许留洋，高　欣，袁绪泽，夏晓宇，曹曦文，乔忠良，薄报学

(长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室，吉林 长春　130022)



GaAs半导体表面的等离子氮钝化特性研究

许留洋，高欣，袁绪泽，夏晓宇，曹曦文，乔忠良，薄报学*

(长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室，吉林 长春130022)

采用射频(RF)等离子方法，对GaAs样品进行了150 W高功率等离子氮钝化及快速退火处理。经过该方法钝化后的样品，光致发光(PL)强度上升了91%。XPS分析得出，GaAs样品表面的氮化效果随着氮等离子体功率的增加而逐渐趋于明显。氮化后的样品表面未发现氧化物残余。样品在空气中加热放置30 d，PL强度下降不明显，说明表面钝化层具有良好的稳定性。

等离子；XPS；PL；GaAs

*Corresponding Author,E-mail:bbx@cust.edu.cn

1　引　　言

高浓度表面态在禁带中造成费米钉扎现象[1]，对GaAs基高功率半导体激光器的腔面稳定性带来严重影响。研究人员尝试采用多种钝化方法改善或解决这一问题。含硫钝化液对GaAs表面具有明显的PL增强效果[2]，但生成的硫化物表面层性能不稳定，空气中钝化效果不能够长期保持；同时，溶液中常含有杂质元素，会造成器件钝化表面的二次污染。利用外延的方法在GaAs表面生长一层GaN，具有化学性质稳定、热导率高等优点，生成的GaN薄膜也能起到很好的钝化效果[3]。但较高的外延生长温度及大型昂贵的外延生长设备条件使得该方法并不适合实际器件的制作工艺。

对GaAs表面进行等离子氮钝化，使氮离子与表面GaAs反应生成GaN层，可以起到很好的钝化作用[4-5]。然而低功率下的氮等离子体与GaAs表面很难反应；……