1 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术国家重点实验室，上海 200083
2 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室，上海 200083
3 中国科学院研究生院，北京 100039
系统研究了快速热退火对锌扩散的In0.53Ga0.47As/InP PIN探测器的影响。利用电化学电容电压和二次离子质谱技术分析了退火前后Zn和净受主的浓度分布，结果表明退火过程会影响杂质浓度，但不影响扩散深度。制备了不同退火条件的In0.53Ga0.47As/InP PIN探测器。器件测试反映，未退火的探测器在260~300K具有更低的器件电容和更高的激活能。通过暗电流成分拟合对器件暗电流机制进行分析，未退火器件表现出更低的肖克利-里德-霍尔产生复合电流和扩散电流，因而室温下未退火器件具有更高的峰值探测率。为了制备高性能低掺杂吸收层结构的平面型InGaAs探测器，快速热退火是不必要的工艺。
短波红外 铟镓砷探测器 快速热退火 扩散 shortwave infrared InGaAs detector rapid thermal annealing diffusion
1 中国科学院半导体研究所光电子器件国家工程中心, 北京 100083
2 中国科学院大学材料科学与光电技术学院, 北京 100049
高输出功率和长期可靠性是高功率半导体激光器得以广泛应用的前提,但高功率密度下腔面退化导致的光学灾变损伤(COD)制约了激光器的最大输出功率和可靠性。为了提高915 nm InGaAsP/GaAsP半导体激光器的COD阈值,利用金属有机物化学气相沉积设备来外延生长初次样片。探讨了量子阱混杂对初次外延片发光的影响。此外,使用光致发光谱测量了波峰蓝移量和发光强度。实验结果表明,在退火温度为890 ℃、退火时间为10 min条件下,波峰蓝移量达到了62.5 nm。对初次外延片进行量子阱混杂可得到较大的波峰蓝移量,且在退火温度为800~890 ℃、退火时间为10 min的条件下峰值强度均保持在原样片峰值强度的75%以上。
长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 130022
I型InGaAsSb/AlGaAsSb量子阱是1.8~3 μm波段锑化物半导体激光器的首选材料,为进一步提升分子束外延生长的InGaAsSb/AlGaAsSb量子阱材料的光学性能,本文对其进行了快速热退火处理,通过光致发光光谱研究了快速热退火对量子阱材料光致发光特性的影响。光致发光光谱测试结果表明,快速热退火会使量子阱结构中垒层、阱层异质界面处的原子互扩散,改善量子阱材料的晶体质量,促使结构释放应力,进而提高了量子阱材料的光学性能。随着退火温度升高,量子阱材料的室温光致发光谱峰位逐渐蓝移,在500,550,600 ℃退火后,量子阱材料光致发光谱的峰位分别蓝移了7,8,9 meV。通过变温及变功率光致发光光谱测试,确认了样品发光峰的来源,位于0.687 eV的发光峰为局域载流子的复合,位于0.701 eV的发光峰为自由激子的复合。对不同退火温度的样品进一步研究后发现,退火温度的升高降低了材料中局域态载流子复合的比例,在600 ℃退火温度下局域载流子与自由激子的强度比值降为500 ℃退火温度下的22.6%,这表明合适温度的快速热退火处理可以有效改善量子阱材料的光致发光特性。
光谱学 光致发光 InGaAsSb/AlGaAsSb 量子阱 快速热退火 局域态
1 西安电子科技大学 宽带隙半导体技术国家重点学科实验室, 陕西 西安 710071
2 中国科学院半导体研究所, 超晶格国家重点实验室, 北京 100083
为了得到较低的接触电阻, 研究了帽层未掺杂的InAs/AlSb 异质结的Pd/Ti/Pt/Au合金化欧姆接触.利用传输线模型(TLM)测量了接触电阻Rc.在最佳的快速热退火条件为275 °C和20 s时, InAs/AlSb 异质结的Pd/Ti/Pt/Au接触电阻值为0.128 Ω·mm.TEM观察发现经过快速热退火后Pd已经扩散到半导体中有利于高质量欧姆接触的形成.研究表明经过Pd/Ti/Pt/Au 合金化欧姆接触后Rc有明显减小, 适用于InAs / AlSb 异质结的应用.
欧姆接触 快速热退火 InAs/AlSb异质结 Ohmic contacts rapid thermal annealing InAs/AlSb heterostructures
长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 130022
研究了快速热退火(RTA) 对GaAs/AlGaAs量子阱材料结构及发光特性的影响。结果表明,当退火温度为800 ℃时,材料晶体质量和光致发光(PL)强度得到显著提升;当退火温度为900 ℃时,材料晶体质量和PL强度降低。依据峰值能量理论得到了室温下PL峰位的发光机制。通过分峰拟合发现,RTA导致PL峰位整体蓝移。PL扫描图表明,RTA可以显著提高材料的整体晶体质量和发光均匀性。
材料 GaAs/AlGaAs 量子阱 互扩散 快速热退火 激光与光电子学进展
2018, 55(5): 051603
1 可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室, 昆明 650500
2 云南师范大学 太阳能研究所, 昆明 650500
采用射频和脉冲磁控共溅射法并结合快速光热退火法制备了含硅量子点的SiCx薄膜.采用掠入射X射线衍射、喇曼光谱、紫外-可见-近红外分光光度计和透射电子显微镜对薄膜进行表征.研究了脉冲溅射功率对薄膜中硅量子点数量、尺寸、晶化率和薄膜光学带隙的影响.结果表明: 当溅射功率从70 W增至100 W时, 硅量子点数量增多, 尺寸增至5.33 nm, 晶化率增至68.67%, 而光学带隙则减至1.62 eV; 随着溅射功率进一步增至110 W时, 硅量子点数量减少, 尺寸减至5.12 nm, 晶化率降至55.13%, 而光学带隙却增至2.23 eV.在本实验条件下, 最佳溅射功率为100 W.
脉冲溅射功率 硅量子点 SiCx薄膜 磁控溅射 快速光热退火 Pulse sputtering power Silicon quantum dots Silicon carbide thin films Magnetron sputtering Rapid thermal annealing 光子学报
2017, 46(12): 1231002
1 吉林大学电子科学与工程学院 集成光电子学国家重点联合实验室, 吉林 长春130012
2 吉林师范大学 功能材料物理与化学教育部重点实验室, 吉林 四平136000
采用快速热退火对ZnO薄膜进行后处理, 制作了ITO/ZnO/PTB7∶PC71BM/MoO3/Ag结构的倒置聚合物太阳能电池, 器件能量转换效率达到了8.1%, 与传统热退火工艺相比提高了11.26%。通过原子力显微镜、扫描电子显微镜、X光衍射谱、透射光谱和荧光谱对不同退火条件下制备的ZnO薄膜进行表征和分析。结果表明, 经快速热退火处理的ZnO薄膜具有良好的c轴取向结晶特性、较大的晶粒尺寸和表面粗糙度,有效地降低了器件的串联电阻Rs, 增大了器件的短路电流Jsc和填充因子FF。
聚合物太阳能电池 快速热退火 ZnO电子传输层 能量转换效率 polymer solar cell rapid thermal annealing (RTA) electron transporting layer power conversion efficiency (PCE)
应用电子束蒸镀氧化铟锡(ITO)薄膜, 在氮气环境中对ITO膜进行不同温度下快速热退火(RTA)处理。采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)技术、扫描电子显微镜(SEM)、可见光分光谱仪、四探针测试仪测试了快速热退火处理对电子束蒸镀制备ITO薄膜的晶向、微结构、组分、光电特性的影响。分析结果表明, 退火温度升高, 有利于Sn释放5s轨道上的电子, Sn4+取代In3+形成新的化学键。此外, 退火温度升高还提升了Sn、In原子的结合能, 改变了Sn、In的氧化程度, 增加了ITO薄膜晶体的载流子浓度和迁移率, 改善了ITO薄膜晶体晶格畸变、缺陷密度与致密性, 促进晶格失配的恢复。在450 ℃温度下快速热退火可获得光电特性较好的ITO薄膜。
薄膜 氧化铟锡薄膜 快速热退火 微结构 光电特性 激光与光电子学进展
2017, 54(1): 013102
