不同退火温度的P型氮化镓薄膜光学特性的研究

发布时间：2017-09-27 23:18

  本文关键词：不同退火温度的P型氮化镓薄膜光学特性的研究

  更多相关文章： P型氮化镓 金属有机化学气相沉积 椭圆偏振光谱 拉曼散射光致发光 光学常数 平面应力

【摘要】：第三代宽禁带半导体材料,特别是以氮化镓(GaN)为代表的三族氮化物半导体材料及其合金因其具有禁带宽度大,波长覆盖范围广,高温性能好等优越的特点而得到极大的关注和研究。目前,氮化镓及其合金被广泛应用在发光LED、半导体激光器和光电探测器等领域。由于氮化镓具有很高的n型本底载流子浓度,P型氮化镓的获取一直是个难题。目前,通过对掺镁的氮化镓进行快速的高温退火可得到高质量的P型氮化镓。氮化镓材料光学常数的研究对氮化镓基的紫外波段的光电探测器有着重要作用,对于带隙之上波段的光学常数的研究尚无定论,因此对氮化镓带隙及带隙之上的光学常数的数学公式的可靠描述研究就显得很重要。不同的退火温度对P型GaN的发光特性和外延片的质量都有影响,最优化的生长条件对氮化镓材料的生长至关重要,值得系统深入地研究。本论文首先介绍了氮化镓材料的研究现状、基本性质、P型氮化镓实现的方法及面临的问题、氮化镓外延生长技术及本论文所涉及的P型氮化镓样品。然后通过椭圆偏振光谱、拉曼散射光谱和光致发光光谱表征手段对不同退火温度的P型氮化镓外延片的光学常数、平面应力和发光机理进行了系统的研究。本论文的主要研究工作有：(1)通过对椭圆偏振数据的拟合分析,得到了Tauch-Lorentz模型可以在全波段上描述P型GaN的光学常数的结论,研究了不同退火温度对P型GaN光学常数的影响特点,及P型GaN的光学各向异性的特征。(2)利用拉曼空间相关模型对不同退火温度的P型GaN外延层的平面应力进行分析研究。(3)对不同退火温度的P型GaN的光致发光光谱进行研究,寻找最优的退火温度,分析其中发光峰的机理。分析光致发光光谱随温度变化的规律。
【关键词】：P型氮化镓 金属有机化学气相沉积 椭圆偏振光谱 拉曼散射光致发光 光学常数 平面应力
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O484.41
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 引言11
• 1.2 GaN的基本性质11-13
• 1.3 GaN的p型掺杂13-14
• 1.4 GaN的外延生长14-17
• 1.4.1 GaN的生长技术14
• 1.4.2 衬底和缓冲层14-16
• 1.4.3 样品的生长简介16-17
• 1.5 本论文的主要研究工作17-18
• 第二章 P型GaN薄膜的椭偏光谱测量及光学特性的研究18-38
• 2.1 引言18
• 2.2 椭圆偏振光谱简介18-23
• 2.3 椭偏数据的处理流程及实验数据获取23-26
• 2.4 色散模型26-29
• 2.5 P型GaN椭圆偏振光谱的研究分析29-33
• 2.6 P型GaN薄膜的光学各向异性的椭偏分析33-37
• 2.7 本章小结37-38
• 第三章 P型GaN薄膜拉曼光谱测量及光学性质分析38-48
• 3.1 引言38
• 3.2 拉曼光谱的简介38-43
• 3.3 p型GaN薄膜的拉曼光谱43-44
• 3.4 p型GaN拉曼光谱空间相关模型的分析44-47
• 3.5 本章小结47-48
• 第四章 P型GaN薄膜光致发光光谱的测量及光学性质分析48-56
• 4.1 引言48
• 4.2 光致发光基本原理48-51
• 4.3 不同退火温度p型GaN光致发光光谱分析51-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第五章 结论56-57
• 参考文献57-64
• 致谢64-65
• 攻读硕士期间已发表的论文及研究成果65

【参考文献】

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1 刘毅,莫党,张曰理,何振辉;各向异性择优取向薄膜的椭偏光谱术理论[J];中山大学学报(自然科学版);2004年06期

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本文编号：932470