ZnO/GaN異質(zhì)結(jié)LED的制備與特性研究
發(fā)布時間：2021-07-11 06:40
ZnO是一種常見的直接帶隙寬禁帶半導(dǎo)體材料,是第三代半導(dǎo)體材料中的研究熱點。其在室溫下具有較大的激子束縛能（60 me V）,禁帶寬度為3.37 e V,能廣泛應(yīng)用于短波長光電子器件和光探測器等領(lǐng)域中。然而,穩(wěn)定的p-ZnO材料的制備依然是如今行業(yè)內(nèi)的一個難題,極大地制約了ZnO基光電器件的發(fā)展。GaN同為產(chǎn)業(yè)上廣泛應(yīng)用的第三代半導(dǎo)體,與ZnO擁有很小的晶格失配（1.8%）,相近的禁帶寬度和電子親和勢,所以我們常以p-GaN/n-ZnO異質(zhì)結(jié)為基礎(chǔ)制備光電子器件。在本論文中,我采用金屬有機(jī)化學(xué)氣象沉積系統(tǒng)（MOCVD）在p-GaN/c-Al2O3襯底上生長了ZnO材料,研究了不同生長條件下ZnO材料形貌和質(zhì)量的變化;并將n-ZnO/p-GaN異質(zhì)結(jié)發(fā)光二極管（LED）的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,使器件的性能更加優(yōu)越。主要研究內(nèi)容如下:1.對GaN模板進(jìn)行不同時間（30 s、5 min、15 min、30 min）的腐蝕,并分別在模板上生長ZnO層,觀測ZnO層表面形貌、晶體質(zhì)量、光學(xué)性質(zhì)的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn),ZnO納米柱的尺寸隨著模板上六方小丘的變化而變化;隨著GaN模板腐蝕時間變長,ZnO納米柱直徑...
【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：64 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 前言
1.1 ZnO材料的基本性質(zhì)
1.2 ZnO材料的應(yīng)用
1.3 GaN材料的基本性質(zhì)
1.4 ZnO/GaN材料及異質(zhì)結(jié)器件研究進(jìn)展
1.4.1 ZnO納米材料可控生長的研究進(jìn)展
1.4.2 帶有寬禁帶插入層的n-ZnO/p-GaN異質(zhì)結(jié)器件的研究進(jìn)展
1.4.3 DBR在發(fā)光器件中應(yīng)用的研究進(jìn)展
1.5 本文的研究內(nèi)容
第二章 實驗中采用的生長方法和表征技術(shù)
2.1 實驗中采用的生長方法
2.1.1 MOCVD生長基本原理
2.1.2 生長GaN材料的MOCVD系統(tǒng)簡介
2.1.3 生長ZnO材料的MOCVD系統(tǒng)簡介
2.2 實驗中采用的表征技術(shù)
2.2.1 掃描電子顯微鏡（SEM）
2.2.2 X射線衍射（XRD）
2.2.3 光致發(fā)光譜（PL）
2.2.4 電流-電壓特性（I-V）
2.2.5 電致發(fā)光譜（EL）
第三章 GaN 模板上 ZnO 材料的生長優(yōu)化
3.1 制備ZnO材料的一般步驟
3.2 GaN模板腐蝕對ZnO材料外延生長的影響
3.2.1 實驗步驟
3.2.2 GaN模板腐蝕對ZnO材料形貌的影響
3.2.3 GaN模板腐蝕對ZnO材料晶體質(zhì)量的影響
3.2.4 GaN模板腐蝕對ZnO材料光學(xué)性質(zhì)的影響
3.2.5 實驗結(jié)果分析
3.3 氧流量對ZnO材料外延生長的影響
3.3.1 實驗步驟
3.3.2 氧流量對ZnO材料表面形貌的影響
3.3.3 氧流量對ZnO材料晶體質(zhì)量的影響
3.3.4 氧流量對 ZnO 材料發(fā)光性能的影響
3.3.5 實驗結(jié)果分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 ZnO/GaN異質(zhì)結(jié)器件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化
4.1 器件的制備步驟
4.2 不同厚度SiO_2插入層對n-ZnO/p-GaN異質(zhì)結(jié)器件的影響
4.2.1 實驗步驟
4.2.2 SiO_2插入層厚度對ZnO材料發(fā)光特性的影響
4.2.3 SiO_2插入層厚度對器件電流-電壓特性的影響
4.2.4 SiO_2插入層厚度對器件電致發(fā)光特性的影響
4.2.5 實驗結(jié)果分析
4.3 DBR反射層對n-ZnO/p-GaN異質(zhì)結(jié)器件的影響
4.3.1 實驗步驟
4.3.2 ZnO，GaN及DBR材料表征
4.3.3 DBR反射層對器件電學(xué)特性的影響
4.3.4 實驗結(jié)果分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡介
攻讀碩士期間發(fā)表論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]極性可控的GaN與ZnO薄膜的MOCVD外延生長及其組合發(fā)光器件研究[D]. 蔣俊巖.吉林大學(xué) 2016
[2]ZnO半導(dǎo)體光電材料的制備及其性能的研究[D]. 呂建國.浙江大學(xué) 2005
本文編號：3277553
【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：64 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 前言
1.1 ZnO材料的基本性質(zhì)
1.2 ZnO材料的應(yīng)用
1.3 GaN材料的基本性質(zhì)
1.4 ZnO/GaN材料及異質(zhì)結(jié)器件研究進(jìn)展
1.4.1 ZnO納米材料可控生長的研究進(jìn)展
1.4.2 帶有寬禁帶插入層的n-ZnO/p-GaN異質(zhì)結(jié)器件的研究進(jìn)展
1.4.3 DBR在發(fā)光器件中應(yīng)用的研究進(jìn)展
1.5 本文的研究內(nèi)容
第二章 實驗中采用的生長方法和表征技術(shù)
2.1 實驗中采用的生長方法
2.1.1 MOCVD生長基本原理
2.1.2 生長GaN材料的MOCVD系統(tǒng)簡介
2.1.3 生長ZnO材料的MOCVD系統(tǒng)簡介
2.2 實驗中采用的表征技術(shù)
2.2.1 掃描電子顯微鏡（SEM）
2.2.2 X射線衍射（XRD）
2.2.3 光致發(fā)光譜（PL）
2.2.4 電流-電壓特性（I-V）
2.2.5 電致發(fā)光譜（EL）
第三章 GaN 模板上 ZnO 材料的生長優(yōu)化
3.1 制備ZnO材料的一般步驟
3.2 GaN模板腐蝕對ZnO材料外延生長的影響
3.2.1 實驗步驟
3.2.2 GaN模板腐蝕對ZnO材料形貌的影響
3.2.3 GaN模板腐蝕對ZnO材料晶體質(zhì)量的影響
3.2.4 GaN模板腐蝕對ZnO材料光學(xué)性質(zhì)的影響
3.2.5 實驗結(jié)果分析
3.3 氧流量對ZnO材料外延生長的影響
3.3.1 實驗步驟
3.3.2 氧流量對ZnO材料表面形貌的影響
3.3.3 氧流量對ZnO材料晶體質(zhì)量的影響
3.3.4 氧流量對 ZnO 材料發(fā)光性能的影響
3.3.5 實驗結(jié)果分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 ZnO/GaN異質(zhì)結(jié)器件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化
4.1 器件的制備步驟
4.2 不同厚度SiO_2插入層對n-ZnO/p-GaN異質(zhì)結(jié)器件的影響
4.2.1 實驗步驟
4.2.2 SiO_2插入層厚度對ZnO材料發(fā)光特性的影響
4.2.3 SiO_2插入層厚度對器件電流-電壓特性的影響
4.2.4 SiO_2插入層厚度對器件電致發(fā)光特性的影響
4.2.5 實驗結(jié)果分析
4.3 DBR反射層對n-ZnO/p-GaN異質(zhì)結(jié)器件的影響
4.3.1 實驗步驟
4.3.2 ZnO，GaN及DBR材料表征
4.3.3 DBR反射層對器件電學(xué)特性的影響
4.3.4 實驗結(jié)果分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡介
攻讀碩士期間發(fā)表論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]極性可控的GaN與ZnO薄膜的MOCVD外延生長及其組合發(fā)光器件研究[D]. 蔣俊巖.吉林大學(xué) 2016
[2]ZnO半導(dǎo)體光電材料的制備及其性能的研究[D]. 呂建國.浙江大學(xué) 2005
本文編號：3277553
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3277553.html
最近更新
教材專著
