【摘要】：高質(zhì)量材料的制備,對(duì)基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展及器件制備至關(guān)重要。為實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量氮化物材料的外延生長(zhǎng),需要不斷探索材料生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)規(guī)律,并為器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出指導(dǎo)性的方針建議。本文通過(guò)MBE方法制備出全組分InxGa1-xN,隨后對(duì)液滴誘導(dǎo)下InGaN的外延生長(zhǎng)做深入研究,并針對(duì)其光照下的輸運(yùn)特性展開(kāi)研究:1.通過(guò)MBE溫度控制法,實(shí)現(xiàn)了全組分InxGa1-xN薄膜的生長(zhǎng)制備。RHEED和AFM結(jié)果發(fā)現(xiàn),低In組分和極高In組分時(shí)是二維層狀生長(zhǎng)模式,中間組分則是出現(xiàn)三維生長(zhǎng)模式。XRD測(cè)試則表明InxGa1-xN的晶體質(zhì)量隨著In組分的增大表現(xiàn)出先惡化后改善的趨勢(shì),這與InxGa1xN材料的合金無(wú)序有關(guān)。中間In組分InGaN薄膜的合金無(wú)序最嚴(yán)重,所以晶體質(zhì)量最差。2.研究了 In液滴誘導(dǎo)下表面的“微盤(pán)”結(jié)構(gòu)。為了解釋微結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程,我們提出一種新的生長(zhǎng)模型。模型中,液滴的邊緣是一種近氣-液-固三相共存的系統(tǒng),界面能最低,使得InxGa1-xN在這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的生長(zhǎng)速度最快,同時(shí)In本身可以作為催化劑,加速I(mǎi)nxGa1-xN的生長(zhǎng),從而形成了“微盤(pán)”結(jié)構(gòu)。EDS分析表明,液滴覆蓋的區(qū)域,In組分更高,這與生長(zhǎng)過(guò)程中,液滴的形成,增加了局部的III/V比,導(dǎo)致In組分的增加有關(guān)。3.借助微區(qū)反射差分譜對(duì)液滴下InxGai-xN薄膜應(yīng)力場(chǎng)均勻性進(jìn)行了深入的探討。結(jié)果表明,“微盤(pán)”的反射差分圖像呈現(xiàn)出四極性分布,根據(jù)模型計(jì)算推導(dǎo)表明,這種四極性分布只有在應(yīng)力場(chǎng)均勻性分布時(shí)才會(huì)出現(xiàn),即產(chǎn)生RD信號(hào)的來(lái)源只有“微盤(pán)”邊界的高度起伏,因此液滴覆蓋下InxGa1-xN薄膜的應(yīng)力場(chǎng)可以認(rèn)為是均勻的。4.系統(tǒng)研究了不同In組分InxGa1-xN薄膜光照下的輸運(yùn)特性,發(fā)現(xiàn)存在一個(gè)臨界In組分xc(xc = 0.7),當(dāng)In組分xxc,InxGa1-xN表現(xiàn)出負(fù)的光電導(dǎo),當(dāng)In組分xxc,InxGa1-xN表現(xiàn)出正的光電導(dǎo)。通過(guò)能帶模型的建立,提出一種與In相關(guān)的點(diǎn)缺陷能級(jí)ER,這個(gè)復(fù)合中心的密度決定了光電導(dǎo)的類型。這種點(diǎn)缺陷形成的復(fù)合中心在光照下會(huì)俘獲空穴,帶正電的復(fù)合中心由于庫(kù)侖勢(shì),對(duì)電子起到散射中心的作用,降低材料的遷移率,進(jìn)而影響電導(dǎo)率的變化。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN304.054
【圖文】：

１．１．１氮化物的晶體結(jié)構(gòu)逡逑通常有三種不同的晶體結(jié)構(gòu)存在于氮化物半導(dǎo)體材料中，分別為纖鋅礦結(jié)構(gòu)、閃逡逑鋅礦結(jié)構(gòu)和巖鹽礦結(jié)構(gòu)，如圖１．邋１．邋１所示。這三種晶體結(jié)構(gòu)空間群的對(duì)稱性依次X楀義細(xì)�。以　酷氇例，险b靠蠼峁故僑任榷ㄏ�，而闪锌矿结构则是亚稳态，栽偒稜q哐溝膩義锨榭魷攏ǎ矗罰擔(dān)板澹牽校幔╁�，邋　酷Ｎ的险b靠罌梢宰湮已慰蠼峁耿恰Ｋ淙渙蕉猿頻南誦垮義峽蠼峁故僑任榷ㄏ�，且主另d牡锿庋由ぜ捌骷圃旒際蹙諳誦靠蠼峁梗義暇植康畝訓(xùn)憒淼仍優(yōu)帕形陜蟻窒笠廊換嵩諭庋庸討幸肷列靠蠼峁溝牡鎩ｅ義隙遙惺焙蛉嗣淺鲇諛承┨厥庖笠不嵊玫窖俏忍納列靠�，所以，其实闪锌矿结辶x瞎溝牡鏌彩且恢紙銜＜陌氳繼宀牧希郟保ǎ蕁ｅ義獻(xiàn)魑任榷ㄏ嗟南誦靠蠼峁�，其晶体结箳爝\(yùn)姆教褰峁刮。哂邪母鱸渝義希ǎ哺黿鶚粼雍停哺齙櫻┑牧薔О�，其晶脣吒数采用（ｉ，］彮ｉ，－］彫e┑男問(wèn)劍粲阱義狹驕怠Ｔ諏蕉猿平峁怪�，人们通常象a卟捎盟鬧嶙昀幢硎揪褰峁埂Ｈ緄酌嬪襄義銜コ桑冢保玻

本文編號(hào)：2755890