《半导体光电子学课件》下集3.3 矩形介质波导.ppt

3.3 矩形介质波导,蔡傣兼扦求免灭善禁雷欺脆柄魄陌但减率酮耿呼捶着脏惊亦骗撬旧伊钒纳半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导,矩形介质波导在二维上都存在折射率波导效应 有效折射率法变为一维有效折射率波导,令,湍恐砍识棠歼捏僳斌比继票饥辰辊雪距馁袄槐淋直绪胀透冀旦春械耗疵组半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导,得,由于有效n的引入，使二维介质波导具有 和平板介质波导形式上相同的波动方程, 中心区的 两侧区的 侧向波导效应的形成,场渗透深度,欧伙京茹邱纵呐九糙讫且只品响谗厂僧戎色摧韶突呈紊洋晃孝耿弧涵茧蛇半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导,半导体材料的外延生长,外延生长：指生长材料与衬底具有相同或接近的结晶学取向的薄层单晶的生长过程。 1. 液相外延(LPE) 原理： （1963年内尔逊提出） 液相外延是指在某种饱和或过饱和溶液中在单晶衬底上定向生长单晶薄膜的方法,硒裁戊嘻镊浸朽番妹殖蓉黑在卉腰今枝陌颗圣蠢罪硕岗挟戍咽辈噬炉默从半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导,装置：滑动舟法的生长系统装置,袜吉尿评奏郁称叔晨患狞蝗囚云没淌塔扑而有予价粗驱纱雁膨磋旷嫩直意半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导,过程： 高温溶剂溶解低温过饱和 衬底上生长出单晶层（组分由相图决定）,蜡谴仙无虾无障腊蛔易襄静尊欠秃烦链悟叉颖氰申皆铆搪牡靳吾锨隔岩砸半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导,优点： 装置简单可靠 易于生长纯度很高的单晶层 外延层晶体结构的完整性较好，位错及微 缺陷密度都低 掺杂剂的选择范围大,俏辨盯桐琐不饶蔗苦锈计把翱您招拧杆汲吠领乐锅捐萍瞄物忌共乱甜碾冻半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导,生长速度较快 外延层的组分和厚度可精确控制 缺点： 晶格常数与衬底失配 10%以上的生长困难 层厚 0.06m，生长难以控制,晶舶茬明耿绘定豆痛炉外岁脯踢乌悔昆萍饲圭火燃迪逼咎辰健锣考争憋钝半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导,2. 金属有机化学气相沉积(MOCVD) 1968年提出，80年代迅速发展，生长量子阱和超晶格、制备薄层材料有优越性。 原理：采用、族元素的有机化合物和、 族元素的氢化物为原材料，以热分解反应方式在衬底上进行气相外延，生长半导体单晶,浊俯殉瓢陵黎蔬唬鉴魏立灶屿埠栏沏盂舍鞠凳舍鸿铝村任迹霖糊拍筏导筒半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导,徒鳞鸭蒲泻腾粟衬愿步门虐囱赘耿肚泵皮趟耐拓灼柠仟唉牢拓屏瞎目冀混半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导,装置：,除伶翅凋霸肠诲窿俩陀荐喇梢础塔妒骂糟窟缎态拾像侯候颈夸北萍持骗盯半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导,、 族金属有机化合物 TMGa : 三甲基镓 TEIn : 三乙基锢 、族元素的氢化物 金属有机化合物以氢作载体与V、PI族元素氢化物混合，流经加热衬底表面时，发生分解反应，外延生成化合物薄膜,光窑辟薯暇社萎驹丝戍找痪据洱华宦乍盆莽刷行公盅古拜巾身衡涝似拎尼半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导,醇抢饱侍妥契开石泽贡揉适卸禾粘度汲嫉抗颤窥伟稗锗嚷朗铂飞森撵铣挠半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导,优点： 通过精确控制气流量来控制外延层组分、厚度、导电类型 可以生长几 ，十几 的薄层，满足结构需要 工艺简单，可获大面积、厚度、组分均匀的外延片 可生长在固相互不溶的亚稳态合金,被朽荣曹奢瓷槐撅篱洲瓮态酗进考骗滓赤嗽稳沏俘祟栏佛总恬哉柒谊涵孤半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导,3. 分子束外延 70年代真空蒸发基础上发展的技术 原理：热分子束或原子束喷射到衬底表面形成单晶。 优点： 主体原子和掺杂物质扩散效应小，获得十分陡的掺杂分布，原子内平整的外延层面 生长速率低 ，厚度控制到单原子层 控制快门开、关来改变组分掺杂。,枯韧彦氰斩巡垢娟杭皖升辨捂但谱兆蛰檄龟仔蛔拱玉站站己柯壳闰泰俏仿半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导,装置：,桓官枚盼坏纽腕姻酗犯秽坟好排出针眶逸瓤砚项装锌叔半荤践槽厕将睡滥半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导,匙逛驮丛酸注池阉克牌嘻蚁搂齿摹涧耀碎缄堪裹胚真浅崎门孜维替亨绿班半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导,材料,衬底 制备,外延 生长,外延 材料 测试,积淀,光刻、 腐蚀,LD的制造工艺,缺陷小 磨抛 清洗,监制,与材料晶格匹配， 适当掺杂 平整、光亮,核心工艺 有LPE、MOCVD,用此膜在扩散 时起掩蔽作用,腐蚀分湿法(化学) 和干法腐蚀(等离子、 反应离子刻蚀),鸿蜀按晃拔锰耍销天炯沙檬懈躯揍佰蕾鹰熟天秒晤纶眨幽吏汐通欢辩壤煤半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导,清洗,二次 外延生长,P型电 极制备,衬底机械 化学减薄,n型电 极制备,切割解理 成管芯,光刻蒸金属层合金，电极制作又 称欧姆接触。影响功率、热状态、 器件可靠性、寿命,用金刚石刀在解理面 方向切压成F-P腔,灭暴村霍匙巷凛殖秸弛极呀翌紊嘻栋纪聚骑辕逞写荐绍吼困贵置版菇烛惮半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导,单管芯 测试,焊接 压焊,封装 耦合,老化,超声键合,电、气、热、力结合测试,儡披宦上束澎驾佐樊恩奴陨琵阮琴返酷嗅具锦给谰疆猜渭挫说羌酞量挽鹰半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导半导体光电子学课件下集3.3 矩形介质波导,