gan+led外延片微结构分析及性能研究

《gan+led外延片微结构分析及性能研究》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、摘要GaN是一种宽禁带半导体材料，在室温下其直接带隙宽度为3．39eV，具有热导率高、耐高温、耐酸碱、高硬度等特性，是第三代半导体的代表。这些特性使GaN基材料广泛地被用于蓝、绿、紫外发光二极管和激光器，以及高温大功率器件。近年来，尽管GaN基光电子材料和器件得到迅猛发展，但对材料本身的研究还不是很充分，GaN基材料生长和性能研究方面还需做大量工作，仍存在一些影响产业化的问题急需解决。目前氮化镓材料中位错的研究吸引了众多学者的极大关注。本文主要利用X射线衍射和透射电子显微镜技术对蓝宝石衬底上生长的GaN基LED外延片的微结构进行了

2、研究，主要研究工作为：1．采用X射线衍射绝对测量法精确测量了GaN薄膜的晶格参数，对样品进行了①扫描，结果表明，该GaN薄膜具有非常好的六次对称性，为六方结构。同时进行了镜面反射曲线扫描，可以观察到一个布拉格峰和小干涉峰，‘说明该样品层状结构很好，界面清晰。采用面内掠入射(IP．GID)等方法对GaN薄膜的镶嵌结构进行了测量，测得位错多数为伯格矢量为b=l／3[11-20]的刃位错，螺位错和混合位错相对较少，同时测得了生长方向的晶粒尺寸。2．利用高分辨X射线衍射对GaN基LED外延片的超晶格结构进行了测量，得出了超晶格的结构信息。

3、3．利用高分辨透射电子显微镜对GaN基LED外延片进行了分析，分析结果表明：该外延片各层结构较好，多量子阱结构中，阱(InOaN)和垒(GaN)界面明锐，厚度均匀，表明生长的量子阱结构质量良好。4．利用F7000荧光光谱仪对样品进行了光致发光谱分析，结果显示样品有两个发光峰，对这两个发光峰的起因进行了分析。5．通过光刻刻蚀等工艺，制作出了GaN基LED发光二极管，I．V曲线表明该器件具有非常好的二极管整流特性。关键词：GaN薄膜，高分辨X射线衍射，透射电子显微镜，光致发光，多量子阱ABSTRACTGalliumIlitride(G

4、aN)iswidebandSemiconductormaterial、Ⅳithahexagonalwurtzitecrystalstructure．Atroomtemperature，itsdirectbandgapis3．39eV．It’Srepresentationofthethjrdgenerationsemiconductor,wimthefollowingadvantages：highthermalconductivity,insolubleinacidsandbase、hardnessetc．GaNmaterialis

5、extensivelyfabricatedLaserdiode、Light—emittingdiode(includinggreen、blue、Uv)andhigll·temperaturepowerdevicesforitsuniqueproperty．Inrecentyears，GaN-basedoptoelectronicmaterialsanddeviceshavebeenrapidlydeveloped，butGaNthinfilmshavenotbeenfullystudied．Manytheoreticalandex

6、perimentalstudiesshouldbefocusedontheGaN-basedmaterialsandproperties，especiallytheseproblemsaffectedindustrialization．Sofar,almostallofthepublishedpapersareregardedonthedensityofthreadingdislocationsinGaN．Inthisthesis，M曲-resolutionX—raydiffractionandtransmissionelectr

7、onmicroscopewereusedtoanalyzethemicrostructionofGaNLEDonsapphiresubstrate．Themaincontentofthisthesisandsomemainconclusionsareasfollows：1．Thecrystalstructuresweredeterminedbytheabsolutemeasurementand西SCan．TheresultsshowthattheGaNfilmshavehighsymmetryofhexagonal．Andthes

8、pecularreflectionscanwasusedtostudytheGaNfilm，itcanobserveaPraguepeakandaSatelliteinterferencepeak，indicatedthatthesampleWaS