采用金属有机化学气相沉积系统外延AlGaInP发光二极管, 制备成面积小于12 mil×12 mil(300 μm×300 μm, 1 mil=25.4 μm)的芯片, 封装成裸晶结构并在50 mA、50 ℃加速应力环境下进行1008 h老化寿命实验, 研究外延结构中不同掺杂浓度的分布式布拉格反射镜(DBR)及分段掺杂P型层对小尺寸芯片老化性能的影响。结果表明：随着芯片尺寸缩小, 光衰幅度变大, 当芯片尺寸小于9 mil×9 mil(225 μm×225 μm)时, 通过提升DBR的掺杂浓度可以明显降低光衰幅度; 降低与过渡层相邻的P-Al0.5In0.5P薄层的掺杂浓度, 形成分段掺杂P型层, 通过降低第二段P-Al0.5In0.5P薄层的掺杂浓度, 可以进一步提升老化性能。尺寸为6 mil×6 mil(150 μm×150 μm)的芯片在50 mA、50 ℃环境下老化1008 h, 其光衰幅度可控制在-6%以内。

采用金属有机化学气相沉积系统外延了具有三个不同反射中心波长的AlAs/Al0.5Ga0.5As复合分布式布拉格反射镜(DBR), 利用透射电镜、X射线衍射仪表征其结构、厚度和组分, 利用白光反射谱表征其反射谱强度和带宽。结果表明：该复合DBR比常规DBR和两个反射中心波长复合DBR具有更高的反射谱强度和更宽的带宽。利用该复合DBR制备了AlGaInP发光二级管(LED), 尺寸6.0 mil×6.0 mil(1 mil=0.0254 mm), 并在20 mA测试电流下测得其输出光功率为3.54 mW, 发光效率为17.26 lm/W, 外量子效率为8.77%, 相比常规DBR制备LED输出光功率提高35.1%, 相比两个反射中心波长复合DBR制备LED输出光功率提高11.3%。说明具有三个反射中心波长的复合DBR更大幅度地提升了AlGaInP 发光二极管的出光效率。

理论和实验研究表明，在一定的应变和掺杂浓度下，Si基外延Ge薄膜能实现1.55μm光通信波段的直接带隙发光。讨论了Si基外延Ge材料的生长技术及其能带结构，结合本小组近年来在该领域所取得的成果，介绍了国内外各研究机构对Ge薄膜发光材料和器件的研究进展，展望了未来的发展趋势。