GaN薄膜技术的几点突破.pdf

1999 年 微　细　加　工　技　术 №. 1 第 1 期 M icrofabrication T echno logy 1999 GaN 薄膜技术的几点突破 谢崇木 (天津电子材料研究所, 天津 300192) 　　【摘要】　简单回顾了半导体短波长激光器的发展过程, 归纳了GaN 基LD (激光 ) 器 制作中 GaN 膜的几点技术突破。 关键词: 半导体激光器; 氮化镓 1　引　言 GaN 及相关的三元A lGaN 、四元A lGa InN 合金, 是近年重点研究的 族氮化物半导 体材料。它们具有直接迁移型能带结构, 是实现短波长半导体激光器的理想材料。在彩色电致 发光显示、激光打印、高密度信息存储、水下通信等领域有广阔的用途。又由于其波长特别适宜 于高密度 ( ) ( ) 的迅速 DVD 数字视频光盘 的应用, 有力地刺激了 GaN L ED 发光二极管 和LD ( 发展。特别是近年来, 集许多研究成果 如异质结外延技术、选择外延技术、半导体微结构形成 ) 技术、包括 、 等技术在内的成果 之大成, 使得 基外延膜的生长技术, 无论 M BE M OCVD GaN 是在膜结晶质量的提高、 型掺杂的改进、 型掺杂的获得、缺陷控制以及 组份和波 n P InGaA lN 长关系的控制等方面都取得了急速的进步, 可以说获得了一系列突破性进展。在短短的一年多 时间里, GaN 基LD 实现了从脉冲到连续波工作的升级, 寿命从秒级上升到了数千小时, 为实 用化打下了坚实的基础。 2　短波 GaN 基LD 进展 附表举出日亚化学公司中村小组的一组数据为代表, 说明 GaN 基激光器的进展情况。 3　主要的技术突破 3 1　外延设备技术 在 60 年代半导体激光器开发初期, GaA s 激光器研制成功以后, GaN 也曾一度成为研究 　　收稿日期: 1998—09—08 1 © 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 热点。但由于 GaN 体单晶制备困难和外延技术的限制, 未能取得明显进展。 附表　中村小组的GaN 基激光器一组数据。 阈值电流 阈值电压 时　间 工作方式 工作温度 寿　命 结构 文　献 ( ) ( ) mA V 19969 180 ～ 24 脉冲 室温 M QW 〔1〕 199611 210 11 连续 233 30 〔2 〕