本文選題：GaN + MOCVD��； 參考：《吉林大學》2017年碩士論文

【摘要】：目前,以氮化鎵(GaN)為代表的Ⅲ族氮化物半導體在發(fā)光領域得到了廣泛的應用。近些年來,藍光和紅光發(fā)光二極管(LED)的發(fā)展勢頭迅猛,而同樣作為三基色的綠光LED的發(fā)展卻較為緩慢。這主要是因為綠光LED所需要的高質量高銦(In)組分InGaN有源層制備困難。目前獲得的高銦組分InGaN有源層常常表現(xiàn)出晶體質量差、界面粗糙、輻射復合效率低等缺點。本論文利用金屬有機物化學氣相沉積系統(tǒng)(MOCVD),在SiC襯底上制備了晶體質量、表面形貌、光學質量都較好的GaN模板,并在最優(yōu)化的模板基礎上制備了 InGaN/GaN量子阱結構的綠光LED,并對該綠光LED進行了相關表征,具體研究內容如下:(1)SiC襯底上GaN模板的制備。我們在SiC襯底上通過插入AlN緩沖層的方法制備了 GaN模板。著重研究了 AlN緩沖層厚度對GaN模板的晶體質量、光學特性和應力狀態(tài)的影響。實驗結果表明,當AlN緩沖層為120 nm時,GaN模板的各項性能達到最好。(2)在AlN緩沖層上插入三層梯度鋁鎵氮(AlxGa1-xN)緩沖層,并通過改變梯度AlxGa1-xN緩沖層的生長溫度和氨氣(NH3)流量制備出了高質量的GaN模板。結果表明,梯度AlxGa1-xN緩沖層的插入對GaN模板的晶體質量、表面形貌和光學質量具有重要影響:薄膜質量顯著提高,GaN模板中壓應力的增加,對于緩解降溫過程中的張應力更為有效。通過優(yōu)化AlGaN緩沖層的生長條件,GaN模板的螺位錯和刃位錯密度分別達到了 7×107和3.1×108 cm-2,樣品的表面粗糙度為0.381 nm。(3)在上述GaN模板中插入SiNx掩膜以進一步優(yōu)化GaN模板,著重研究了不同層數(shù)的SiNx掩膜對GaN模板的晶體質量和應力狀態(tài)的影響,實驗表明,多層SiNx掩膜的插入會進一步提高GaN模板的晶體質量,并更大程度地降低GaN模板中的張應力。(4)我們在插入最優(yōu)化生長條件的AlN緩沖層、三層梯度AlxGa1-xN緩沖層、兩層SiNx掩膜的GaN模板基礎上制備了 InGaN/GaN量子阱綠光LED,并通過光刻、電感耦合等離子體(ICP)刻蝕及蒸鍍等方法制備了具有良好歐姆接觸特性的p型Ni-Au電極。著重研究了不同量子阱對數(shù)對LED的材料特性和光電特性的影響。實驗表明:InGaN/GaN量子阱綠光LED界面陡峭、品格完整、厚度均勻;器件的開啟電壓約為3.8 V,呈現(xiàn)出較好的整流特性;在光致發(fā)光和電致發(fā)光譜中均可測試到器件位于綠光波段的發(fā)光峰。另外,隨著量子阱對數(shù)的減少,量子阱結構中的In組分從24.1%提高到28.8%,且光致發(fā)光和電致發(fā)光譜均發(fā)生了明顯的紅移。
[Abstract]:At present, group 鈪，

本文編號：1783381