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使用感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术刻蚀GaAs材料,在光刻过程中采用不同厚度的光刻胶,研究在同一刻蚀条件下不同光刻胶厚度对刻蚀图形侧壁倾斜度的影响,并研究了光刻胶厚度对侧壁倾角影响在不同大小图形刻蚀中的尺寸效应,提出了关于刻蚀机理的尺寸增益现象及可能发生的刻蚀离子的散射模型,解释了光刻胶厚度较大时小线宽图形侧壁倾角变化明显的现象.在研究光刻胶厚度对侧壁倾角影响的基础上,研究了不同ICP刻蚀选择比对GaAs样品刻蚀后侧壁倾角的变化的影响,并从GaAs干法刻蚀机理及刻蚀条件对ICP刻蚀过程中的化学、物理反应的影响来解释这一现象.

关键词: ICP刻蚀 , 光刻胶 , 侧壁倾角 , 刻蚀选择比

KOH热湿腐蚀法准确估算GaN的位错密度

高志远 , 郝跃 , 张进城 , 张金凤 , 倪金玉

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2008.04.003

实验目的在于解决GaN外延层中六方形腐蚀坑起源问题存在的分歧,并利用腐蚀法准确地估计GaN的位错密度.大量对熔融KOH腐蚀GaN过程中表面形貌的演化以及温度和时间对腐蚀结果影响的实验结果表明,位错类型与腐蚀坑三维形状相对应,而与腐蚀坑大小无关,极性是GaN不同种类位错的腐蚀坑具有不同形状的决定性因素.使所有缺陷都显示出来所需的腐蚀温度和时间呈反比关系.腐蚀法估算GaN位错密度的准确性取决于优化的腐蚀条件和合理的微观观测方法.

关键词: 位错密度 , GaN , 腐蚀坑密度 , 腐蚀机制

GaN薄膜大型V形表面坑的形成和光学性质

高志远 , 段焕涛 , 郝跃 , 李培成 , 张金凤

材料研究学报 doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2008.06.019

研究了用MOCVD设备在高温和低V/Ⅲ条件下生长的GaN薄膜表面存在的与位错相连的大型V形表面坑,并提出了一个有关质量疏运机制的模型以解释其形成机理.由衬底扩散上出来的Al原子对大型坑的形成具有辅助作用,并阻止了深能级杂质或空位缀饰与坑相连的位错.GaN内的位错是非辐射复合中心,但对深能级发光不起作用.

关键词: 无机非金属材料 , 半导体材料 , 缺陷 , 材料表征 , 表面坑

GCr15轴承钢凝固过程组分变化对夹杂物析出的热力学研究

唐国章 , 曾亚南 , 李俊国 , 付国强 , 高志远

钢铁钒钛 doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2016.01.024

基于FactSage热力学软件的最小吉布斯自由能原理,研究了不同[Ca]、[Mg]、[m]、[O]含量条件下GCr15轴承钢凝固过程中夹杂物的析出行为.结果表明:随着[Ca]含量由0.000 5％增加至0.0045％,轴承钢中析出的夹杂物类型由CaO·2MgO·8Al2O3 、CaO·2Al2O3向2CaO·SiO2、CaS转变,钢中夹杂物总质量分数由约0.0045％增加到约0.009 4％.随着[Mg]含量从0.000 1％增加到0.0009％,钢中析出的夹杂物由CaO· Al2O3、2CaO·SiO2向MgO·Al2O3和CaS转变,钢中夹杂物总质量分数由约0.003 2％增加到约0.004 1％;[Al]含量由0.005％增加至0.05％时,钢中析出的夹杂物类型由2CaO · SiO2向CaO·Al2O3、CaO·2Al2O3转变,夹杂物总量由0.002 8％增加至0.003 3％,变化相对不明显;随着[O]含量由0.000 3％增加至0.002 1％,钢中析出的夹杂物类型由CaS向CaO · Al2O3、CaO·2Al2O3转变,夹杂物析出量由0.0024％增加到约0.005 1％.

关键词: 轴承钢 , 组分 , 夹杂物 , 热力学

氩氧脱碳炉渣矿相组成及其定量分析研究

王子明 , 李俊国 , 刘宝 , 曾亚南 , 高志远

冶金分析 doi:10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.009945

氩氧脱碳炉（AOD）渣是精炼法冶炼不锈钢过程产生的副产物，具有较好的可回收利用价值，但由于渣中含有一定量重金属铬元素，且在雨水淋溶作用下，铬会从渣中释放，从而对生态环境以及人体健康造成威胁。因此，实验以AOD渣为研究对象，采用X射线衍射（XRD）与扫描电镜结合能谱分析（SEM／EDX）的研究方法，对AOD渣的矿物组成进行了定性分析，在此基础上，采用绝热法和K值法分别对AOD渣中主要矿相进行定量分析。结果表明，AOD渣的主要初始矿相为γ-硅酸二钙、枪晶石、镁硅钙石、透辉石以及硅灰石；绝热法分析结果表明，γ-硅酸二钙、枪晶石、镁硅钙石、透辉石以和硅灰石质量分数分别为41.6％、16.4％、17.1％、14.7％和10.2％；K值法得到的这5种矿相质量分数分别为44.6％、14.9％、13.9％、10.7％和8.3％；两种定量分析方法确定的结果基本一致，其中，绝热法无需添加参考相，操作简便，精度能够满足定量分析要求，较为适于AOD渣矿相组成的定量分析研究。

关键词: 氩氧脱碳炉渣 , 矿相组成 , 定量分析 , 绝热法 , K值法

异质外延GaN薄膜中缺陷对表面形貌的影响

高志远 , 郝跃 , 张金凤

材料导报

通过对异质外延GaN薄膜中各类结构缺陷进行系统的研究,发现材料内部的各种体、面和线缺陷,包括沉淀物、裂纹、反向边界、局部立方相、小角晶界和位错,都会对表面形貌产生影响,并具有对应的特征形貌.GaN薄膜中缺陷与表面形貌的这种对应关系,可以通过MOCVD生长机理和缺陷间相互作用机制加以解释,同时也提供了一种简单而有效的研究与检测GaN材料内部缺陷的方法.

关键词: GaN , 缺陷结构 , 表面形貌 , 生长机理

808nm高功率量子阱远结激光器及其电噪声特性

胡贵军 , 石家纬 , 张素梅 , 齐丽云 , 李红岩 , 张锋刚

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2000.03.037

介绍了808nm高功率量子阱远结半导体激光器的结构和器件特性,测试了器件的低频电噪声,讨论了噪声与频率、注入电流及器件质量的关系.结果表明,808nm高功率量子阱远结半导体激光器的阈值电流在老化初期随时间的延续而降低,其噪声在低频段主要为1/f噪声,且在阈值附近有最大值,器件噪声与器件质量有一定的相关性.

关键词: 半导体激光器 , 高功率 , 远结 , 噪声

高功率GaAs/GaAlAs单量子阱远结激光器

石家纬 , 张素梅 , 齐丽云 , 胡贵军 , 李红岩 , 李永军 , 刘建军 , 张锋刚

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2000.03.026

通过对50余只808nm的GaAs/GaAlAs高功率单量子阱远结半导体激光器的老化实验观测,在老化初期(前520h),阈值电流随老化时间的延长而下降,下降幅度高达57mA,从1000h多的恒流电老化结果可以看出,器件的输出光功率在老化初期有所上升,随后,表现出按指数规律缓慢下降的行为.初步实验结果表明器件具有长寿命的潜力.

关键词: 高功率 , 单量子阱 , 远结半导体激光器 , 老化