InAlGaN/AlGaN复合势垒层的GaN异质结构研究
发布时间：2021-04-25 21:56
GaN基半导体在高电子迁移率晶体管HEMT器件具有无可比拟的优势,特别是表现出极高的微波功率密度、高效率、宽带宽等。GaN基HEMT器件通常采用AlGaN/GaN异质结构,该异质结构能够形成高密度和高迁移率的二维电子气,这是器件优越特性的关键。为了进一步提高GaN基异质结构的二维电子气特性,InAlN/GaN和InAlGaN/GaN异质结构近年来开始被大家关注,因其具有比AlGaN/GaN异质结构更高的二维电子气密度。然而由于In原子在生长中容易形成团簇现象,所以导致这两种含In的GaN基异质结构二维电子气迁移率受到限制,明显不及AlGaN/GaN异质结构。为了将AlGaN/GaN和InAlGaN/GaN两种异质结构的优势相结合,本文重点开展了InAlGaN/AlGaN复合势垒层的GaN基异质结构研究。本文的主要工作有:1、采用脉冲式PMOCVD生长方法代替常规MOCVD生长方法,通过对比研究发现,PMOCVD生长得到的InAlGaN/GaN异质结构具有更好的结晶质量和表面形貌。2、成功生长出高性能的InAlGaN/AlGaN/GaN复合势垒层的异质结构,通过与AlGaN/GaN和In...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 第三代半导体材料的发展
1.2 GaN基微波器件方面的进展
1.3 GaN在发光器件方面的进展
1.4 InAlGaN材料的发展及研究意义
1.4.1 InAlGaN材料研究意义
1.4.2 InAlGaN材料的发展历程
1.5 本文的研究内容与结构安排
第二章 InAlGaN四元合金生长表征和基本理论
2.1 MOCVD方法简介
2.2 PMOCVD简介
2.3 本文所涉及到的材料测试和表征手段
2.3.1 X射线衍射技术（XRD）
2.3.2 拉曼散射
2.3.3 其他测试手段
2.4 InAlGaN四元合金的极化理论
2.5 InAlGaN/GaN的匹配理论
2.6 三种匹配条件下的组分配比关系的确定
2.6.1 InAlGa N/GaN的晶格匹配
2.6.2 InAlGaN/GaN的极化匹配
2.6.3 InAlGaN/GaN的能带匹配
2.7 本章小结
第三章 InAlGaN四元合金的生长
3.1 前言
3.2 InAlGaN生长
3.2.1 InAlGaN四元合金的XRD表征
3.2.2 InAlGaN四元合金的厚度测量
3.2.3 InAlGaN的PL谱和AFM分析
3.2.4 材料的XPS的研究
3.3 改变Al、In组分对InAlGaN薄膜特性的影响
3.3.1 实验设置
3.3.2 变组分样品的XRD研究
3.3.3 变组分样品的表面形貌研究
3.3.4 变组分样品的PL谱研究
3.4 PMOCVD对InAlGaN四元合金的生长
3.4.1 PMOCVD介绍
3.4.2 PMOCVD下InAlGaN样品的表面形貌研究
3.4.4 PMOCVD下InAlGaN的PL谱研究
3.5 本章小结
第四章 InAlGaN复合势垒异质结构的设计和生长
4.1 前言
4.2 复合势垒层的结构设计思想
4.2.1 结构设计
4.2.2 一点讨论
4.3 InAlGaN/AlGaN/GaN复合势垒层异质结的生长
4.3.1 采用复合势垒层样品的XRD、AFM分析。
4.3.2 位错对发光特性的影响（PL）
4.3.3 复合势垒下样品CV特性曲线研究
4.4 AlGaN插入势垒层厚度对复合势垒异质结特性影响
4.4.1 不同厚度AlGaN插入层的异质结在XRD下的分析
4.4.2 Raman测试下的三种复合势垒样品分析
4.4.3 AlGaN插入势垒层厚度对异质结电学特性影响
4.5 本章小结
第五章 结束语
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]第3代半导体产业发展概况[J]. 于灏,蔡永香,卜雨洲,谢潜思. 新材料产业. 2014(03)
[2]第3代半导体材料GaN基微波功率器件研究和应用进展[J]. 王丽,王翠梅. 新材料产业. 2014(03)
本文编号：3160163
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 第三代半导体材料的发展
1.2 GaN基微波器件方面的进展
1.3 GaN在发光器件方面的进展
1.4 InAlGaN材料的发展及研究意义
1.4.1 InAlGaN材料研究意义
1.4.2 InAlGaN材料的发展历程
1.5 本文的研究内容与结构安排
第二章 InAlGaN四元合金生长表征和基本理论
2.1 MOCVD方法简介
2.2 PMOCVD简介
2.3 本文所涉及到的材料测试和表征手段
2.3.1 X射线衍射技术（XRD）
2.3.2 拉曼散射
2.3.3 其他测试手段
2.4 InAlGaN四元合金的极化理论
2.5 InAlGaN/GaN的匹配理论
2.6 三种匹配条件下的组分配比关系的确定
2.6.1 InAlGa N/GaN的晶格匹配
2.6.2 InAlGaN/GaN的极化匹配
2.6.3 InAlGaN/GaN的能带匹配
2.7 本章小结
第三章 InAlGaN四元合金的生长
3.1 前言
3.2 InAlGaN生长
3.2.1 InAlGaN四元合金的XRD表征
3.2.2 InAlGaN四元合金的厚度测量
3.2.3 InAlGaN的PL谱和AFM分析
3.2.4 材料的XPS的研究
3.3 改变Al、In组分对InAlGaN薄膜特性的影响
3.3.1 实验设置
3.3.2 变组分样品的XRD研究
3.3.3 变组分样品的表面形貌研究
3.3.4 变组分样品的PL谱研究
3.4 PMOCVD对InAlGaN四元合金的生长
3.4.1 PMOCVD介绍
3.4.2 PMOCVD下InAlGaN样品的表面形貌研究
3.4.4 PMOCVD下InAlGaN的PL谱研究
3.5 本章小结
第四章 InAlGaN复合势垒异质结构的设计和生长
4.1 前言
4.2 复合势垒层的结构设计思想
4.2.1 结构设计
4.2.2 一点讨论
4.3 InAlGaN/AlGaN/GaN复合势垒层异质结的生长
4.3.1 采用复合势垒层样品的XRD、AFM分析。
4.3.2 位错对发光特性的影响（PL）
4.3.3 复合势垒下样品CV特性曲线研究
4.4 AlGaN插入势垒层厚度对复合势垒异质结特性影响
4.4.1 不同厚度AlGaN插入层的异质结在XRD下的分析
4.4.2 Raman测试下的三种复合势垒样品分析
4.4.3 AlGaN插入势垒层厚度对异质结电学特性影响
4.5 本章小结
第五章 结束语
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]第3代半导体产业发展概况[J]. 于灏,蔡永香,卜雨洲,谢潜思. 新材料产业. 2014(03)
[2]第3代半导体材料GaN基微波功率器件研究和应用进展[J]. 王丽,王翠梅. 新材料产业. 2014(03)
本文编号：3160163
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3160163.html
