一、GaAs质子注入及其在微波器件中的应用（论文文献综述）
沈烨[1]（2020）在《Si掺杂GaAs辐照下表面形貌和光电特性的研究》文中指出砷化镓（GaAs）作为一种高电子迁移率、宽带隙的半导体材料,在激光器、光电二极管、LED等光电器件的应用方面具有无可比拟的优势。此外,GaAs还因为具有很强的抗辐射能力而常被用于制造航天器件和核反应堆探测器。在太空任务或核应用过程中,GaAs器件将暴露在伽马射线、高能电子、质子和离子等辐射环境中,这些辐射环境可能导致缺陷团簇或位错的产生,从而影响器件的光电性能。因此,研究GaAs的辐照效应对其结构和光电性能的影响,对预测该材料的辐照行为和GaAs抗辐照器件的研制具有重要的意义。本文的主要工作如下:1.研究了Si掺杂GaAs在不同伽玛（Gamma）辐照剂量（0、0.1、1和10 KGy）下的结构特征与光电特性。原子力显微镜（AFM）表征显示在低辐照剂量下,样品的表面粗糙度处于10-11 nm量级,表明在该剂量下表面仍致密平整。随着辐照剂量增加,表面晶粒尺寸变大,凹凸不平,并出现较大空隙,说明GaAs薄膜的粗糙度随着辐射剂量的增加而增大。拉曼散射结果表明在10 KGy下其平均应变为0.009,小于GaAs的最大非弛豫应变（0.038）,意味着GaAs仍具有良好的结晶度。此外,Si掺杂GaAs的电流在3 V偏压下明显减小,而在10 KGy伽玛辐射下其发光强度增加约60%,说明伽玛辐射剂量可能有助于去除GaAs层的非辐射复合中心。因此,Si掺杂GaAs具有良好的耐辐照性能,在高辐射剂量Gamma辐照下仍保持良好的结晶度,并使其发光性能得到较大幅度改善。2.研究了Si掺杂GaAs在N+和Ar+辐照下的结构特征与光电特性,采用的辐照剂量分别为0,5×1015和5×1016 ion/cm-2。在5×10166 cm-2的辐照剂量下,Ar+离子辐照后GaAs表面仍然致密平整,而相同剂量N+离子辐照后GaAs表面粗糙度为0.824 nm,同时产生V型坑状结构与山丘状结构,说明表面受到了明显的损伤。在5×1016 cm-2剂量下,N+和Ar+离子辐照GaAs的应变分别为0.075和0.028。相对于GaAs的最大非弛豫应变（0.038）,Ar+离子辐照下的GaAs仍能保持一定的结晶性。SRIM模拟显示在5×10166 cm-2辐照剂量量下,相同能量下Ar+的辐照损伤更大。然而,拉曼光谱显示N+离子辐照后的应变值大于Ar+离子辐照后的应变值,可能的原因是离子辐照后,材料内部生成了新的Si-N键和Ga-N键,这导致材料的化学键振动模式发生变化,因此Raman光谱中光学声子峰出现大幅红移,晶格应变值也大幅增加。当辐照剂量大于5×1015 cm-2时,N+和Ar+辐照后GaAs的光致发光光谱均发生猝灭,说明不论是N+还是Ar+离子,都会显着降低GaAs的发光效率。综上所述,我们系统研究了Gamma辐照、N+和Ar+辐照Si掺杂GaAs前后的结构特征与光电特性。与Gamma辐照相比,剂量为5×1016 cm-2的N+和Ar+离子辐照会使Si掺杂GaAs产生更大的晶格应变。在10 KGy的Gamma辐照下,GaAs的发光性能会因为非辐射复合中心的去除而得到了很大提升,而当离子辐照剂量高于5×1015cm-2时,砷化镓的光致发光光谱均会发生猝灭。
刘敏[2]（2016）在《InP/InGaAs HBTs电学特性及质子辐照研究》文中研究说明与同质结双极型晶体管相比,异质结双极型晶体管具有更为优越的频率特性。在众多HBT材料体系中,InP/InGaAs材料具有较大的禁带宽度、较高的饱和电子漂移速度以及良好的热导性、低噪声等优良特性,由其制备的HBT器件在商业用途和军用卫星的高性能电子通讯系统中有很大的应用前景。人造卫星在轨飞行过程中,会受到各种高能带电粒子的辐射,这些辐射对电子器件的性能有着强烈的影响,导致器件异常或失灵。为了更好地预估器件在空间环境中的运行情况,我们很有必要研究器件在辐射环境中的退化机制。质子是空间辐照环境中主要的辐射粒子,本文仅讨论质子辐照对InP/InGaAs HBTs器件的电学特性的影响。本文主要是从理论和实验两个方面,对InP/InGaAs异质PN结和InP/InGaAs HBTs两种器件的辐照效应进行了系统的研究。通过建立InP/InGaAs HBTs器件三维数值仿真模型,从理论上指导器件辐照实验,包括辐照剂量和能量等实验参数的确定。对辐照前后器件交直流参数进行测试分析,结合仿真软件,确定出辐照损伤机制和损伤区域,为开展器件的抗辐射加固奠定理论基础。主要研究工作和研究结果如下:1.基于SRIM仿真很好地解释了不同质子辐照条件下对InP、InGaAs材料和InP/InGaAs异质结产生的影响。不同条件就是相同能量条件下,剂量不同;相同剂量条件下,能量不同。不同剂量的仿真相当于一个剂量累积的过程,随着质子辐照剂量的增加,质子辐照引起的空位浓度逐渐增加,然而空位类型不会发生变化;不同能量的损伤机理却不同,用非电离能量损失（NIEL）的理论进行解释。非电离能量损失（NIEL）随着入射质子能量的增加而变小,从而造成了更少的空位密度,这很好地解释了低能量的质子比高能量的质子引起的退化更严重。入射质子能量越大,其速度就越快,与靶材的相互作用截面越小,造成的损伤越小。2.器件模型是连接电路设计和器件工艺的桥梁,一个准确的器件模型不仅能够反应器件的真实工作情况,还能预测器件在非正常环境下,比如辐照,可能发生的故障。通过建立InP/InGaAs HBTs器件三维数值仿真模型,从理论上指导器件辐照实验,包括辐照剂量和能量等实验参数的确定。首先建立InP/InGaAs HBTs器件数值仿真模型,正确描述器件的速度过冲以及弹道输运效应;然后对质子辐照引起的位移效应进行模拟,研究不同辐照条件对InP/InGaAs HBTs器件的直流特性和交流特性等器件特性的影响,为辐照实验的开展提供理论支持。为了简化模型,只将简单的空位加入Sentaurus陷阱模型中。3.开展了 InP/InGaAs异质PN结和HBTs器件的质子辐照效应实验研究。采用不同能量和剂量的质子辐照,对辐照前后PN结I-V和C-V特性以及HBTs器件的直流、交流特性进行详细地测试和分析。测试结果显示:在相同的质子辐照能量条件下,异质PN结界面处的界面态密度以及HBTs器件的电流增益和截止频率的衰退随着质子辐照剂量的增加而变大;相同的质子辐照剂量条件下,低能量的质子辐照会造成更大的界面态密度以及更为严重的器件电流增益和截止频率的衰减。4.结合Sentaurus器件仿真软件和计算模型,讨论了 InP/InGaAsDHBTs器件的质子辐照退化机制。仿真结果和实验结果吻合的很好,器件参数随质子注量的退化趋势与实验结果相一致。在相同的质子能量条件下,随着质子剂量的增加,器件增益与截止频率退化逐渐增加;在相同的质子剂量条件下,3MeV能量的质子比10MeV的质子造成更大的损伤,因为它在器件有源区淀积的能量更多。增益退化表现为集电极电流变化不大,基极电流增大较明显,其原因是质子辐照引入的复合中心导致BE结空间电荷区及表面复合电流增加;特征频率下降是由于由于质子辐照引起电容、集电极电阻增大以及载流子的迁移率下降。归根结底,器件特性退化还是因为质子辐照在半导体器件内部产生了位移损伤。
晏长岭[3]（2000）在《垂直腔面发射激光器的研制及其特性分析》文中研究指明垂直腔面发射半导体激光器（VCSEL）以其光束发散角小、圆形光斑易于与光纤耦合、极短的光学谐振腔易于实现动态单纵模工作、表面出射易于二维列阵器件的集成以及极低的功率消耗有可能由CMOS电路直接驱动等优势已经成为光计算、光互连、光学信息处理、光通讯、神经网络等系统的理想光源。与此同时，随着分子束外延（MBE）和金属有机化学气相沉积（MOCVD）等生长技术的发展，使VCSEL器件得以飞速提高。特别是分子束外延技术，它在生长VCSEL器件中占有非常重要的地位。现代的分子束外延生长系统可以保证整个晶片生长的均匀性在1%以内，这一点对保证大面积2D阵列中单元器件性能的均匀性至关重要。同时MBE生长系统中的各种外延生长测试系统可以对晶体的生长质量进行在位监控。本论文首先论述了VCSEL的基本理论，并对VCSEL器件的分子束外延生长进行了设计、分析和检测。实验中我们首次采用自行设计的新型双激光反射原位监控技术生长了λ/4Al0.2Ga0.8As/AlAs分布布拉格反射镜（DBR），结果表明生长具有很好的重复性。在此基础上，由V80H型MBE生长系统实验生长了GaAs/AlGaAs多量子阱VCSEL器件结构。在器件的制备工艺中，采用质子注入工艺成功地制备了单个VCSEL器件，并对其伏安（I-V）特性、光谱特性、近场、远场以及光功率等特性进行了实验测量研究。结果表明：器件的激射波长为836nm-837nm左右；激射的近场花样均匀、圆形对称光斑、单模激射；远场呈高斯分布、发散角为10°左右；器件的阈值电流为16mA左右；在1.5倍阈值电流的注入条件下，器件的输出光功率为2mW。 其次，由Y.G.Zhao and J.G.McInerney的瞬间温度响应理论模型，采用格林函数的方法求解了瞬间热传导方程，对VCSEL器件的瞬间温度响应进行了分析讨论。分析结果表明器件在最初时间内温度的升高很快，当到2000ns以后温度的升高趋于平缓，同时有源区的温度升高比衬底的温度高大约15-25℃左右。与此同时对质子注入型VCSEL器件的增益导引也进行了分析讨论。 与此同时，首次设计出四次质子注入制备VCSEL列阵器件的方法，实现了质子注入对列阵中单元器件的隔离与单元器件电流限制的分别作用。在四次质子注 中国科学院博十学位论文 摘 要 入制备VCSEL列阵器件的设计中，一方面通过对外延片上DBR反射镜的较浅的质 子注入形成高电阻区域实现对列阵器件中的单元器件之间的隔离，另一方面通过 再次的较深度的可以达到有源区上表面的质子注入形成高电阻区域实现对单元器 件中注入电流的限制作用c在对VCSEL列阵器件的设计中，对单元器件之间的热 相互作用也进行了分析。实验中，出GaAs／AIGaAs量子阶VCSEL外延片通过四次 质子注入工艺制备了IX3、2X2、3X3简单的一维、二维VCSEL列阵器件，并对器 件的特性进厅了测量研究。 最后，首次设计出 AIAs／：GaAs／AIAs二半导体／超晶格型DBR。在这种DBR的结 构设计中省去了以往半导体／半导体型DBR中的组份渐变异质界面结构。实验中山 V80H型 MBE在 n－－GaAS（100）衬底上外延生长了这种 DSR反射镜，并测量了此 DBR 的反射谱，结果表明此DBR具有较高的反射率以及较宽的反射带宽。同时，采用 化学湿法腐浊和自行设计的两次钨丝掩膜质子注入的方法在 DBR的上表面形成 15 XIS u m’的台面或正方型电流注入区域，分别对 P型、＼型 DSR的串联电阻进行了 实验研究，结果表明，此DBR在保持较高的反射率的同时也具有较小的串联电阻。 最后，我们还对此DBR的串联电阻与温度及搀杂浓度的关系进行了实验研究，结 果表明，此nR的串联电阻随着温度变化不大：在对搀杂浓度的分析中发现搀杂 浓度对DBR串联电阻也有很大的影啊，搀杂浓度越高串联电阻越小。与此同时， 二次钨丝掩膜质子注入法测量串联电阻克服了以往化学湿腐蚀法中腐蚀深度不易 控制及侧面同时被腐蚀等缺点。
贾鑫[4]（2020）在《GaN基金刚石散热层的制备及其性能研究》文中指出随着氮化镓（GaN）基功率器件功率越来越高,器件的“自热效应”愈加明显,对高频高功率电子器件散热提出了迫切需求。采用CVD金刚石代替传统衬底材料可以有效满足高频高功率器件散热需求,有效提升器件性能、器件寿命与可靠性。但GaN外延层沉积金刚石膜存在GaN外延层稳定性差、热失配大及应力累积导致外延层开裂等技术难题。此外,影响GaN/金刚石界面热传输的科学问题尚未明确,限制了金刚石衬底GaN基功率器件的进一步发展。本文研究在高温氢等离子体环境中GaN/保护层表面上进行金刚石的稳定形核与生长,基于静电增强自吸附效应及双金刚石层方法制备了低应力金刚石/GaN复合结构材料,研究了影响GaN与金刚石界面热传输机制,测量了金刚石/GaN的界面热阻。研究了高温氢等离子体对GaN外延层诱导分解机制及抑制分解途径,氢等离子体和温度分别是GaN分解的诱因和驱动力,因此,高温氢等离子体环境中GaN外延层的稳定性极差,在GaN表面添加保护层和提高氢等离子体中氮分压能有效抑制氢等离子体渗透,采用磁控溅射技术沉积低粗糙度致密无孔洞的非晶态SiNx和AlN保护层。研究了微波化学气相沉积方法在GaN/保护层表面沉积金刚石膜的规律,以甲烷浓度12%,沉积温度800℃时能够形成致密金刚石膜进一步抗氢等离子体渗透,基于GaN/保护层与纳米金刚石粉的静电增强自吸附效应,实现了纳米金刚石粒子高密度分散在衬底上,最终在GaN/保护层表面快速获得高度致密金刚石形核层,有效提升界面结合强度和金刚石形核层质量。根据界面热传输理论探究了界面微观结构和声子态密度失配度及保护层材料与界面热传输的相关性,提出了保护层材料选择与界面处声子态密度匹配度是影响界面热传输的重要因素,提高保护层粗糙度可以增加界面有效接触面积,实现界面热传输能力进一步提升,获得GaN/金刚石界面热阻为35.5±5.2m2K/GW。提出一种双金刚石层制备金刚石衬底GaN晶圆的方法,成功制备了低应力低界面热阻的GaN/金刚石结构,且GaN外延层转移前后晶体质量未见明显降低。霍尔测试结果显示,采用两步法金刚石工艺参数:形核阶段,甲烷浓度为12%,形核温度为800℃,形核5min后,生长阶段以甲烷浓度为5%,沉积温度为850℃时,金刚石衬底GaN外延层电子迁移率衰减最少,衰减约14%。
吴禄训,邵振亚,韩继鸿[5]（1983）在《GaAs质子注入及其在微波器件中的应用》文中提出本文报导了用质子注入GaAs形成高阻隔离层的实验研究及其在微波半导体器件方面的应用.并对其隔离机理和隔离层的热稳定性问题作了讨论,指出质子注入GaAs制作隔离层是一项可靠的技术.
程知群[6]（2000）在《砷化镓微波单片集成电路研究》文中提出随着微波通讯技术的迅速发展，人们对通讯设备的要求也越来越高。体积小，重量轻，可靠性高，稳定性好等优点使得微波单片集成电路在微波通讯领域逐渐取代了波导系统和混合集成电路。混频器和放大器是微波通讯系统中重要组成部分，本文重点报导了 GaAs MESFET单片混频器和 AIGanP／GaAs HBT单片功率放大器的研究工作。具体研究内容摘要如下： 研究了MMIC中电阻、电容和电感无源器件，给出了它们的等效电路模型和设计方法。 介绍了MMIC中MESFET和HBT的工作原理；推导了MESFET的等效电路参数提取公式；给出了新型的双栅MESFET PSPICE直流模型和电流表达式；实际制备了双栅MESFET，测试结果表明建立的模型是正确的。 研究了 GaAS MESFET MMIC制备中的主要工艺，设计了一套 GaAs MMIC工艺监控版，获得了适合于本工艺线的MMIC稳定可靠的工艺参数，使得GaASMESFET MMIC芯片的设计有了重要的依据。 设计了两种单栅MESFET单片混频器和一种平衡式双栅MESFET单片混频器。其中平衡式双栅MESFET单片混频器在国内为首次设计和制备。经过流片和测试，在S波段，三种混频器都实现了混频功能，各信号端口隔离度18～20dB，变频增益－5～4dB。芯片面积为 0．75×0．75μm2。 分析了AlGaInP／GaAS HBT的特点；测试了AlGaInP／GaAs材料的深能级，ALGaInP中有两个分别位于导带下0．42eV和 0．59eV的深能级。 详细研究了AlGaInP／GaAs微波功率HBT的材料结构、图形分布和版图设计；设计了两套工艺掩模版。 对AlGaInP/GaAS HBT台面工艺中的关键工艺进行了重点研究，尤其是隔离注入、AlGaInP湿法腐蚀和掩模版的标记套刻技术。建立了目前国内最先进的微波在线测试系统，主要设备包括美国CascadeMicrotech Summlt 12000微波探针台和 HP8722D矢量网络分析仪；测试频率50MHz～40GHz，温度控制范围- 65℃～400℃。 首次设计并制备了小尺寸多胞合成AlGaInP/GaAs微波功率HBT，它的特征频率为 fT=22GHz，最大振荡频率为fmax=38GHz。在甲类工作状态下，工作频率2GHz，工作电压3V时，1dB功率压缩点输出功率Pout=25dBm，功率附加效率η=50％；工作电压10V时，1dB功率压缩点Pout=30dBm，η=64％。 初步设计了 AlGaInP/GaAs HBT单片功率放大器和一分二的功率分配／合成器，并用Tounchstone分别进行了优化和模拟。
林玲[7]（2007）在《InGaP/GaAs微波HBT器件及VCO电路的研究》文中研究说明InGaP／GaAs异质结双极晶体管（HBT）具有优良的频率和功率特性，并具有相对成熟的材料生长技术和器件制备工艺，因此在无线通信、光纤通信和军用电子系统等领域获得了广泛应用。本文在总结概括目前国内外关于HBT的研究成果的基础上，结合实际的外延材料生长和器件制备工艺条件，进行了InGaP／GaAs HBT的器件设计和制备工艺研究，并开展了HBT压控振荡器（VCO）电路的设计仿真。本文的主要内容包括：从HBT的基本工作原理出发，分析了HBT器件纵向结构中各外延层的设计特点，用二维器件模拟软件MEDICI仿真了不同结构参数HBT的性能，模拟了发射结阻挡层厚度、基区厚度等参数对器件电流增益和频率特性的影响。为了验证仿真的准确性，用三种不同结构的外延片制备了大尺寸InGaP／GaAs HBT器件，并对其直流特性进行了测试分析。通过测试结果与仿真结果的比较，证明仿真结果具有明确的指导意义，可以避免盲目地进行结构设计以节省时间和实验成本。在此基础上设计了多种能满足X波段器件应用的HBT材料结构，具有较高的直流增益和特征频率。设计了一种适于GSMBE生长技术的优化的InGaP／GaAs HBT材料结构，具有复合集电区结构和腐蚀停止层，可望获得工艺可控性好的高性能器件。设计了一套包括叉指型、马蹄型、多指单胞等不同参数的InGaP／GaAs HBT器件和集成在GaAs衬底上的不同规格的电感、电容、电阻、变容二极管等无源器件，研究了无源器件的等效电路和计算方法，为微波单片集成电路（MMIC）的设计和制备打下了一定基础。详细研究了InGaP／GaAs HBT制备中的主要工艺。针对柠檬酸系腐蚀液和HCl腐蚀液腐蚀InGaP／GaAs时表面腐蚀不均匀的问题，改进了腐蚀方法。采用InGaAs作为盖帽层，能改善InGaP／GaAs HBT器件的欧姆接触特性，但这给器件隔离带来了困难。探讨了带InGaAs盖帽层的HBT器件的湿法腐蚀和离子注入隔离方法。此外还研究了欧姆接触、Ledge结构、空气桥等工艺。结合本实验室的工艺条件，建立了完整的InGaP／GaAs HBT工艺流程，并研制出InGaP／GaAs HBT器件。对所得器件性能进行的测试分析结果，为今后HBT器件的优化设计提供了指导，积累了经验。最后，讨论了用于微波电路设计的HBT等效电路模型，并利用Agilent ADS软件进行了X波段HBT VCO电路的仿真设计。
冯薇[8]（2019）在《常规型AlGaN/GaN HEMT器件电应力及辐射应力可靠性研究》文中提出GaN基半导体材料具有禁带宽度大、电子饱和速度高、击穿电压大等良好的电学性能,在微波大功率和高压开关电路领域具有很大的发展潜力。可靠性问题一直制约AlGaN/GaN HEMT器件发展,在一些特殊的工作环境中,HEMT器件稳定性关系着整个电路系统的安全问题。本文针对常规耗尽型AlGaN/GaN HEMT器件,从仿真和实验两方面进行电应力和辐照应力的可靠性研究。本论文主要工作总结如下:1.使用Silvaco仿真软件模拟开态应力下常规AlGaN/GaN HEMT器件的直流特性,采用受主掺杂模拟开态应力时热载流子效应在器件中产生的缺陷。开态应力下器件中产生的热载流子会逃逸并被陷阱俘获,使器件出现输出电流降低,阈值电压漂移等退化现象。使用相同结构的器件,研究不同位置缺陷态对器件性能的影响。发现势垒层及表面、缓冲层中的缺陷都会退化器件的直流特性,缓冲层中的缺陷对器件的退化影响最大。此外,缺陷浓度越高、能级越大,退化越显着。2.研究AlGaN/GaN HEMT器件开态恒压应力和开态阶梯应力的退化机制,分析器件在开态应力下的可靠性问题。开态应力下热电子能够克服势垒高度注入到势垒层和缓冲层,被其中的陷阱俘获或产生新的陷阱,导致器件出现输出电流和跨导降低,阈值电压漂移等退化现象。应力偏置越大,产生的热电子数量越多,能量越大,器件退化越严重。根据所研究的电应力可靠性问题,提出几种电应力加固措施,如改善生长工艺、采用钝化结构和场板结构、优化缓冲层等。3.研究AlGaN/GaN HEMT器件质子辐照应力的退化机制,分析器件在辐照应力下的可靠性问题。对比测试前后器件的直流特性,发现质子辐照后器件输出电流减小,阈值电压正向漂移。质子辐照会在器件内部感生受主型缺陷,辐照注量越大,退化量越大。根据所研究的辐照应力可靠性问题,从生长工艺、钝化层材料、极化工程和器件结构等方面提出了改善辐照应力可靠性的措施。
孙梅[9]（2010）在《突变材料对光电器件中电流、热量和光波控制的研究》文中认为半导体激光器是电器设备和电气测试系统中的重要组成元件,在半导体激光器及其它光电器件中,利用突变材料可以实现电流、热场和光波的控制,促进器件产生的热量迅速散发,保证了器件的正常工作。本文介绍突变材料构成半导体异质结激光器、量子阱、VCSELs发展及半导体激光器在电器中应用,同时概述了有限元和有限差分方法。利用传输矩阵实现了可以仿真两层和三层增透膜、DBR反射膜和VCSELs中光场软件,可以分析多层反射膜的反射率和空间点光场分布,找到VCSELs光场中极大值位置。利用有限元方法研究了大功率半导体激光器阵列光电器件的矩形、凹形和微孔热沉中的散热情况,得到了热沉中的温度空间分布,结果表明在恒温水热沉中,减小热沉的厚度会降低激光器的最高温度,温度升高并不均匀;凹形的热沉可以降低激光器阵列的最高温度,特别在激光器阵列边缘与凹形热沉接触区域,有利于保护边沿区域激光器;设计了微通道热沉间距。使用有限差分方法求解二阶偏微分方程,实现了分析突变材料形成质子轰击和分别氧化VCSELs中电流限制和光热耦合软件,可以仿真电流孔径0.6μm到10μm的质子轰击和单氧化VCSELs中电势、载流子、光场和热场,能够给出光电耦合I-P特性,结果表明突变材料限制VCSELs中电流在电流孔半径2μm左右具有最佳限制,并给出单氧化限制VCSELs阈值优越于质子轰击VCSELs的原因。
王伟[10]（2012）在《高功率垂直腔面发射激光器的偏振特性》文中研究表明目前大多数激光显示研究中采用的激光光源是用高功率边发射半导体激光器列阵泵浦全固态激光器，再经频率变换生成红、绿、蓝三基色光源，高功率垂直腔面发射激光器（VCSEL）与边发射半导体激光器列阵相比具有体积小、光束质量好、效率高等优点。特别是以VCSEL结构为基础，通过外腔输出镜构成的扩展腔进行高效腔内激光倍频实现红、绿、蓝三基色输出，其光源体积小、成本低、集成度高，是未来激光显示领域很有竞争力的光源技术。在进行腔内倍频实现蓝、绿光输出时，基频光的偏振特性对倍频效率影响很大，必须解决的关键问题是对VCSEL输出光束的偏振特性进行控制。围绕大口径VCSEL的偏振特性研究，本论文主要开展了以下几个方面的工作：首先，调研了国内外VCSEL的偏振控制实施方案，针对实验室的具体情况，提出适合大口径器件的偏振控制实施方案，即在底发射和顶发射VCSEL中引入矩形柱结构和在顶发射VCSEL器件中引入浅面浮雕结构。其次，从理论上分析了圆形VCSEL的横模行为和偏振模式，计算了底发射和顶发射矩形大口径VCSEL的偏振功率和激射光谱，模拟了矩形VCSEL的输出性能，同时对浅面浮雕结构VCSEL的几个输出特性参数进行理论分析和模拟，包括分布布拉格反射器（DBR）的反射率、阈值增益、阈值电流和输出功率。然后，对偏振结构VCSEL制备的关键工艺技术进行研究，例如材料外延生长、清洗、光刻、湿法腐蚀、湿法氧化和金属欧姆接触电极。合理安排了制备大口径矩形底发射、顶发射VCSEL和浅面浮雕结构VCSEL的工艺流程，并在器件工艺上完成了这些偏振结构器件的制备工作。最后，对矩形柱结构底发射、顶发射VCSEL、浅面浮雕VCSEL器件进行了性能测试与分析，所用器件的激射波长为980nm。实验结果发现，矩形VCSEL中，沿着长边出射的水平偏振光和沿着短边出射的竖直偏振光在工作电流内共同存在，而且水平偏振光一直占据主导地位；水平偏振光的激射光谱相对于竖直偏振光发生蓝移现象。这些测试结果和矩形VCSEL的理论模拟结果基本一致。用出光口径550×300μm2的底发射器件与直径300μm的圆形VCSEL进行功率偏振比较，发现使用矩形柱结构能够稳定和控制VCSEL的偏振方向。矩形VCSEL器件获得了高功率的偏振激光：底发射器件最高输出342mW的偏振激光，最高偏振比为2.1:1；顶发射器件最高输出31mW的偏振激光，最高偏振比接近3:1。在顶发射矩形VCSEL的P面出光窗口刻蚀浅面浮雕结构，使得器件的总输出功率在初测时达到360mW，同时也增大了VCSEL的阈值电流，改善了矩形VCSEL的偏振选择性。采用了矩形柱结构和浅面浮雕结构对大口径VCSEL的偏振特性进行研究，理论上模拟了大口径VCSEL的偏振特性，实验上获得了高功率的偏振激光，从而为未来的列阵器件偏振控制研究和激光腔内倍频打下了良好的理论和实验基础。
二、GaAs质子注入及其在微波器件中的应用（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、GaAs质子注入及其在微波器件中的应用（论文提纲范文）
（1）Si掺杂GaAs辐照下表面形貌和光电特性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 III-V族半导体简介 |
| 1.2 GaAs的结构性质 |
| 1.3 材料的辐照效应 |
| 1.4 Si掺杂对GaAs性能的调控作用 |
| 1.5 本论文研究意义 |
| 第二章 样品制备与测试方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 Si掺杂GaAs的制备方法 |
| 2.2.1 分子束外延法(MBE)的基本原理 |
| 2.2.2 MBE生长的特点 |
| 2.3 材料分析测试方法 |
| 2.3.1 原子力显微镜(AFM) |
| 2.3.2 拉曼光谱(Raman) |
| 2.3.3 光致发光光谱(PL) |
| 2.3.4 电流电压曲线(I-V) |
| 2.4 材料离子辐照的SRIM模拟 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 Gamma辐照下Si掺杂GaAs结构特征与光电特性的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 分子束外延制备样品 |
| 3.2.2 Gamma辐照概念及实验流程 |
| 3.2.3 结构形貌和光电特性的表征 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 AFM观测表面形貌结果分析 |
| 3.3.2 Raman观测结构特征结果分析 |
| 3.3.3 PL观测发光特性结果分析 |
| 3.3.4 I-V观测电学特性结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 N~+和Ar~+离子辐照下Si掺杂GaAs结构特征与光电特性的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 分子束外延制备样品 |
| 4.2.2 离子辐照概念及实验流程 |
| 4.2.3 离子辐照SRIM模拟 |
| 4.2.4 结构形貌和光电特性的表征 |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.3.1 位移损伤对结构和发光性能的结果分析 |
| 4.3.2 AFM观测表面形貌结果分析 |
| 4.3.3 Raman观测结构特征结果分析 |
| 4.3.4 PL观测发光特性结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 前景展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻硕期间的研究成果 |
（2）InP/InGaAs HBTs电学特性及质子辐照研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状及存在问题 |
| 1.2.1 InP/InGaAs HBTs器件的研究现状 |
| 1.2.2 HBTs器件的辐照效应研究现状 |
| 1.3 本文结构 |
| 第二章 辐照基本概念 |
| 2.1 空间辐照环境 |
| 2.2 基本损伤机理 |
| 2.2.1 电离损伤 |
| 2.2.2 位移损伤 |
| 2.2.3 非电离能量损失(NIEL)概念 |
| 2.3 Ⅲ-Ⅴ族化合物的辐射效应 |
| 2.4 同质结器件的辐射效应 |
| 2.5 异质结器件的辐射效应 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 InP/InGaAs HBTs器件及其参数 |
| 3.1 HBT的基础 |
| 3.1.1 HBT结构、性能 |
| 3.1.2 HBT器件工作模式 |
| 3.2 InP HBTs器件的电学特性测试 |
| 3.2.1 直流特性测试 |
| 3.2.2 频率特性测试 |
| 3.3 InP HBTs晶体管的关键参数 |
| 3.3.1 InP HBTs的直流参数 |
| 3.3.2 InP HBTs的击穿特性 |
| 3.3.3 InP HBTs的交流参数 |
| 3.4 InP HBTs器件的尺寸效应 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 InP/InGaAs器件质子辐照效应仿真 |
| 4.1 InP/InGaAs异质PN结及HBTs器件结构参数 |
| 4.2 质子辐照效应SRIM仿真 |
| 4.2.1 InP、InGaAs材料质子辐照SRIM仿真 |
| 4.2.2 InP/InGaAs异质PN结质子辐照SRIM仿真 |
| 4.3 InP/InGaAs HBTs器件Sentaurus建模 |
| 4.4 InP/InGaAs HBTs器件质子辐照Sentaurus仿真 |
| 4.4.1 不同剂量质子辐照Sentaurus仿真 |
| 4.4.2 不同能量质子辐照Sentaurus仿真 |
| 4.5 不同发射极尺寸器件特性 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 InP/InGaAsHBTs器件质子辐照研究 |
| 5.1 InP/InGaAs异质PN结及HBTs器件的质子辐照实验 |
| 5.2 InP/InGaAs异质PN结结构质子辐照 |
| 5.3 InP/InGaAs HBTs器件质子辐照 |
| 5.3.1 InP/InGaAs HBTs器件不同剂量质子辐照 |
| 5.3.2 InP/InGaAs HBTs器件不同能量质子辐照 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（3）垂直腔面发射激光器的研制及其特性分析（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 垂直腔面发射半导体激光器的特点 |
| 1.3 垂直腔面发射半导体激光器的应用 |
| 1.4 本论文的主要工作 |
| 参考文献 |
| 第二章 VCSEL的基本理论及其外延生长的准备工作 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 VCSEL的基本理论 |
| 2.3 外延生长的准备工作 |
| 2.3.1 MBE的工作原理 |
| 2.3.2 分子束外延（MBE）生长中的几个主要问题 |
| 2.3.3 量子阱GaAs/AlGaAs边发射半导体激光器 |
| 2.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 GaAs/AlGaAs垂直腔面发射激光器的研制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 双光束激光反射原位监控精确生长多层薄膜结构 |
| 3.3 VCSEL器件的结构设计 |
| 3.4 量子阱VCSEL的外延生长 |
| 3.5 器件的制备工艺以及特性的测试与分析 |
| 3.5.1 几种VCSEL器件的制作工艺 |
| 3.5.2 质子注入工艺的研究 |
| 3.5.3 器件的制作工艺 |
| 3.5.4 VCSEL器件的测试结果 |
| 3.6 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 VCSEL的热特性以及增益导引的分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 VCSEL的热特性的分析 |
| 4.2.1 器件的电流扩散 |
| 4.2.2 VCSEL的热源分布 |
| 4.2.3 热传导方程求解 |
| 4.2.4 结果与分析 |
| 4.3 VCSEL的增益波导的讨论 |
| 4.3.1 载流子浓度分布 |
| 4.3.2 增益波导 |
| 4.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 一种新型的垂直腔面发射激光器列阵的研制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 几种VCSEL列阵器件制作工艺的特点 |
| 5.2.1 二次沉积SiO_2法制备VCSEL列阵器件 |
| 5.2.2 氧化物隔离VCSEL列阵器件 |
| 5.2.3 离子注入隔离实现VCSEL列阵工艺 |
| 5.3 新型VCSEL列阵器件的设计 |
| 5.4 四次质子注入钨丝掩膜制备VCSEL列阵器件的工艺 |
| 5.5 VCSEL列阵器件的特性测试 |
| 5.6 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 新型AlAs/[GaAs/AlAs]半导体/超晶格分布布拉格反射镜的研制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 AlAs/[GaAs/AlAs]DBR的结构设计 |
| 6.3 DBR的外延生长 |
| 6.4 DBR光学特性的研究 |
| 6.5 DBR电学特性的研究 |
| 6.6 小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结 |
| 附录 |
| 致谢 |
（4）GaN基金刚石散热层的制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 氮化镓的性能及应用前景 |
| 2.1.1 氮化镓的基本性能 |
| 2.1.2 氮化镓制备的研究进展 |
| 2.1.3 氮化镓的性能及应用 |
| 2.2 氮化镓器件自热效应及解决方案 |
| 2.3 金刚石的基本性能及制备方法 |
| 2.4 金刚石在GaN功率器件中的应用研究进展 |
| 2.4.1 键合技术制备金刚石衬底GaN |
| 2.4.2 基于GaN外延层背面直接生长金刚石 |
| 2.4.3 单晶金刚石衬底散热技术 |
| 2.4.4 高导热金刚石钝化层散热技术 |
| 3 研究内容与试验方法 |
| 3.1 研究内容 |
| 3.2 研究思路 |
| 3.3 实验方法 |
| 3.3.1 实验设备 |
| 3.3.2 实验材料 |
| 3.4 实验内容 |
| 3.4.1 制备金刚石衬底GaN晶圆的关键技术 |
| 3.4.2 制备金刚石衬底GaN晶圆技术路线 |
| 3.5 制备金刚石衬底GaN结构的表征手段 |
| 3.5.1 形貌及显微组织表征和评价 |
| 3.5.2 物相表征 |
| 3.5.3 成分及成键状态表征 |
| 3.5.4 电学特性表征 |
| 3.5.5 力学特性表征 |
| 3.5.6 薄膜和粉末zeta电位表征 |
| 3.5.7 热学特性表征 |
| 4 氢等离子体环境中GaN的稳定性研究 |
| 4.1 高温氢等离子体中GaN外延层的诱导分解 |
| 4.2 高温氢等离子体中GaN稳定性强化研究 |
| 4.2.1 保护层对抑制GaN分解的作用 |
| 4.2.2 增加氮分压对抑制GaN分解的作用 |
| 4.2.3 保护层和N2对抑制GaN分解的作用 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 氮化镓的保护层制备及特性分析 |
| 5.1 保护层选择及制备的影响因素分析 |
| 5.2 磁控溅射沉积条件对沉积SiNx的影响 |
| 5.2.1 溅射功率对沉积SiNx保护层的特性影响 |
| 5.2.2 气体比例对沉积SiNx保护层的特性影响 |
| 5.2.3 沉积温度对沉积SiNx保护层的特性影响 |
| 5.3 磁控溅射沉积条件对沉积AlN的影响 |
| 5.3.1 溅射功率对沉积AlN保护层特性的影响 |
| 5.3.2 气体比例对AlN保护层的特性影响 |
| 5.3.3 沉积温度对对沉积AlN保护层的特性影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 氮化镓/保护层表面沉积金刚石膜及热传输特性研究 |
| 6.1 沉积温度对氮化镓/保护层表面沉积金刚石的影响 |
| 6.2 甲烷浓度对氮化镓/保护层表面沉积金刚石膜的影响 |
| 6.3 氮化镓/保护层表面金刚石形核规律机制研究 |
| 6.3.1 保护层选材对金刚石形核影响 |
| 6.3.2 保护层预处理对增强形核金刚石的影响 |
| 6.3.3 保护层表面增强形核金刚石机制研究 |
| 6.4 金刚石/GaN界面热传输特性及机制 |
| 6.4.1 金刚石/GaN结构界面传输理论基础 |
| 6.4.2 保护层对金刚石/GaN界面热传输的影响 |
| 6.4.3 保护层声子态密度在金刚石/GaN界面热传输中作用 |
| 6.4.4 界面微观结构对金刚石/GaN界面热传输的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 基于双金刚石层制备金刚石衬底GaN结构及其性能研究 |
| 7.1 GaN外延层临时转移及GaN原始衬底的剥离 |
| 7.2 散热层金刚石膜两步法沉积及临时载体剥离 |
| 7.3 金刚石衬底GaN结构本征特性及其应力演变 |
| 7.3.1 金刚石衬底GaN本征特性变化 |
| 7.3.2 金刚石衬底GaN界面结构及应力演变 |
| 7.4 金刚石衬底GaN的电子迁移率 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 结论 |
| 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）砷化镓微波单片集成电路研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 第一章 引言 |
| 1.1 MMIC国内外发展概况 |
| 1.1.1 GaAs MESFET MMIC |
| 1.1.2 GaAs HENT MMIC |
| 1.1.3 Gats HBT MMIC |
| 1.2 MMIC技术与应用 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 GaAs MMIC无源元件 |
| 2.1 电容 |
| 2.2 电感 |
| 2.3 电阻 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 GaAs MESFET研究 |
| 3.1 工作原理 |
| 3.2 小信号等效电路参数提取 |
| 3.3 双栅GaAs MESFET PSPICE直流模型 |
| 3.3.1 模型建立 |
| 3.3.2 GaAs双栅MESFET制备 |
| 3.3.3 结果与分析 |
| 3.3.4 结论 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 GaAs MESFET MMIC工艺技术研究 |
| 4.1 GaAs MESFET MMIC工艺研究 |
| 4.1.1 GaAs衬底材料选择 |
| 4.1.2 MESFET欧姆接触研究 |
| 4.1.3 GaAa湿法腐蚀 |
| 4.1.4 栅挖槽和栅电极 |
| 4.1.5 金属剥离技术 |
| 4.1.6 空气桥技术 |
| 4.1.7 S1Nx介质膜生长与刻蚀 |
| 4.2 GaAS MMIC工艺控制掩模版设计 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 GaAs MMIC 混频器 |
| 5.1 工作原理 |
| 5.1.1 单栅MESFET混频器 |
| 5.1.2 双栅MESFET混频器 |
| 5.1.3 主要性能指标 |
| 5.2 双栅MESFET单片混频器设计和制备 |
| 5.3 单栅MESFET单片混频器设计与制备 |
| 5.4 混频器测试方法 |
| 5.5 三种混频器性能比较 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 AlGaInP/GaAsHBT研究 |
| 6.1 异质结 |
| 6.2 异质结双极型晶体管 |
| 6.3 Al_（x）Ga_（0）52-xIn_（0）48P/GaAs HBT |
| 6.4 Al_（x）Ga_（0）52-xIn_（0）48P/GaAs深能级 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 AlGaInP/GaAs 微波功率HBT设计 |
| 7.1 功率HBT设计考虑 |
| 7.2 器件材料结构设计 |
| 7.3 图形分布设计 |
| 7.4 版图设计 |
| 7.5 小结 |
| 第八章 AlGaInP/GaAs HBT制备及工艺研究 |
| 8.1 工艺流程 |
| 8.2 质子注入隔离 |
| 8.3 台面腐蚀 |
| 8.4 欧姆接触 |
| 8.5 其它工艺 |
| 8.6 小结 |
| 第九章 AlGaInP/GaAs 微波功率HBT测试方法和实验结果 |
| 9.1 直流特性测试 |
| 9.2 S参数测试 |
| 9.3 功率特性测试 |
| 9.4 测试结果与分析 |
| 9.5 小结 |
| 第十章 AlGaInP/GaAs HBT单片功率放大器设计 |
| 10.1 设计方法 |
| 10.2 功率合成技术 |
| 10.3 功率分配／合成电路设计 |
| 10.4 单片功率放大器设计 |
| 10.5 小结 |
| 第十一章 结论 |
| 参考文献 |
| 发表论文目录 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（7）InGaP/GaAs微波HBT器件及VCO电路的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 引言 |
| 第二章 文献综述 |
| 2.1 微波器件概述 |
| 2.1.1 微波器件常用材料体系 |
| 2.1.2 各种类型的微波器件 |
| 2.2 HBT的特点和研究概况 |
| 2.2.1 HBT的特点 |
| 2.2.2 HBT的研究概况 |
| 2.2.3 InGaP/GaAs HBT的特点和研究概况 |
| 2.3 HBT材料生长技术 |
| 2.3.1 MBE简介 |
| 2.3.2 MBE的基本原理 |
| 2.3.3 GSMBE技术简介 |
| 2.4 HBT的基本原理 |
| 2.5 HBT的主要特性 |
| 2.5.1 频率和功率 |
| 2.5.2 电流增益 |
| 2.5.3 热可靠性 |
| 2.5.4 开启电压和膝点电压 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 InGaP/GaAs HBT仿真与设计 |
| 3.1 MEDICI模拟外延结构设计 |
| 3.1.1 MEDICI仿真方法及注意事项 |
| 3.1.2 阻挡层厚度对β的影响 |
| 3.1.3 基区厚度对β的影响 |
| 3.1.4 不同结构参数HBT的β和f_T模拟结果 |
| 3.1.5 不同结构参数的大尺寸HBT特性 |
| 3.1.6 HBT材料结构设计 |
| 3.2 HBT版图设计 |
| 3.3 无源器件设计 |
| 3.3.1 MIM电容 |
| 3.3.2 螺旋电感 |
| 3.3.3 NiCr电阻 |
| 3.3.4 变容二极管 |
| 3.4 总版图 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 InGaP/GaAs HBT工艺研究及测试 |
| 4.1 湿法腐蚀工艺研究 |
| 4.1.1 影响湿法腐蚀的因素 |
| 4.1.2 InGaP/GaAs界面腐蚀问题与分析 |
| 4.1.3 湿法腐蚀实验及结果讨论 |
| 4.2 器件隔离工艺研究 |
| 4.2.1 腐蚀和注入隔离实验 |
| 4.2.2 隔离结果与分析 |
| 4.3 欧姆接触工艺与分析 |
| 4.4 Ledge技术 |
| 4.5 空气桥工艺 |
| 4.6 InGaP/GaAs HBT工艺流程 |
| 4.7 HBT器件特性测试和分析 |
| 4.8 小结 |
| 第五章 X波段HBT VCO设计 |
| 5.1 MMIC简介 |
| 5.2 HBT的等效电路模型 |
| 5.3 VCO简介 |
| 5.4 VCO设计方法 |
| 5.5 VCO电路的ADS仿真设计 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表论文目录 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）常规型AlGaN/GaN HEMT器件电应力及辐射应力可靠性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 AlGaN/GaN HEMT器件研究进展 |
| 1.1.1 GaN基HEMT器件的优势 |
| 1.1.2 AlGaN/GaN HEMT器件的研究概述 |
| 1.2 GaN基HEMT器件的可靠性研究现状 |
| 1.2.1 GaN基HEMT器件的可靠性问题 |
| 1.2.2 AlGaN/GaN HEMT高场可靠性的研究现状 |
| 1.2.3 AIGaN/GaN HEMT辐照可靠性研究现状 |
| 1.3 本文研究内容及安排 |
| 第二章 AlGaN/GaN HEMT器件工作原理 |
| 2.1 GaN/AlGaNHEMT器件的工作原理 |
| 2.2 AlGaN/GaN HEMT器件的直流特性 |
| 2.3 AlGaN/GaN HEMT器件的制备工艺 |
| 2.4 AlGaN/GaN HEMT器件的直流测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 AlGaN/GaN HEMT器件仿真研究 |
| 3.1 仿真工具及仿真方法 |
| 3.1.1 Slivaco TCAD仿真软件介绍 |
| 3.1.2 物理模型 |
| 3.1.3 器件结构及基本特性 |
| 3.2 缺陷对HEMT器件性能的影响 |
| 3.2.1 AlGaN势垒层陷阱浓度 |
| 3.2.2 AlGaN势垒层陷阱能级 |
| 3.2.3 AlGaN势垒层表面态浓度 |
| 3.2.4 AlGaN势垒层表面态能级 |
| 3.2.5 GaN缓冲层陷阱浓度 |
| 3.2.6 GaN缓冲层陷阱能级 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 AlGaN/GaNHEMT器件电应力可靠性 |
| 4.1 AlGaN/GaN HEMT器件高场退化模型 |
| 4.1.1 热电子注入模型 |
| 4.1.2 栅电子注入模型 |
| 4.1.3 逆压电极化效应模型 |
| 4.2 AlGaN/GaN HEMT器件高场退化机制 |
| 4.2.1 测试样品及测试流程 |
| 4.2.2 开态恒压应力 |
| 4.2.3 开态阶梯应力 |
| 4.3 AlGaN/GaN HEMT器件的加固措施 |
| 4.3.1 场板结构 |
| 4.3.2 钝化结构 |
| 4.3.3 改善生长工艺 |
| 4.3.4 优化GaN缓冲层 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 AlGaN/GaN HEMT辐照应力可靠性 |
| 5.1 半导体材料的辐照效应 |
| 5.2 GaN基材料辐照感生缺陷 |
| 5.3 AlGaN/GaN HEMT器件的质子辐照效应 |
| 5.4 AlGaN/GaN HEMT器件的抗辐照加固措施 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）突变材料对光电器件中电流、热量和光波控制的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| §1-1 突变材料组成半导体量子阱激光器的发展及特点 |
| 1-1-1 突变材料组成半导体激光器的发展 |
| 1-1-2 半导体激光器原理 |
| 1-1-3 突变材料组成量子阱激光器的发展 |
| 1-1-4 突变材料构成大功率半导体激光器的发展现状 |
| §1-2 材料突变构成 VCSELs 的发展现状 |
| 1-2-1 VCSELs 的发展现状 |
| 1-2-2 多种材料突变构成VCSELs 的特点 |
| §1-3 半导体激光器在电器中的应用及相应产品 |
| §1-4 有限元法发展、特点及在半导体中的应用 |
| 1-4-1 有限元发展的过程 |
| 1-4-2 有限元常用方法简介 |
| §1-5 有限差分法的发展、特点及在半导体中的应用 |
| 1.6 本文的主要工作和安排 |
| 第二章 传输矩阵方法对周期多层材料对光限制的研究 |
| §2-1 单层和两层突变材料组成的薄膜反射率的分析 |
| 2-1-1 使用导纳描述突变材料界面之间光的传输 |
| 2-1-2 突变材料构成单层薄膜的传输矩阵模型 |
| 2-1-3 突变材料构成两层薄膜中的光传输模型 |
| §2-2 多层突变材料组成的薄膜中光波的仿真 |
| 2-2-1 多层突变材料组成薄膜中反射率计算理论模型 |
| 2-2-2 多层突变材料组成薄膜中光波的传输理论模型 |
| 2-2-3 三层减反射膜的反射率和光场的仿真 |
| 2-2-4 突变材料组成 DBR 反射膜的仿真 |
| §2-3 突变材料组成DBR 对 VCSELs 中光波控制的仿真 |
| 2-3-1 VCSELs 传输矩阵模型 |
| 2-3-2 VCSELs 中的反射率 |
| §2-4 本章小结 |
| 第三章 材料突变组成半导体激光器阵列热沉中的温度分析 |
| §3-1 半导体激光器中散热问题综述 |
| 3-1-1 大功率半导体激光器的应用 |
| 3-1-2 温度升高对大功率半导体激光器的影响 |
| §3-2 大功率半导体激光器热沉中的热传导学基本原理 |
| 3-2-1 半导体激光器中热传导的基本形式 |
| 3-2-3 热量传导中满足的微分方程 |
| 3-2-3 大功率半导体激光器热量传导的边界条件 |
| §3-3 有限单元法研究半导体激光器散热的数学基础 |
| 3-3-1 二维平面导热有限元变分方程 |
| 3-3-2 有限单元法分析半导体激光器热沉中单元划分 |
| 3-3-3 有限单元法分析半导体激光器热沉中的温度插值函数 |
| 3-3-4 有限单元法分析半导体激光器热沉中的温度变分计算 |
| §3-4 大功率半导体激光器的结构和有限元方法求解的整体过程 |
| 3-4-1 材料突变组成大功率半导体激光器的结构 |
| 3-4-2 有限元方法求解激光器热沉中温度分布的整体过程 |
| §3-5 有限元仿真大功率半导体激光器阵列矩形热沉中的温度场的结果 |
| §3-6 有限元仿真大功率半导体激光器阵列凹形热沉中的温度场 |
| §3-7 有限元仿真大功率半导体激光器微孔热沉中的温度场 |
| §3-8 本章小结 |
| 第四章 材料突变对VCSELs 中电流限制的理论模型 |
| §4-1 材料突变构成 VCSELs 的常见结构 |
| 4-1-1 质子轰击形成突变限制电流的 VCSELs |
| 4-1-2 单氧化层形成突变层限制 VCSELs |
| §4-2 描述材料突变构成 VCSELs 的光电热耦合相关理论 |
| 4-2-1 VCSELs 中的电势相关理论 |
| 4-2-2 VCSELs 有源区中载流子浓度分布模型 |
| 4-2-3 VCSELs 光场分布模型 |
| 4-2-4 VCSELs 中热场理论模型 |
| §4-3 VCSELs 中电流限制仿真的相关差分方程 |
| 4-3-1 电压和电流分布的数值求解 |
| 4-3-2 有源区中载流子浓度分布的数值差分方程 |
| 4-3-3 有源区中光场分布的数值差分方程 |
| 4-3-4 热场的有限差分方程 |
| §4-4 本章小结 |
| 第五章 材料突变对VCSELs 中电流和热场的仿真 |
| §5-1VCSELs 光电热耦合自洽计算过程 |
| §5-2 电流孔半径为0.6μm 到10μm 的VCSELs |
| §5-3 质子轰击突变材料构成VCSELs 阈值的优化设计及I-P 特性 |
| §5-4 单氧化突变材料控制 VCSELs 的阈值及I-P 特性 |
| §5-5 与文献的比较 |
| §5-6仿真材料突变限制VCSELs特性的总结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间所取得的有关科研成果 |
（10）高功率垂直腔面发射激光器的偏振特性（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 垂直腔面发射激光器(VCSEL)的介绍 |
| 1.1.1 VCSEL的概念简介 |
| 1.1.2 高功率VCSEL的发展现状 |
| 1.2 高功率VCSEL偏振控制的研究背景 |
| 1.3 VCSEL的偏振控制实施方案 |
| 1.4 本论文的研究工作 |
| 第2章 VCSEL的偏振理论分析 |
| 2.1 圆柱状VCSEL的偏振理论分析 |
| 2.1.1 圆柱状VCSEL的横模行为 |
| 2.1.2 圆柱状VCSEL的偏振模式 |
| 2.2 矩形VCSEL的偏振及输出特性模拟 |
| 2.2.1 矩形VCSEL的偏振 |
| 2.2.2 矩形VCSEL的输出特性模拟 |
| 2.3 浅面浮雕VCSEL的理论分析 |
| 2.3.1 DBR的反射率 |
| 2.3.2 浮雕结构VCSEL的阈值增益 |
| 2.3.3 浮雕结构VCSEL的阈值电流和光功率 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 偏振结构VCSEL制备工艺研究 |
| 3.1 VCSEL关键技术研究 |
| 3.1.1 材料外延生长 |
| 3.1.2 清洗 |
| 3.1.3 光刻 |
| 3.1.4 湿法刻蚀 |
| 3.1.5 湿法氧化 |
| 3.1.6 欧姆接触电极 |
| 3.2 底发射矩形VCSEL制备工艺 |
| 3.3 顶发射矩形VCSEL制备工艺 |
| 3.4 浅面浮雕结构VCSEL的制备工艺 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 偏振结构VCSEL测试结果与分析 |
| 4.1 底发射矩形VCSEL性能测试及分析 |
| 4.1.1 底发射矩形VCSEL的输出性能 |
| 4.1.2 底发射矩形VCSEL的偏振特性 |
| 4.2 顶发射矩形VCSEL性能测试及分析 |
| 4.2.1 顶发射矩形VCSEL的输出性能 |
| 4.2.2 顶发射矩形VCSEL的偏振特性 |
| 4.3 浅面浮雕结构VCSEL性能测试及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间学术成果情况 |
| 指导教师及作者简介 |
| 致谢 |
四、GaAs质子注入及其在微波器件中的应用（论文参考文献）
- [1]Si掺杂GaAs辐照下表面形貌和光电特性的研究[D]. 沈烨. 电子科技大学, 2020(07)
- [2]InP/InGaAs HBTs电学特性及质子辐照研究[D]. 刘敏. 西安电子科技大学, 2016(12)
- [3]垂直腔面发射激光器的研制及其特性分析[D]. 晏长岭. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 2000(01)
- [4]GaN基金刚石散热层的制备及其性能研究[D]. 贾鑫. 北京科技大学, 2020(02)
- [5]GaAs质子注入及其在微波器件中的应用[J]. 吴禄训,邵振亚,韩继鸿. 固体电子学研究与进展, 1983(04)
- [6]砷化镓微波单片集成电路研究[D]. 程知群. 中国科学院上海冶金研究所, 2000(01)
- [7]InGaP/GaAs微波HBT器件及VCO电路的研究[D]. 林玲. 中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）, 2007(04)
- [8]常规型AlGaN/GaN HEMT器件电应力及辐射应力可靠性研究[D]. 冯薇. 西安电子科技大学, 2019(05)
- [9]突变材料对光电器件中电流、热量和光波控制的研究[D]. 孙梅. 河北工业大学, 2010(05)
- [10]高功率垂直腔面发射激光器的偏振特性[D]. 王伟. 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）, 2012(09)