应用电子束蒸镀氧化铟锡(ITO)薄膜, 在氮气环境中对ITO膜进行不同温度下快速热退火(RTA)处理。采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)技术、扫描电子显微镜(SEM)、可见光分光谱仪、四探针测试仪测试了快速热退火处理对电子束蒸镀制备ITO薄膜的晶向、微结构、组分、光电特性的影响。分析结果表明, 退火温度升高, 有利于Sn释放5s轨道上的电子, Sn4+取代In3+形成新的化学键。此外, 退火温度升高还提升了Sn、In原子的结合能, 改变了Sn、In的氧化程度, 增加了ITO薄膜晶体的载流子浓度和迁移率, 改善了ITO薄膜晶体晶格畸变、缺陷密度与致密性, 促进晶格失配的恢复。在450 ℃温度下快速热退火可获得光电特性较好的ITO薄膜。

应用等离子体增强化学气相淀积(PECVD)法制备SiO2薄膜, 并用折射率来表征致密性。研究了SiO2薄膜致密性与射频(RF)功率、基板温度、腔内压强、N2O/SiH4流量比的关系。通过Filmetrics薄膜测厚仪F20测量了薄膜的折射率, 用聚焦离子束扫描电镜(FIB-SEM)测量了表面微结构。利用能量弥散X射线(EDX)分析薄膜中Si、O、N元素含量随工艺参数变化对致密性的影响。进行多因子实验设计(DOE), 得出了各种条件下最优的折射率与结构的生长条件, 并研究了SiO2薄膜致密性随工艺条件变化的机理。

采用半导体激光器制备了硅基AlGaInP发光二极管，研究了激光能量密度、重复频率及平台加工速度对加工效果的影响，利用电子显微镜等测试工具分析了经激光加工后的硅基LED芯片表面和侧面形貌等结构特性，获得了较优的加工参数。

介绍了一种利用盐酸、磷酸混合液对不同Al组分(AlxGa1-x)0.5In0.5P的选择性腐蚀特性对倒装AlGaInP红光LED进行表面粗化的方法。通过向粗化层GaInP加入适量的Al, 在Al组分为0.4时, 利用体积比为1∶10的HCl∶H3PO4可以得到横向尺寸约为60nm, 纵向尺寸约为150nm的最有利于出光的类三角圆锥型表面结构。器件测试结果表明, 在20mA注入电流下, 器件外量子效率比粗化前提高了80%。

量子点中的应变场分布对量子点的力学稳定性、压电性能以及光电性能有着重要的影响。基于有限元方法，并考虑了InN/GaN材料的六方纤锌矿结构特性，分别对透镜形、平顶六角金字塔形和六角金字塔形量子点的应变分布进行了比较，结果表明应变主要集中在浸润层和量子点内，在讨论量子点中电子能级时必须考虑浸润层的影响。量子点内的应变分布及静水应变和双轴应变受几何形状的影响明显。此外还计算了三种形状量子点的总能量，六角金字塔形量子点总能量最小，而透镜形量子点总能量最大，因此六角金字塔形是最稳定的结构，而透镜形是最不稳定的结构。

采用波长漂移法对基于C-mount封装类型的不同尺寸芯片的热阻进行测量， 得到了使热阻最小的最佳芯片尺寸和铟焊料厚度。测量结果表明，在铟焊料厚度为10 μm、输出功率为2 W、条宽为200 μm、腔长为2 000 μm时，激光器芯片的热阻最小值为2.01 ℃/W。在铟焊料厚度为5 μm和10 μm两种条件下，对腔长为2 000 μm的不同条宽的激光器芯片的热阻进行了测量，在铟焊料厚度为5 μm时，激光器芯片的热阻由原来的2.01 ℃/W降到了1.85 ℃/W。

用ANSYS有限元热分析软件模拟了基于AlN膜钝化层和SiO2膜钝化层的高功率垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)器件内部的热场分布和热矢量分布。经模拟得到基于AlN膜钝化层的VCSEL热阻为3.123℃/W，而基于SiO2膜钝化层的VCSEL的热阻为4.377℃/W。经实验测得基于AlN膜钝化层的VCSEL热阻为3.54℃/W，而基于SiO2膜钝化层的VCSEL的热阻为4.75℃/W，模拟结果与实验结果吻合较好。

本文用ANSYS有限元热分析软件模拟了基于AlN膜钝化层和SiO2膜钝化层的高功率垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)器件内部的热场分布和热矢量分布.目的是证明AlN膜钝化层要比SiO2膜钝化层有具更好的特性，使器件能更稳定的工作，提高器件的特性，经模拟得到基于AlN膜钝化层的VCSEL热阻为3.12 ℃/W，而基于SiO2膜钝化层的VCSEL的热阻为4.77 ℃/W.经实验测得基于AlN膜钝化层的VCSEL热阻为3.59 ℃/W而基于SiO2膜钝化层的VCSEL的热阻为4.82 ℃/W，模拟结果和实验结果吻合较好.说明AlN膜钝化层要比SiO2膜钝化层具有更好的热特性.