6H-SiC载流子双极输运动力学的瞬态光栅实验研究

发布时间：2017-10-13 10:41

  本文关键词：6H-SiC载流子双极输运动力学的瞬态光栅实验研究

  更多相关文章： 瞬态光栅 6H-SiC 双极输运

【摘要】：载流子双极扩散系数、迁移率和非平衡载流子寿命是衡量半导体材料性能优劣至关重要的物理量,对不同温度和不同激发强度下半导体材料双极扩散系数、迁移率和非平衡载流子寿命的测量及分析对半导体材料的生长制备及其应用具有重要意义。我们的实验方法采用光致瞬态光栅技术。瞬态光栅技术是一种全光、非接触、非破坏的实验手段,将待测样品放在两束相干光的干涉区域,会在样品上形成瞬态光栅,探测光在相干区域被瞬态光栅衍射,通过对探测光衍射信号的分析,得到与样品中非平衡载流子扩散和复合过程相关的物理量。本文首先对半导体材料中瞬态光栅形成的机制进行理论分析,得到非平衡载流子扩散、复合与光栅衰减率的关系;分别详细介绍了常规和外差式瞬态光栅实验系统的搭建;实现外差检测技术在载流子弛豫动力学过程的应用,提高了检测效率和信噪比。进而,用已经搭建完成的两种瞬态光栅实验系统分别对6H-SiC样品进行实验研究,测得几个不同光栅周期下的衍射信号,得到不同光栅周期下的自由载流子光栅衰减率,通过光栅衰减率与瞬态光栅光栅周期的关系得到6H-SiC的载流子双极扩散系数、迁移率和非平衡载流子寿命。最后,探究了6H-SiC载流子双极扩散系数、迁移率和非平衡载流子寿命随温度和激发强度的变化情况。发现温度在24℃到200℃范围内,激发光强度在1.6mW~2.8mW范围内,双极扩散系数与激发光功率密度成正比,Da~T-2.2,?~T-3.4,非平衡载流子寿命随激发强度增大而减小,随温度升高而增大。
【关键词】：瞬态光栅 6H-SiC 双极输运
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN304.24
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-22
• 1.1 课题来源及研究背景9-13
• 1.2 瞬态光栅技术用于研究半导体双极输运过程的进展13-17
• 1.3 SiC应用研究现状17-20
• 1.4 课题的研究目的和意义20-21
• 1.5 课题的主要研究内容21-22
• 第2章 瞬态光栅技术中理论分析22-31
• 2.1 瞬态光栅的产生23-24
• 2.2 信号的探测24-27
• 2.3 光栅的衰减27-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第3章 6H-SiC的瞬态光栅实验研究31-47
• 3.1 6H-SiC的常规瞬态光栅实验研究31-36
• 3.1.1 常规瞬态光栅系统搭建31-32
• 3.1.2 载流子弛豫动力学过程分析32-36
• 3.2 6H-SiC的外差式瞬态光栅实验研究36-46
• 3.2.1 外差式瞬态光栅实验系统搭建36-39
• 3.2.2 6H-SiC瞬态光栅衍射信号分析39-46
• 3.3 本章小结46-47
• 第4章 变激发强度和变温下 6H-SiC的双极输运过程研究47-56
• 4.1 不同激发强度下 6H-SiC的双极输运过程研究47-50
• 4.1.1 载流子双极扩散系数随激发强度变化关系47-49
• 4.1.2 激发强度对载流子迁移率的影响49
• 4.1.3 非平衡载流子寿命对发强度的依赖关系49-50
• 4.2 不同温度下 6H-SiC的双极输运过程研究50-54
• 4.2.1 载流子双极扩散系数随温度变化关系52-53
• 4.2.2 温度对载流子迁移率的影响53-54
• 4.2.3 非平衡载流子寿命随温度的变化趋势54
• 4.3 本章小结54-56
• 结论56-58
• 参考文献58-65
• 致谢65

，

本文编号：1024397