發(fā)布時間：2021-05-26 09:31

　　Ⅲ族氮化物是直接帶隙半導(dǎo)體材料,具有禁帶寬度可調(diào)、電子漂移速度快、擊穿電壓大、熱穩(wěn)定性好等諸多優(yōu)勢,是研制光電子器件和電力電子器件的理想材料。目前氮化物材料多是通過異質(zhì)外延獲得,晶格失配與熱失配的存在以及生長過程中雜質(zhì)的引入,使得氮化物材料含有大量缺陷,如pit、位錯、點缺陷等。這些缺陷嚴(yán)重制約著器件的性能。為了進一步優(yōu)化器件性能,獲得長壽命、高可靠性、大功率GaN基器件,理解缺陷對氮化物材料性能影響十分必要。本文圍繞氮化物中缺陷及其影響展開研究。通過紫外光輔助開爾文探針力顯微鏡（KPFM）研究了pit以及不同類型位錯對GaN載流子輸運的影響,并通過能帶分析,解釋了其物理機理;通過光致發(fā)光、正電子湮滅、二次離子質(zhì)譜分析并結(jié)合第一性原理計算,闡明了AlN中點缺陷類型,揭示熱處理溫度對AlN點缺陷演變影響的機理。本論文研究所取得的主要創(chuàng)新性成果總結(jié)如下:（1）通過紫外光輔助的開爾文探針力顯微鏡（KPFM）測試在紫外光照和暗環(huán)境下非故意摻雜GaN的表面電勢,系統(tǒng)的分析了V-pit（錐狀底部）和U-pit（平坦底部）對GaN中載流子行為的影響。結(jié)果顯示,V-pit和U-pit聚集大量電子,導(dǎo)致... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所)吉林省

【文章頁數(shù)】：125 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 前言——研究背景與意義
        1.1.1 氮化物材料結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
    1.2 氮化物材料的缺陷類型
        1.2.1 pit缺陷
        1.2.2 位錯
        1.2.3 點缺陷
    1.3 缺陷對器件性能影響
        1.3.1 V-pit對器件性能影響
        1.3.2 位錯對器件性能影響
        1.3.3 點缺陷對器件性能影響
    1.4 缺陷的表征方法
    1.5 本論文主要研究內(nèi)容
第二章 MOCVD外延技術(shù)和缺陷表征測試方法
    2.1 前言
    2.2 MOCVD生長技術(shù)
    2.3 缺陷表征方法
        2.3.1 X射線衍射技術(shù)(XRD)
        2.3.2 原子力顯微鏡(AFM)
        2.3.3 二次離子質(zhì)譜分析(SIMS)
        2.3.4 正電子湮滅(PAT)
        2.3.5 光致發(fā)光譜(PL)
        2.3.6 掃描電子顯微鏡(SEM)與陰極射線熒光光譜(CL)
        2.3.7 拉曼光譜(Raman)
第三章 pit缺陷對GaN光電性能影響
    3.1 前言
    3.2 pit缺陷的生長及形貌表征
    3.3 GaN材料中pit缺陷表面電勢
    3.4 GaN中 pit缺陷對載流子影響
        3.4.1 Pit缺陷對載流子分布影響
        3.4.2 Pit缺陷對載流子復(fù)合速率影響
    3.5 本章小結(jié)
第四章 位錯對GaN光電性能影響
    4.1 前言
    4.2 位錯的缺陷選擇刻蝕
    4.3 位錯對GaN光電性質(zhì)影響
        4.3.1 磷酸刻蝕對uGaN表面電勢的影響
        4.3.2 位錯對載流子輸運行為影響
        4.3.3 位錯對肖特基接觸的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 高溫?zé)崽幚鞟lN中點缺陷對光學(xué)性能影響
    5.1 前言
    5.2 高溫?zé)崽幚鞟lN光學(xué)性質(zhì)
    5.3 高溫?zé)崽幚鞟lN點缺陷演變機理
        5.3.1 O雜質(zhì)演變機理
        5.3.2 C、Si雜質(zhì)演變機理
    5.4 高溫?zé)崽幚鞟lN空位缺陷演變機理
    5.5 AlN中點缺陷能級
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻】：
博士論文
[1]AlN材料中缺陷調(diào)控及物性研究[D]. 賁建偉.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2019



本文編號：3206145