algan（al）gan量子阱结构的生长与物性研究

《algan（al）gan量子阱结构的生长与物性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、捅斐A1GaN／(A1)GaN多量子阱结构不仅可应用于紫外探测器、深紫外发光二极管，而且可利用量子阱内子带问跃迁制备量子阱红外探测器。本论文主要从如何提高AIGaN外延薄膜质量及A1GaN／GaN多量子阱的生长与物性等方面对AIGaN／(A1)GaN多量子阱结构进行了研究，旨在为后期制备出性能优异的量子阱红外探测器打下坚实的基础。首先，本论文利用金属有机化学气相沉积方法在蓝宝石衬底上外延生长了一系列A1GaN薄膜，研究了不同生长因素对A1GaN材料质量的影响，发现提高Al的耦合效率可通过降低反应

2、室气压、增加上下支路气流、降低NH3流量有效抑制预反应来实现。其次本论文分别研究了A1203／A1N／A1GaN及SiC／AlN／AlGaN这两种体系中A1GaN材料的生长，通过分析其表面形貌初步了解其生长机理。实验发现在A1203／AIN／A1GaN体系中，由于出现反向畴，不同极性A1N的生长速率不一样，导致具有混合极性的A1N外延层表面比较粗糙。而在SiC衬底上外延生长A1GaN由于不存在反向畴，其晶体质量及表面形貌明显改善，而且发现通过提高NH3流量可有效减小应力，提高A1GaN薄膜的质量

3、。最后本论文从物理原理上介绍了A1GaN／GaN量子阱红外探测器的工作原理及结构设计，详细阐述了六角结构的C面GaN基异质结材料中存在的固有自发极化和压电极化效应的起源，探索性地在蓝宝石衬底上外延了一系列表面平整、界面陡峭的多量子阱结构，研究了不同A1GaN／GaN量子阱宽度对光致发光光子能量的作用，揭示了极化效应和量子限制效应对量子阱子带间跃迁的影响。研究表明在设计A1GaN／GaN多量子阱结构时，应同时考虑极化效应及量子限制作用以得到合适的探测波长。关键词：A1GaN／GaN量子阱；金属有机

4、化学气相沉积(MOCVD)；耦合效率；反向畴；极化效应；量子限制作用AbstractA1GaN／(AI)GaNmultiplequantumwells(MQWs)structurehasvariousapplications，suchasultraviolet(or)detectors，deepUVlight—emittingdiodes(LED)．Duetoitsadvantagesininter-subbandtransition，itcanalsobeusedtofabricateinfr

5、aredphotodetectors(calledquantumwellinfraredphotodetector，QWIP)．Inthepresentthesis，AIGaN／(A1)GaNMQWshavebeenprepared如rllighperformanceQWIPandinvestigatedfromtwoaspects，thequalityoftheAIGaNfilmandthegrowthandphysicalpropertiesoftheAIGaN／GaNMQWs．Firstl

6、y,aseriesofAIGaNfilmsweregrownonsapphiresubstratesbyusingmetal—organicchemicalvapordeposition(MOCVD)．TheinfluenceofthegrowthparametersonthequalityoftheA1GaNfilmswasinvestigated．Itisfoundthatthecouplingefficiencyofaluminumcanbeenhancedbydecreasingthep

7、ressureofthereactionchamber,increasingtheMOandhydrideflowrate，anddecreasingtheflowrateofNH3torestraintheparasiticalreaction．Secondly,thesurfacemorphologyoftheA1GaNfilmsepitaxiallygrownonA1203／AINandSiC／A1NsystemsWasstudied，thereforethesurfacegrowthme

8、chanismwasinvestigated．ItisrevealedthatdifferentpolarsledtodifferentgrowthratesbecauseofinversiondomainsinA1Ngrownonsapphiresubstrate，SOthecrystalqualityofthefilmsisbad，whichappearsasaroughsurface．However,thecrystalsurfacequalityisgreatlyimprovedwhen