Ⅱ-Ⅵ族半导体生长应用研究

发布时间：2021-03-10 01:38

　　拥有直接带隙的宽禁带半导体材料,氮化镓（GaN）和硫化锌（ZnS）,被广泛应用于多种光电器件的研发,其中GaN材料是目前发光二极管的核心,而ZnS则可以被应用于太阳能电池,气敏传感器和导电薄膜等应用领域。倘若将这两种材料结合起来,以空穴型（P型）GaN为衬底,外延生长具有电子载流子类型（n型）的ZnS薄膜,即有望制备出具有二极管属性的ZnS/GaN异质结,该异质结可用于紫外发光二极管,紫外光电探测器的研发,在紫外激光器的研发上也具有很大的潜力。过去的两年中,我们采用分子束外延技术,系统研究了高质量ZnS/GaN异质结的外延生长方法,本论文主要汇报了我们在该研究方向上的成果。在研究中,我们采用分子束外延外延技术,以ZnS为蒸发源,在GaN衬底上沉积ZnS薄膜,通过控制衬底温度,蒸发源温度以及薄膜厚度等参数,结合高能电子衍射谱,系统研究了超薄ZnS/GaN异质结（薄膜厚度在6nm以下）的外延生长过程。在高温生长（衬底温度大于460℃）的外延生长的ZnS/GaN异质结中,我们获得了高质量的ZnS薄膜,并通过透射电子显微镜的表征从中观察到了ZnS的结构随着薄膜厚度发生变化的外延现象,具体表现为... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

典型LED器件核心芯片图其主要由生长在衬底上的P型和N型薄膜组成，当通入正向电压时会发生电子-空穴对的复合，有光子产生，从而发光随着氮化铝，氮化镓，氮化铟等Ⅲ族氮化物的合成方法逐渐被研究者们

1-2 GaN 原子结构图，其中 a 是纤锌矿密排六方结构，b 是闪锌矿面心立方结构；c岩盐矿类似于 NaCl 的结构。我们使用的 GaN 是纤锌矿结构，其密排面为（0001）面，排列方式为 ABABAB 型纤锌矿结构的 GaN 具有密排六方结构，密排面原子按照 ABAB----排列，个晶胞中含有四个原子，可以看作由密排六方晶格的 N 原子和密排六方晶

1-3 GaN 极性图 根据解理面的不同，GaN 极性可分为两种，一种是 Ga 离子在表的正向极性；另一种是 N 离子在表面的负向极性 当表面时（0001）面时，自发极的方向为表面指向衬底方向，而表面是（000-1）时，极化方向由表面指向外延层方向在紫外光 LED 方面，以 GaN 为基的材料也占据了主流，但是相比于紫


本文编号：3073830