaN高电子迁移率晶体管研究[D]. 苏帅. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [2]掺杂对GaAs/AlGaAs材料体系电学性能的影响研究[D]. 何志芳. 长春理工大学, 2020(01)
- [3]增强型AlGaN/GaN MISFET耐压及抗SEB加固新结构研究[D]. 罗昕. 哈尔滨工程大学, 2019(04)
- [4]976nm大功率VCSEL的结构计算与氧化工艺研究[D]. 张天杰. 西安理工大学, 2018(12)
- [5]GaAs材料的制备与表征[D]. 李龙. 太原理工大学, 2013(03)
- [6]超高效率大功率半导体激光器研究[D]. 赵懿昊. 河北工业大学, 2007(11)
- [7]Ⅲ-Ⅴ族量子阱的共振隧穿及Ⅰ-Ⅴ特性理论研究[D]. 吴瑞. 中北大学, 2007(05)
- [8]AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的模型研究[D]. 常远程. 西安电子科技大学, 2006(05)
- [9]隧道级联多有源区大功率半导体激光器设计[D]. 田海涛. 河北工业大学, 2006(08)
- [10]InP基及含磷异质结双极晶体管材料结构设计与气态源分子束外延生长研究[D]. 徐安怀. 中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）, 2004(01)