本文關(guān)鍵詞：6H-SiC載流子雙極輸運動力學(xué)的瞬態(tài)光柵實驗研究

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【摘要】：載流子雙極擴散系數(shù)、遷移率和非平衡載流子壽命是衡量半導(dǎo)體材料性能優(yōu)劣至關(guān)重要的物理量,對不同溫度和不同激發(fā)強度下半導(dǎo)體材料雙極擴散系數(shù)、遷移率和非平衡載流子壽命的測量及分析對半導(dǎo)體材料的生長制備及其應(yīng)用具有重要意義。我們的實驗方法采用光致瞬態(tài)光柵技術(shù)。瞬態(tài)光柵技術(shù)是一種全光、非接觸、非破壞的實驗手段,將待測樣品放在兩束相干光的干涉區(qū)域,會在樣品上形成瞬態(tài)光柵,探測光在相干區(qū)域被瞬態(tài)光柵衍射,通過對探測光衍射信號的分析,得到與樣品中非平衡載流子擴散和復(fù)合過程相關(guān)的物理量。本文首先對半導(dǎo)體材料中瞬態(tài)光柵形成的機制進行理論分析,得到非平衡載流子擴散、復(fù)合與光柵衰減率的關(guān)系;分別詳細介紹了常規(guī)和外差式瞬態(tài)光柵實驗系統(tǒng)的搭建;實現(xiàn)外差檢測技術(shù)在載流子弛豫動力學(xué)過程的應(yīng)用,提高了檢測效率和信噪比。進而,用已經(jīng)搭建完成的兩種瞬態(tài)光柵實驗系統(tǒng)分別對6H-SiC樣品進行實驗研究,測得幾個不同光柵周期下的衍射信號,得到不同光柵周期下的自由載流子光柵衰減率,通過光柵衰減率與瞬態(tài)光柵光柵周期的關(guān)系得到6H-SiC的載流子雙極擴散系數(shù)、遷移率和非平衡載流子壽命。最后,探究了6H-SiC載流子雙極擴散系數(shù)、遷移率和非平衡載流子壽命隨溫度和激發(fā)強度的變化情況。發(fā)現(xiàn)溫度在24℃到200℃范圍內(nèi),激發(fā)光強度在1.6mW~2.8mW范圍內(nèi),雙極擴散系數(shù)與激發(fā)光功率密度成正比,Da~T-2.2,?~T-3.4,非平衡載流子壽命隨激發(fā)強度增大而減小,隨溫度升高而增大。
【關(guān)鍵詞】：瞬態(tài)光柵 6H-SiC 雙極輸運
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN304.24
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-22
• 1.1 課題來源及研究背景9-13
• 1.2 瞬態(tài)光柵技術(shù)用于研究半導(dǎo)體雙極輸運過程的進展13-17
• 1.3 SiC應(yīng)用研究現(xiàn)狀17-20
• 1.4 課題的研究目的和意義20-21
• 1.5 課題的主要研究內(nèi)容21-22
• 第2章 瞬態(tài)光柵技術(shù)中理論分析22-31
• 2.1 瞬態(tài)光柵的產(chǎn)生23-24
• 2.2 信號的探測24-27
• 2.3 光柵的衰減27-29
• 2.4 本章小結(jié)29-31
• 第3章 6H-SiC的瞬態(tài)光柵實驗研究31-47
• 3.1 6H-SiC的常規(guī)瞬態(tài)光柵實驗研究31-36
• 3.1.1 常規(guī)瞬態(tài)光柵系統(tǒng)搭建31-32
• 3.1.2 載流子弛豫動力學(xué)過程分析32-36
• 3.2 6H-SiC的外差式瞬態(tài)光柵實驗研究36-46
• 3.2.1 外差式瞬態(tài)光柵實驗系統(tǒng)搭建36-39
• 3.2.2 6H-SiC瞬態(tài)光柵衍射信號分析39-46
• 3.3 本章小結(jié)46-47
• 第4章 變激發(fā)強度和變溫下 6H-SiC的雙極輸運過程研究47-56
• 4.1 不同激發(fā)強度下 6H-SiC的雙極輸運過程研究47-50
• 4.1.1 載流子雙極擴散系數(shù)隨激發(fā)強度變化關(guān)系47-49
• 4.1.2 激發(fā)強度對載流子遷移率的影響49
• 4.1.3 非平衡載流子壽命對發(fā)強度的依賴關(guān)系49-50
• 4.2 不同溫度下 6H-SiC的雙極輸運過程研究50-54
• 4.2.1 載流子雙極擴散系數(shù)隨溫度變化關(guān)系52-53
• 4.2.2 溫度對載流子遷移率的影響53-54
• 4.2.3 非平衡載流子壽命隨溫度的變化趨勢54
• 4.3 本章小結(jié)54-56
• 結(jié)論56-58
• 參考文獻58-65
• 致謝65

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本文編號：1024397