本文關鍵詞：6H-SiC載流子雙極輸運動力學的瞬態(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體材料性能優(yōu)劣至關重要的物理量,對不同溫度和不同激發(fā)強度下半導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體材料的生長制備及其應用具有重要意義。我們的實驗方法采用光致瞬態(tài)光柵技術。瞬態(tài)光柵技術是一種全光、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合過程相關的物理量。本文首先對半導體材料中瞬態(tài)光柵形成的機制進行理論分析,得到非平衡載流子擴散、復合與光柵衰減率的關系;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)外差檢測技術在載流子弛豫動力學過程的應用,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。
【關鍵詞】：瞬態(tài)光柵 6H-SiC 雙極輸運
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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)光柵技術用于研究半導體雙極輸運過程的進展13-17
• 1.3 SiC應用研究現(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