發(fā)布時(shí)間：2021-06-22 12:10

　�、笞宓锇雽�(dǎo)體材料以其寬帶隙、高電子遷移率、高熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn),逐漸在半導(dǎo)體器電子、光電子器件研究領(lǐng)域受到關(guān)注。20世紀(jì)90年代,高亮度氮化鎵（GaN）基藍(lán)光發(fā)光二極管（LED）的問(wèn)世,推動(dòng)了以Ⅲ族氮化物為基礎(chǔ)的LED的研究,使得半導(dǎo)體固態(tài)照明技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。與傳統(tǒng)的照明設(shè)備（白熾燈、熒光燈）相比,LED具有亮度高、壽命長(zhǎng)、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于GaN基藍(lán)光LED而言,其核心結(jié)構(gòu)為其內(nèi)部的InGaN/GaN量子阱結(jié)構(gòu),即有源區(qū)。InGaN/GaN量子阱結(jié)構(gòu)可以有效限制載流子,提高LED的發(fā)光效率,并且通過(guò)調(diào)節(jié)In和Ga的組分,可以實(shí)現(xiàn)發(fā)光波長(zhǎng)的調(diào)制。然而,這種周期性的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)也會(huì)引入一系列問(wèn)題影響LED的發(fā)光性能。因此,關(guān)于有源區(qū)的發(fā)光機(jī)制,以及如何提高有源區(qū)發(fā)光效率的研究一直是氮化物L(fēng)ED研究方向的研究熱點(diǎn)。以往的報(bào)道表明,在InGaN/GaN量子阱中由于晶格失配和熱失配產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)引發(fā)極強(qiáng)的極化效應(yīng),這種效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致量子阱發(fā)光效率的降低。本文中設(shè)計(jì)了 InGaN/AlGaInN超晶格量子阱結(jié)構(gòu),即用InGaN/AlGaN超晶格代替常規(guī)InGaN/GaN量子阱中的Ga... 

【文章來(lái)源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：47 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２纖鋅礦結(jié)構(gòu)ＧａＮ中的自發(fā)極化效應(yīng)??

及介電常數(shù)等性質(zhì)都與其合金組分相關(guān)。丨ｎＧａＮ和ＡｌＧａＮ常被用于制備光電子??器件，對(duì)于ＬＥＤ而言，通過(guò)改變Ｉｎ和Ｇａ或Ａ１和Ｇａ的組分比例可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)??光波長(zhǎng)的調(diào)節(jié)。ＵＩ族氮化物及其合金材料的晶格常數(shù)和帶隙寬度如圖１．３所示。??ｖ?ＡＩＮ?一?２００??６．０?一?ＩＩＩ?Ｖ?ｎｉｔｒｉｄｅｓ??：?＼＼?Ｔ?３００?Ｋ??；?＼?（ｆ．?？丨．６?“丨丨）??５?０—?＼?＼．?（Ｂｏｗｉｎｇ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｎｃｇｌｃｃｉｃｄ）??ｕＴ?４．０?－?＼?Ｎ．?－腳二??Ｉ）?：?Ｖ?＼?ＵＶ?１??５?３．０－?Ｖｉｏｌｅｔ?－４００?＇ｉｕ??ｔ?：?＼?￣＾ｒ＝?＾?１??ｃｒ?２．０?－?＼?６００?彡??Ｂ—?７００??■?…－８００??？?Ｕ?Ｃｌ?Ｋ?－１０００??１０?－氣?＾１?＾＼，ｎＮ??３．０?３．１?３．２?３．３?３．４?３．５?３．６?３．７??Ｌａｔｔｉｃｅ?ｃｏｎｓｔａｎｔ?ｔ／〇?（Ａ）??圖１．３?ＩＩＩ族氮化物及其合金材料的晶格常數(shù)、帶隙寬度??理論上，合金材料的晶格常數(shù)和禁帶寬度可以通過(guò)計(jì)算得到。以ＩｎｘＧａｉ＿ｘＮ??為例，根據(jù)Ｖｅｇａｒｄ定律［２７］，其禁帶寬度

ＩｎＧａＮ／ＧａＮ量子阱的生長(zhǎng)方法主要有分子束外延（ＭＢＥ）、金屬物氣相沉積（ＭＯＣＶＤ）和氫化物氣相外延（ＨＶＰＥ）等。生長(zhǎng)過(guò)程中ＧａＮ較高的生長(zhǎng)溫度，通常高達(dá)１０５０°Ｃ，而在ＩｎＧａＮ的生長(zhǎng)中由于Ｉｎ原子活性較為了保證Ｉｎ的含量及分布狀態(tài)，通常采用較低的生長(zhǎng)溫度，約為８００°Ｃ。目工業(yè)上主流的ＬＥＤ生長(zhǎng)方式為ＭＯＣＶＤ，因?yàn)椋停希茫郑纳L(zhǎng)系統(tǒng)在生長(zhǎng)過(guò)可以快速的改變生長(zhǎng)溫度，并且只有ＭＯＣＶＤ具有這種大規(guī)模的的生長(zhǎng)制力。??ＬＥＤ通常外延在ｃ面藍(lán)寶石襯底上，沿著遠(yuǎn)離襯底的方向主要包含ｎ型ＧＩｎＧａＮ／ＧａＮ量子阱以及ｐ型ＧａＮ。由于ＧａＮ直接外延在藍(lán)寶石上，而藍(lán)寶ＧａＮ之間的晶格失配高達(dá)１６％，生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)引入大量的位錯(cuò)和缺陷，這陷會(huì)沿著生長(zhǎng)方向－？直延伸到量子阱區(qū)域甚至Ｐ型ＧａＮ表面。同時(shí)，ＩｎＧａＮＧａＮ材料之間也存在晶格失配和熱膨脹系數(shù)失配，也可能使量子阱區(qū)域產(chǎn)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氮化物深紫外LED研究新進(jìn)展[J]. 王軍喜,閆建昌,郭亞楠,張韻,田迎冬,朱邵歆,陳翔,孫莉莉,李晉閩.  中國(guó)科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2015(06)
[2]GaN substrate and GaN homo-epitaxy for LEDs:Progress and challenges[J]. 吳潔君,王昆,于彤軍,張國(guó)義.  Chinese Physics B. 2015(06)
[3]高靈敏度寬禁帶半導(dǎo)體紫外探測(cè)器[J]. 陸海,陳敦軍,張榮,鄭有炓.  南京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2014(03)



本文編號(hào)：3242809