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。
红外与激光工程
2021, 50(5): 20200306
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 中国科学院大学 微电子学院, 北京 100029
2 中芯国际集成电路制造有限公司, 天津 300385
提出一种改善n型横向双扩散金属氧化物半导体(NLDMOS)器件性能的工艺方法。该方法基于某公司0.18μm标准工艺流程, 通过在NLDMOS的共源处增加一道离子注入, 引出衬底电荷, 以优化NLDMOS器件的击穿电压（Vb）与比导通电阻（Rsp）。选择不同的注入离子浓度与快速热退火时间, 研究了器件的Vb与Rsp变化。由于离子激活效率不足, 单纯增加20%的注入离子浓度, 器件的耐压性能提升极小, 采用增加20%注入离子浓度结合延长20s快速热退火时间的方法, NLDMOS器件的Vb提高约2.7%, 同时Rsp仅增加0.9%左右。
击穿电压 比导通电阻 离子注入 快速热退火 NLDMOS NLDMOS breakdown voltage Rsp ion implant RTA
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 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)
