含In光電半導(dǎo)體材料的光學(xué)與結(jié)構(gòu)特性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-21 04:50
在Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體材料中,銻化銦(InSb)基化合物半導(dǎo)體材料具有最高的常溫載流子遷移率和最小的帶隙,在電場作用下具有優(yōu)異的電子輸運(yùn)性能,因此是制作波長在3~5 Mm范圍的紅外探測器和成像系統(tǒng)的重要材料。氮化銦鋁(InAlN)是一種直接帶隙材料,其禁帶寬度從0.7eV(InN)到6.2 eV(AlN)連續(xù)可調(diào),涵蓋從紅外(IR)到紫外(UV)的寬光譜范圍,這使其滿足全光譜的光電器件制作的需求。而近年來,對(duì)InAlN/GaN基的遷移率晶體管的研究及應(yīng)用也受到人們的廣泛關(guān)注。本文討論的InSb/GaAs和InAlN/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)在未來的半導(dǎo)體光電子、微電子結(jié)構(gòu)、高溫和大功率等器件的設(shè)計(jì)和制作都具有非常重要的研究價(jià)值。為了進(jìn)一步改善InSb和InAlN薄膜的晶體質(zhì)量,促進(jìn)半導(dǎo)體材料的工業(yè)生產(chǎn),了解這類材料隨溫度變化的光學(xué)性質(zhì)、晶體結(jié)構(gòu)的內(nèi)部信息、應(yīng)力分布等變得尤為重要;谶@些因素,本論文對(duì)InSb/GaAs材料進(jìn)行了多光譜技術(shù)表征與分析,對(duì)InAlN/GaN材料進(jìn)行了變溫橢圓偏振光譜分析。本文首先介紹和闡述InSb和InAlN材料的基本性質(zhì)及其研究現(xiàn)狀和存在的問題,然后介紹材料的非破壞性表...
【文章來源】:廣西大學(xué)廣西壯族自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1半導(dǎo)體單晶的晶體結(jié)構(gòu)圖??
InSb是具有金屬光澤的化合物型半導(dǎo)體,原子間不僅是依靠共價(jià)鍵結(jié)合,而且還有??-定了離子鍵成分,因此,InSb是屬于直接窄禁帶極性的半導(dǎo)體。晶體的穩(wěn)態(tài)相為閃鋅??礦結(jié)構(gòu),其空間群為F-43m,屬立方晶系,如圖1-2所示,其中a、b和c軸的晶格常數(shù)??都為6.478?A。InSb是直接帶隙化合物半導(dǎo)體,其導(dǎo)帶底和價(jià)帶頂都在布里淵區(qū)的r點(diǎn)??位置。??在I1I-V族半導(dǎo)體中,本征InSb材料具有最高的電子遷移率、較高的擊穿電場、高??飽和電子漂移速率和小的有效質(zhì)量。在300?K下,InSb的禁帶寬度&為0.l8eV,即長??波限將近7?(_im,而在70?K溫度下,InSb的禁帶寬度增加到0.23?eV,使其覆蓋了整個(gè)??中紅外波段范圍,并且InSb材料在該波段范圍內(nèi)具備較高的探測率和量子效率。因此??InSb是制作波長為3?5?pm的紅外探測器的重要材料,用于制作光伏型或光導(dǎo)型單元、??多元及焦平面紅外探測器以及磁敏器件。??ftf??f〇1??圖1-2?InSb的晶體結(jié)構(gòu)??Fig.?1-2?The?crystal?structure?of?InSb??1.2.2?IiiAIN的基本性質(zhì)??InAIN三元化合物是近年來一類新穎的III族氮化物半導(dǎo)體材料。目前,川族氮化??物在可見光/紫外光譜范圍的光電子器件的研究和發(fā)展受到很多研究學(xué)者的廣泛關(guān)注。??InN和A1N是直接帶隙半導(dǎo)體化合物
)=since,-^)??V?s?sin(61+6?2)??在橢偏的實(shí)際測量中,最簡單的樣品結(jié)構(gòu)是基于襯底的單層薄膜系統(tǒng)(如下圖2-2??所示)。橢偏測量原理圖如2-3和2-4所示,光源發(fā)出一束光,經(jīng)過偏振器形成線偏振光,??當(dāng)線偏振光照射到待測樣品表面時(shí),由于入射光與樣品發(fā)生相互作用,使反射光的偏振??態(tài)發(fā)生變化,最終形成7橢圓偏振光。利用橢偏測量的兩個(gè)基本參數(shù)(Psi&?Delta)來??分別描述p波和s波的振幅比和相位差,Psi?(VO和Delta?(A)是由p波和s波的反射??系數(shù)定義,艮P:??9??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]超薄勢壘InAlN/GaN HFET器件高頻特性分析[J]. 田秀偉,呂元杰,宋旭波,房玉龍,馮志紅. 半導(dǎo)體技術(shù). 2017(07)
[2]氮化物半導(dǎo)體電子器件新進(jìn)展[J]. 郝躍,張金風(fēng),張進(jìn)成,馬曉華,鄭雪峰. 科學(xué)通報(bào). 2015(10)
[3]Ⅲ族氮化物InAlN半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)研究進(jìn)展[J]. 郝躍,薛軍帥,張進(jìn)成. 中國科學(xué):信息科學(xué). 2012(12)
[4]測量薄膜厚度及其折射率的光學(xué)方法[J]. 黃佐華,何振江. 現(xiàn)代科學(xué)儀器. 2003(04)
博士論文
[1]硅基銻化銦薄膜的制備與光電性能研究[D]. 李鄧玥.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
本文編號(hào):3294345
【文章來源】:廣西大學(xué)廣西壯族自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1半導(dǎo)體單晶的晶體結(jié)構(gòu)圖??
InSb是具有金屬光澤的化合物型半導(dǎo)體,原子間不僅是依靠共價(jià)鍵結(jié)合,而且還有??-定了離子鍵成分,因此,InSb是屬于直接窄禁帶極性的半導(dǎo)體。晶體的穩(wěn)態(tài)相為閃鋅??礦結(jié)構(gòu),其空間群為F-43m,屬立方晶系,如圖1-2所示,其中a、b和c軸的晶格常數(shù)??都為6.478?A。InSb是直接帶隙化合物半導(dǎo)體,其導(dǎo)帶底和價(jià)帶頂都在布里淵區(qū)的r點(diǎn)??位置。??在I1I-V族半導(dǎo)體中,本征InSb材料具有最高的電子遷移率、較高的擊穿電場、高??飽和電子漂移速率和小的有效質(zhì)量。在300?K下,InSb的禁帶寬度&為0.l8eV,即長??波限將近7?(_im,而在70?K溫度下,InSb的禁帶寬度增加到0.23?eV,使其覆蓋了整個(gè)??中紅外波段范圍,并且InSb材料在該波段范圍內(nèi)具備較高的探測率和量子效率。因此??InSb是制作波長為3?5?pm的紅外探測器的重要材料,用于制作光伏型或光導(dǎo)型單元、??多元及焦平面紅外探測器以及磁敏器件。??ftf??f〇1??圖1-2?InSb的晶體結(jié)構(gòu)??Fig.?1-2?The?crystal?structure?of?InSb??1.2.2?IiiAIN的基本性質(zhì)??InAIN三元化合物是近年來一類新穎的III族氮化物半導(dǎo)體材料。目前,川族氮化??物在可見光/紫外光譜范圍的光電子器件的研究和發(fā)展受到很多研究學(xué)者的廣泛關(guān)注。??InN和A1N是直接帶隙半導(dǎo)體化合物
)=since,-^)??V?s?sin(61+6?2)??在橢偏的實(shí)際測量中,最簡單的樣品結(jié)構(gòu)是基于襯底的單層薄膜系統(tǒng)(如下圖2-2??所示)。橢偏測量原理圖如2-3和2-4所示,光源發(fā)出一束光,經(jīng)過偏振器形成線偏振光,??當(dāng)線偏振光照射到待測樣品表面時(shí),由于入射光與樣品發(fā)生相互作用,使反射光的偏振??態(tài)發(fā)生變化,最終形成7橢圓偏振光。利用橢偏測量的兩個(gè)基本參數(shù)(Psi&?Delta)來??分別描述p波和s波的振幅比和相位差,Psi?(VO和Delta?(A)是由p波和s波的反射??系數(shù)定義,艮P:??9??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]超薄勢壘InAlN/GaN HFET器件高頻特性分析[J]. 田秀偉,呂元杰,宋旭波,房玉龍,馮志紅. 半導(dǎo)體技術(shù). 2017(07)
[2]氮化物半導(dǎo)體電子器件新進(jìn)展[J]. 郝躍,張金風(fēng),張進(jìn)成,馬曉華,鄭雪峰. 科學(xué)通報(bào). 2015(10)
[3]Ⅲ族氮化物InAlN半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)研究進(jìn)展[J]. 郝躍,薛軍帥,張進(jìn)成. 中國科學(xué):信息科學(xué). 2012(12)
[4]測量薄膜厚度及其折射率的光學(xué)方法[J]. 黃佐華,何振江. 現(xiàn)代科學(xué)儀器. 2003(04)
博士論文
[1]硅基銻化銦薄膜的制備與光電性能研究[D]. 李鄧玥.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
本文編號(hào):3294345
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