含In光电半导体材料的光学与结构特性研究
发布时间：2021-07-21 04:50
在Ⅲ-Ⅴ族半导体材料中,锑化铟（InSb）基化合物半导体材料具有最高的常温载流子迁移率和最小的带隙,在电场作用下具有优异的电子输运性能,因此是制作波长在3～5 Mm范围的红外探测器和成像系统的重要材料。氮化铟铝（InAlN）是一种直接带隙材料,其禁带宽度从0.7eV（InN）到6.2 eV（AlN）连续可调,涵盖从红外（IR）到紫外（UV）的宽光谱范围,这使其满足全光谱的光电器件制作的需求。而近年来,对InAlN/GaN基的迁移率晶体管的研究及应用也受到人们的广泛关注。本文讨论的InSb/GaAs和InAlN/GaN异质结构在未来的半导体光电子、微电子结构、高温和大功率等器件的设计和制作都具有非常重要的研究价值。为了进一步改善InSb和InAlN薄膜的晶体质量,促进半导体材料的工业生产,了解这类材料随温度变化的光学性质、晶体结构的内部信息、应力分布等变得尤为重要。基于这些因素,本论文对InSb/GaAs材料进行了多光谱技术表征与分析,对InAlN/GaN材料进行了变温椭圆偏振光谱分析。本文首先介绍和阐述InSb和InAlN材料的基本性质及其研究现状和存在的问题,然后介绍材料的非破坏性表...
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１半导体单晶的晶体结构图??
ＩｎＳｂ是具有金属光泽的化合物型半导体，原子间不仅是依靠共价键结合，而且还有??－定了离子键成分，因此，ＩｎＳｂ是属于直接窄禁带极性的半导体。晶体的稳态相为闪锌??矿结构，其空间群为Ｆ－４３ｍ，属立方晶系，如图１－２所示，其中ａ、ｂ和ｃ轴的晶格常数??都为６．４７８?Ａ。ＩｎＳｂ是直接带隙化合物半导体，其导带底和价带顶都在布里渊区的ｒ点??位置。??在Ｉ１Ｉ－Ｖ族半导体中，本征ＩｎＳｂ材料具有最高的电子迁移率、较高的击穿电场、高??饱和电子漂移速率和小的有效质量。在３００?Ｋ下，ＩｎＳｂ的禁带宽度＆为０．ｌ８ｅＶ，即长??波限将近７?（＿ｉｍ，而在７０?Ｋ温度下，ＩｎＳｂ的禁带宽度增加到０．２３?ｅＶ，使其覆盖了整个??中红外波段范围，并且ＩｎＳｂ材料在该波段范围内具备较高的探测率和量子效率。因此??ＩｎＳｂ是制作波长为３？５?ｐｍ的红外探测器的重要材料，用于制作光伏型或光导型单元、??多元及焦平面红外探测器以及磁敏器件。??ｆｔｆ??ｆ〇１??图１－２?ＩｎＳｂ的晶体结构??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｈｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＩｎＳｂ??１．２．２?ＩｉｉＡＩＮ的基本性质??ＩｎＡＩＮ三元化合物是近年来一类新颖的ＩＩＩ族氮化物半导体材料。目前，川族氮化??物在可见光／紫外光谱范围的光电子器件的研究和发展受到很多研究学者的广泛关注。??ＩｎＮ和Ａ１Ｎ是直接带隙半导体化合物
）＝ｓｉｎｃｅ，－＾）??Ｖ?ｓ?ｓｉｎ（６１＋６？２）??在椭偏的实际测量中，最简单的样品结构是基于衬底的单层薄膜系统（如下图２－２??所示）。椭偏测量原理图如２－３和２－４所示，光源发出一束光，经过偏振器形成线偏振光，??当线偏振光照射到待测样品表面时，由于入射光与样品发生相互作用，使反射光的偏振??态发生变化，最终形成７椭圆偏振光。利用椭偏测量的两个基本参数（Ｐｓｉ＆?Ｄｅｌｔａ）来??分别描述ｐ波和ｓ波的振幅比和相位差，Ｐｓｉ?（ＶＯ和Ｄｅｌｔａ?（Ａ）是由ｐ波和ｓ波的反射??系数定义，艮Ｐ：??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]超薄势垒InAlN/GaN HFET器件高频特性分析[J]. 田秀伟,吕元杰,宋旭波,房玉龙,冯志红. 半导体技术. 2017(07)
[2]氮化物半导体电子器件新进展[J]. 郝跃,张金风,张进成,马晓华,郑雪峰. 科学通报. 2015(10)
[3]Ⅲ族氮化物InAlN半导体异质结研究进展[J]. 郝跃,薛军帅,张进成. 中国科学:信息科学. 2012(12)
[4]测量薄膜厚度及其折射率的光学方法[J]. 黄佐华,何振江. 现代科学仪器. 2003(04)
博士论文
[1]硅基锑化铟薄膜的制备与光电性能研究[D]. 李邓玥.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3294345
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１半导体单晶的晶体结构图??
ＩｎＳｂ是具有金属光泽的化合物型半导体，原子间不仅是依靠共价键结合，而且还有??－定了离子键成分，因此，ＩｎＳｂ是属于直接窄禁带极性的半导体。晶体的稳态相为闪锌??矿结构，其空间群为Ｆ－４３ｍ，属立方晶系，如图１－２所示，其中ａ、ｂ和ｃ轴的晶格常数??都为６．４７８?Ａ。ＩｎＳｂ是直接带隙化合物半导体，其导带底和价带顶都在布里渊区的ｒ点??位置。??在Ｉ１Ｉ－Ｖ族半导体中，本征ＩｎＳｂ材料具有最高的电子迁移率、较高的击穿电场、高??饱和电子漂移速率和小的有效质量。在３００?Ｋ下，ＩｎＳｂ的禁带宽度＆为０．ｌ８ｅＶ，即长??波限将近７?（＿ｉｍ，而在７０?Ｋ温度下，ＩｎＳｂ的禁带宽度增加到０．２３?ｅＶ，使其覆盖了整个??中红外波段范围，并且ＩｎＳｂ材料在该波段范围内具备较高的探测率和量子效率。因此??ＩｎＳｂ是制作波长为３？５?ｐｍ的红外探测器的重要材料，用于制作光伏型或光导型单元、??多元及焦平面红外探测器以及磁敏器件。??ｆｔｆ??ｆ〇１??图１－２?ＩｎＳｂ的晶体结构??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｈｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＩｎＳｂ??１．２．２?ＩｉｉＡＩＮ的基本性质??ＩｎＡＩＮ三元化合物是近年来一类新颖的ＩＩＩ族氮化物半导体材料。目前，川族氮化??物在可见光／紫外光谱范围的光电子器件的研究和发展受到很多研究学者的广泛关注。??ＩｎＮ和Ａ１Ｎ是直接带隙半导体化合物
）＝ｓｉｎｃｅ，－＾）??Ｖ?ｓ?ｓｉｎ（６１＋６？２）??在椭偏的实际测量中，最简单的样品结构是基于衬底的单层薄膜系统（如下图２－２??所示）。椭偏测量原理图如２－３和２－４所示，光源发出一束光，经过偏振器形成线偏振光，??当线偏振光照射到待测样品表面时，由于入射光与样品发生相互作用，使反射光的偏振??态发生变化，最终形成７椭圆偏振光。利用椭偏测量的两个基本参数（Ｐｓｉ＆?Ｄｅｌｔａ）来??分别描述ｐ波和ｓ波的振幅比和相位差，Ｐｓｉ?（ＶＯ和Ｄｅｌｔａ?（Ａ）是由ｐ波和ｓ波的反射??系数定义，艮Ｐ：??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]超薄势垒InAlN/GaN HFET器件高频特性分析[J]. 田秀伟,吕元杰,宋旭波,房玉龙,冯志红. 半导体技术. 2017(07)
[2]氮化物半导体电子器件新进展[J]. 郝跃,张金风,张进成,马晓华,郑雪峰. 科学通报. 2015(10)
[3]Ⅲ族氮化物InAlN半导体异质结研究进展[J]. 郝跃,薛军帅,张进成. 中国科学:信息科学. 2012(12)
[4]测量薄膜厚度及其折射率的光学方法[J]. 黄佐华,何振江. 现代科学仪器. 2003(04)
博士论文
[1]硅基锑化铟薄膜的制备与光电性能研究[D]. 李邓玥.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3294345
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3294345.html
