SiC衬底上AlGaN基极化诱导隧穿结的制备研究

发布时间：2023-03-12 00:16

　　AlGaN基隧穿结二极管可应用于紫外发光二极管(LED)中实现p-n倒置结构,提高载流子注入效率。由于AlGaN基隧穿结二极管具有较宽的禁带宽度,通过合理的结构设计,可以实现对紫外LED有源区发光较高的透过率,有利于提高紫外LED的光提取效率。另外,带有隧穿结的紫外LED结构可以避免p型电极的制备,有效地解决p型AlGaN材料欧姆接触难以实现的问题。然而,由于AlGaN材料较高的施主和受主激活能使其很难实现较高浓度的掺杂,导致AlGaN基隧穿结电学特性较差,大大限制了AlGaN基隧穿结二极管的应用。为解决AlGaN基隧穿结中存在的问题,本论文提出利用AlGaN基材料本身固有的极化特性来提高隧穿结n型侧的电子浓度和p型侧的空穴浓度,即采用Al组分线性变化的AlGaN作为极化诱导掺杂层,提高n型材料和p型材料的载流子浓度,另外在n型AlGaN层和p型AlGaN层之间插入一层高Al组分的AlGaN层用于在界面处分别实现高浓度的二维电子气和空穴气,进一步提高器件的隧穿几率,获得性能良好的隧穿结器件。在本论文中,我们采用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)技术来开展实验研究,具体的研究工作如...

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 紫外LED的研究介绍
        1.2.1 紫外LED的制备难点
        1.2.2 紫外LED的研究进展
    1.3 隧穿结器件在LED中的应用
        1.3.1 隧穿结二极管工作原理
        1.3.2 AlGaN基隧穿结二极管的优势
    1.4 本文主要研究内容
第二章 材料制备技术及表征方法
    2.1 Ⅲ族氮化物材料的制备技术
        2.1.1 MOCVD生长原理简介
        2.1.2 MOCVD生长系统简介
    2.2 金属材料的制备技术
        2.2.1 真空蒸镀
        2.2.2 磁控溅射
    2.3 材料的表征方法
        2.3.1 X射线衍射(XRD)
        2.3.2 霍尔效应测试(Hall)
        2.3.3 光致发光(PL)
        2.3.4 电致发光(EL)
        2.3.5 电流-电压特性(Ⅰ-Ⅴ)
    2.4 本章小结
第三章 SiC衬底上极化诱导n型 AlGaN材料的外延生长
    3.1 引言
    3.2 Al(Ga)N缓冲层对极化诱导n型 AlGaN材料的影响
        3.2.1 Al(Ga)N缓冲层结构对极化诱导n型 AlGaN材料的影响
        3.2.2 AlN缓冲层Ⅴ/Ⅲ对极化诱导n型 AlGaN材料的影响
    3.3 u-Al_0.3Ga_0.7N模板层生长温度对极化诱导n型 AlGaN材料的影响
    3.4 n型 AlGaN极化诱导掺杂层的生长优化
        3.4.1 n型 AlGaN极化诱导掺杂层的掺杂优化
        3.4.2 n型 AlGaN极化诱导掺杂层的厚度优化
    3.5 本章小结
第四章 SiC衬底上极化诱导p型 AlGaN材料的外延生长
    4.1 引言
    4.2 AlN缓冲层Ⅴ/Ⅲ对极化诱导p型 AlGaN材料的影响
    4.3 u-Al_0.6Ga_0.4N模板层Ⅴ/Ⅲ对极化诱导p型 AlGaN材料的影响
    4.4 p型 AlGaN极化诱导掺杂层的生长优化
        4.4.1 p型 AlGaN极化诱导掺杂层的退火温度优化
        4.4.2 p型 AlGaN极化诱导掺杂层的厚度优化
    4.5 本章小结
第五章 AlGaN基极化诱导隧穿结及LED的制备研究
    5.1 引言
    5.2 极化诱导隧穿结的制备研究
        5.2.1 不同p型层对极化诱导隧穿结的影响
        5.2.2 AlGaN极化诱导插入层厚度对隧穿结的影响
        5.2.3 AlGaN极化诱导插入层组分对隧穿结的影响
    5.3 带有极化诱导隧穿结的LED的制备研究
    5.4 本章小结
结论
参考文献
作者简介及科研成果
致谢



本文编号：3760542