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 中科院上海技术物理研究所 红外材料与器件重点实验室，上海 200083
2 国科大杭州高等研究院，浙江 杭州 310024
对分子束外延（MBE）生长的原位As掺杂HgCdTe外延材料的热退火造成的As扩散控制进行研究。在较低的退火温度下获得了As扩散长度可控的HgCdTe材料，易于形成符合设计参数的PN结轮廓，为后续新型焦平面器件的研发提供基础。研究发现，在热退火过程中，原位As掺杂HgCdTe的As浓度的大小和纵向分布随着不同的Hg分压而发生改变。并通过理论计算获得了不同Hg分压下的As扩散系数。同时，通过数值模拟对不同As扩散长度的P-on-N器件结构进行了暗电流模拟，验证了As掺杂结深推进工艺的重要性。
碲镉汞 As扩散 热退火 暗电流 HgCdTe As diffusion thermal annealing dark current
1 西安工业大学兵器科学与技术学院，陕西 西安 710021
2 西安工业大学光电工程学院，陕西 西安 710021
通过旋涂法制备了一系列具有不同浓度参数和方块电阻的银纳米线透明导电薄膜。通过对工艺参数的调整，所制备的薄膜在400~10500 nm波段内具有较高的光学透过率和较好的均匀性。分析了浓度参数对薄膜光电性能的影响：银纳米线浓度越大，银纳米线之间搭建的网络越密集，薄膜的有效导电路径越多，进而提高了薄膜的导电性能。当银纳米线质量浓度为1.0 mg/mL时，薄膜的方块电阻为106.1 Ω/sq，在可见光和红外光谱波段具有较高的光学透过率。为降低薄膜的方块电阻，对薄膜进行了热退火处理，通过升高温度将银纳米线之间的结点进行焊接，降低了银纳米线之间的接触电阻，从而提高了薄膜的导电性。通过对薄膜的热退火处理，在薄膜光学透过率改变幅度较小的情况下，将薄膜的方块电阻从106.1 Ω/sq降低至49.5 Ω/sq。
薄膜 银纳米线 透明导电薄膜 宽光谱 热退火 方块电阻 光学学报
2022, 42(13): 1331001
1 红外材料与器件重点实验室，中科院上海技术物理研究所，上海 200083
2 国科大杭州高等研究院，浙江 杭州 310024
对不同钝化层结构的分子束外延（MBE）生长的HgCdTe外延材料的Hg空位浓度控制进行研究。获得了更高Hg空位浓度调控范围的外延材料，为后续新型焦平面器件的研发提供基础。研究发现，在热退火过程中，HgCdTe外延材料的Hg空位浓度的变化随着钝化层结构的不同而发生改变。且这种改变是因为HgCdTe表层的钝化层的存在改变了原始热退火的平衡态过程。同时，通过二次离子质谱（SIMS）测试以及相应的理论拟合进行了验证。
碲镉汞 Hg空位 钝化层 热退火 HgCdTe Hg vacancy passivation layer thermal annealing
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
吉林大学 电子科学与工程学院 集成光电子国家重点实验室，长春 130012
为将单晶硅的吸收限拓展至近红外波段以满足光通讯之需求，利用纳秒激光脉冲辐照单晶硅表面制得了表面结构化的硅.研究了能量密度从0.39 J/cm2到24 J/cm2的激光脉冲辐照后结构化硅表面的形貌差异.测试并分析了不同能量密度的激光脉冲辐照后结构化硅的反射率、透过率和吸收率等光学性质.研究发现，相比于单晶硅衬底，所有结构化硅样品都表现出近红外吸收增强特性，对1 500 nm的近红外光的吸收率高达55%.进而对改性硅样品的红外吸收的热稳定性进行了研究.在473 ~1 073 K的温度范围内对改性硅样品进行退火，通过分析改性硅的反射率、透过率和吸收率随退火温度的变化规律，发现热退火处理会轻微降低改性硅样品的红外区吸收率，吸收率降低幅度低于10%.最后，通过分析脉冲激光改性硅的拉曼光谱，获得了改性硅的晶体结构信息.经过纳秒激光脉冲辐照后，硅表面处于无序化状态，形成非晶或多晶相，但是后热退火工艺可以有效改善结构化硅表面的晶体质量.
Texturing Infrared absorption Thermal annealing Silicon Pulsed laser 结构化 红外吸收 热退火 硅 脉冲激光 光子学报
2020, 49(10): 1014002
