简述几种砷化铝相关的研究 仲月瑶 20161108 1.砷化铝的基本性质 2. MOVPE(金属有机气相沉积法)生长AlAs GaAs Bragg反射膜 3. AlAs的选择性湿氮氧化 4. AlGaAs红光LED 砷化铝 (AlAs， Aluminium Arsenide)的基本性质 由化学元素周期表中族元素铝、镓、铟和族元素 磷、砷、锑合成的-族化合物，都是半导体材料 ，大多数具有闪锌矿的结构。 AlAs的晶格常数与GaAs类似 熔点是 1740 密度是 3.76 g/cm3。 介电常数 10.3 禁带宽度 2.16 eV MOVPE(金属有机气相沉积法)生长AIAsGaAs Bragg反 射膜 反射膜通常由周期为具有不同折射率的半导体材料交替生 长构成。理论计算，连续生长存在渐变层，而渐变层大大 降低了反射率；在同样生长条件下间接生长得到较高反射 率的薄膜材料。 实验采用增大气流量，以及连续和间断生长的方法生长 AlAs/GaAs多层膜。利用扫描电镜对截面进行结构分析，间 断生长的膜在500-800nm的波段具有较高的反射，并且半峰 宽可达60nm以上，连续生长的膜反射率较低。 金属有机化学气相沉积法生长AlAs/GaAs Bragg反射膜，通 常由于生长层次多大40多层，生长过程存在表面不均匀， 各层的厚度控制不准确，界面转换的影响，生长气氛等诸 多问题，这些因素影响大面积均匀性好，反射率高的 Bragg反射膜生长。 AlAs的选择性湿氮氧化 因为在400-500温度下的湿氮氧化对AlAs和高Al组分的AlGaAs具 有很强的选择性，而且形成的氧化层性能稳定，电绝缘性好，折射 率低，非常适合于电流限制和光学限制，所以这种氧化工艺在- 族半导体器件制备及光电集成中有着广阔的应用前景。 近来最为引人注目的是湿氮氧化在垂直腔面发射激光器(VCSEL)研 制中的应用由于VCSEL具有许多独特的优点，在光通信、光互连 等领域极有应用前景。VCSEL制备的一个难点是形成理想的电流注 入限制，而湿氮氧化可以方便地在VCSEL中形成良好的电流及光学 限制层，从而使VCSEL的器件性能取得了突破性进展。因此湿氮氧 化已成为目前VCSEL及其列阵研制中应用最为广泛的工艺之一 红光LED 在红色LED材料中，既有传统的磷砷化镓（发射波长650nm），又 有成熟技术的氧化锌掺杂磷化镓材料（发射波长690nm）然而对于 GaAsP而言，由于没有与之晶格相匹配的衬底材料，因此结晶时有 缺陷产生，其发光效率难以提升；而GaP作为间接带隙材料本质上 就无法产生极高的发光效率。较低的亮度限制了GaAsP红光LED， 磷化镓红光LED的使用范围。 高亮红色LED的产品主要基于AlGaAs材料来制备。AlGaAs 的晶格常熟非常接近于GaAs衬底，因此能够在GaAs衬底上 生长较高质量的AlGaAs外延结晶层。 在双异质结构的AlGaAs高亮度红色LED实际应用中，由于 GaAs衬底禁带宽度较小，容易吸收反射光导致AlGaAs LED亮度变低。如果以较高带隙的AlGaAs材料代替GaAs衬 底，由于AlGaAs衬底不吸光从而可将GaAs红色LED亮度提 高一倍以上 请大家批评指正！