V形坑缺陷对GaN材料性能影响研究

CIOMP OpenIR

	V形坑缺陷对GaN材料性能影响研究
	付英昊
学位类型	硕士
导师	孙晓娟
	2018
学位授予单位	中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
学位授予地点	中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
学位名称	硕士
关键词	氮化镓金属有机物气相沉积 V形坑缺陷
摘要	氮化镓(GaN)材料具有直接宽带隙、良好热稳定性和化学稳定性,在发光二极管、激光器、探测器、高电子迁移率晶体管等器件上有重要的应用。但由于异质外延中GaN与衬底之间的晶格失配与热失配,GaN材料中存在高密度缺陷,如V形坑、位错、点缺陷等。这些缺陷在GaN材料中形成非辐射复合中心、载流子散射中心、漏电流通道等,严重影响了GaN基器件的效率、寿命等,制约了GaN基材料和器件的进一步发展和应用。V形坑缺陷是GaN基材料中的常见缺陷。与其他种类缺陷不同,V形坑缺陷在InGaN/GaN量子阱LED中起到了增强其发光效率的作用。对于AlGaN基短波长LED,V形坑未能增强其发光效率。由此可见,在InGaN与AlGaN材料体系下,V形坑对材料性能的影响是不同的。因此,本论文研究了V形坑缺陷对GaN材料性能影响,为揭示V形坑对氮化物的影响机理,实现高性能的GaN基器件提供参考。主要的研究内容和成果如下:(1)研究金属有机化学气相沉积(MOCVD)法生长GaN基材料的生长动力学,研究V形坑缺陷的影响因素,实现了不同V形坑缺陷密度的GaN基材料生长,典型的GaN中的不同的V形坑密度为4.00×10~6 cm~(-2),1.75×10~7 cm~(-2),4.56×10~7cm~(-2)以及8.00×10~7 cm~(-2)。(2)研究了V形坑缺陷对GaN基材料光学特性的影响规律,通过研究不同V形坑密度的GaN的光致发光谱特性,发现V形坑缺陷没有在GaN能带结构中形成深能级,并且能够在一定程度上抑制浅施主能级形成;同时,研究了V形坑对GaN基材料结构特性的影响,通过研究不同V形坑密度的GaN的X射线衍射谱(XRD),发现V形坑并未引起GaN基材料半峰宽的明显展宽,说明其未破坏GaN外延层晶体结构特性。此外,研究了V形坑对GaN基材料应力的影响,对不同V形坑密度的样品的拉曼特性进行研究,结果表明V形坑在GaN基材料中起到了释放应力的作用。
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/61552
专题	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	付英昊. V形坑缺陷对GaN材料性能影响研究[D]. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所). 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所),2018.

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V形坑缺陷对GaN材料性能影响研究.ca（4204KB）	学位论文		开放获取	CC BY-NC-SA	请求全文