半绝缘4H-SiC光激发载流子浓度的Raman光谱研究

发布时间：2021-05-17 13:59

　　4H-SiC带隙很宽,导热系数较高,饱和速度很快。正是得益于它这些优异的性能,4H-SiC材料可以被应用在高温环境以及对使用功率和频率需求高的电子器件中。掺杂杂质对导电性能的可控性使4H-SiC具有广泛的应用前景。本文针对半绝缘4H-SiC的本征激发与非本征激发,利用Raman测试与数值模拟计算,研究了它的载流子浓度的变化,这是一种对样品无损伤的方法,测试简单且准确度高。此项工作的主要研究成果将在下文着重阐述。当激光能量小于4H-SiC的带隙时,材料会发生非本征吸收,尽管是半绝缘的4H-SiC也不会产生很大的载流子浓度。高纯半绝缘（HPSI）和钒（V）掺杂的4H-SiC的内部缺陷不同,V掺杂的4H-SiC和HPSI 4H-SiC复合机制不同。尽管有光激发载流子浓度,但这个浓度较小,不足以与拉曼测试的纵向光学声子（LO）模发生耦合,因此测试得到了LO模,而不是纵向光学声子等离子耦合（LOPC）模,这个模不随着激光功率的增加而增加,不能通过LOPC拟合得到载流子浓度。通过考虑缺陷中心等计算产生和复合,得到V掺杂的4H-SiC和HPSI 4H-SiC在532 nm激光下的载流子浓度。本征激发... 

【文章来源】：上海师范大学上海市

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 SiC材料概述
        1.2.1 SiC材料基本性质
        1.2.2 SiC材料的制备
        1.2.3 半绝缘SiC晶体的制备
        1.2.4 半绝缘晶体材料的光激发性质
    1.3 拉曼散射光谱概述
        1.3.1 拉曼散射原理简介
        1.3.2 拉曼散射的应用
        1.3.3 碳化硅拉曼光谱的研究概况
    1.4 研究目的和意义
    1.5 研究内容
第2章 碳化硅的拉曼实验与理论基础研究
    2.1 引言
    2.2 实验仪器及样品介绍
    2.3 SiC晶体中的拉曼散射
    2.4 LOPC模确定载流子浓度的理论
    2.5 高掺4H-SiC衬底片的532 nm测试下LOPC计算
第3章 非本征激发
    3.1 引言
    3.2 V掺杂半绝缘4H-SiC的非本征激发
        3.2.1 V掺杂半绝缘4H-SiC的半绝缘特性
        3.2.2 点缺陷
        3.2.3 费米能级位置的确定
        3.2.4 532 nm下的拉曼测试与分析
        3.2.5 532 nm下的光激发
    3.3 高纯半绝缘4H-SiC的非本征激发
        3.3.1 高纯半绝缘4H-SiC的半绝缘特性与陷阱中心
        3.3.2 费米能级位置的确定
        3.3.3 532 nm下的拉曼测试结果
        3.3.4 532 nm下的浓度数值计算
    3.4 本章小结
第4章 本征激发
    4.1 引言
    4.2 脉冲激光的相互作用
    4.3 瞬态时间分辨反射率
    4.4 载流子浓度的数值模拟
    4.5 纳秒激光的载流子浓度的数值模拟
        4.5.1 表面复合对载流子浓度的影响研究
        4.5.2 高纯半绝缘(HPSI)4H-SiC的载流子浓度的数值计算
    4.6355 nm下的Raman拟合与分析
        4.6.1 高纯半绝缘4H-SiC的355 nm激光下的Raman拟合
        4.6.2 V掺杂半绝缘4H-SiC的355 nm激光下的Raman拟合
    4.7 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
硕士期间主要研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]激光触发能量对横向结构4H-SiC光导开关导通电阻的影响[J]. 张永平,陈之战,石旺舟,章林文,刘毅,谌怡.  强激光与粒子束. 2015(05)
[2]拉曼光谱研究n型4H-和6H-SiC晶体的载流子浓度[J]. 王光红,施成营,冯敏,曹学伟,郝建民,王玉芳,杨素华.  光散射学报. 2007(02)

硕士论文
[1]半绝缘碳化硅光导开关的仿真研究[D]. 倪娜.西安电子科技大学 2010



本文编号：3191886