硅衬底zno2fgan半导体材料生长与led器件寿命分析

《硅衬底zno2fgan半导体材料生长与led器件寿命分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、南昌大学硕士学位论文硅衬底Zn0／GaN半导体材料生长及LED器件寿命研究AlltheresultsshowthatthemetalAgisaneffectivebufferlayerforthegrowthofZnOfilmsonSi(111)substrate．Thisworkwassupportedby863-projectofChinawitllGrantNo．2003AA302160andElectronicDevelopmentFoundationinChina．Keywords：Sisubstrate；GaN；lifetimetestofLED；ZnO；Agbufferl

2、ayer；MOCVD南昌大学V附件二：独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。粼文作糍：臂名淋黼期：劬石“月口乡日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部分

3、内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)⋯⋯虢彳踅认签字同期：。2印6年衫月口乡Et学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：导师签名：签字日期：劬和参年∥6月口-弓Et电话：邮编：南昌大学硕士学位论文硅衬底ZnO／OaN半导体材料生长及LED器件寿命研究第一章绪论1．1引言在半导体产业的发展过程中，一般将Si，Ge称为第一代半导体材料。而将GaAs，InP，GaP、InAlAs及其多元合金等称为第二代半导体材料。第三代半导体材料近年来发展十分迅速，主要包括ZnSe、SiC、GaN、ZnO等宽禁带半导体材

4、科。在宽禁带半导体材料中，ZnSe和SiC在相当长的一段时间内一直是研究和开发的重点。ZnSe虽然是最早实现蓝光LD的材料体系，但其容易产生缺陷器件寿命较低，目前未能实用化。SiC蓝色LED在GaN蓝光LED商品化之前是唯一的商品化蓝光LED，但SiC材料为间接带隙半导体材料，发光亮度很低。以GaN为代表的III族氮化物材料为直接跃迁半导体材料，包括A1N、GaN和InN及以此为基础的三元合金(A1GaN，InGaN)、四元合金(A1InGaN)材料。其禁带宽度从InN的1．9eV，连续变化NGaN的3．4eV到A1N的6．2eV，这相应于覆盖光谱中整个可见光及紫外光的范围。到目前为止

5、还没有一种其它材料体系具有如此宽的和连续可调的直接带隙。用三族氮化物材料可望制作从红光到紫外光的发光二极管和激光器，实现红、绿、蓝可见光三基色发光。发光二极管可用作全色显示屏和指示器，高效节能的交通信号灯和可调色照明灯。紫外发光二极管还可以有许多其它应用例如验钞机，还可以用它激发荧光粉作为白光照明灯等。如果全球的白炽灯和荧光灯都用LED代替，将具有十分重要的节能环保价值。II-VI族半导体ZnO是继GaN材料之后又一引起人们广泛关注的宽禁带直接带隙化合物半导体材料。ZnO具有钎锌矿结构，室温禁带宽度为3．37ev，是制备紫外光电器件的候选材料之一。其室温下具有高达60meV的激子束缚能

6、和很小的玻尔半径(1．8nm)，大为降低了室温下的激发阈值，这是其它宽禁带半导体材料如GaN、SiC等无法比拟的，高的激子束缚能使得ZnO显示出强的非线性光学特性，这对制作紫外光电子器件、光子开关等激子型器件非常有利。特别是ZnO薄膜的光泵浦近紫外受激发射现象的发现[1，2]，使得这一领域备受科研人员的关注，成为光电子等领域的又一研究热点。早在30年前，人们己发现在电子束的泵浦下体材料的ZnO在低温下会产生受激辐射，但其辐射强度随温度的升高而迅速衰减，这限制了该材料的使用[3]。近年来日本Tohoky大学材料研究所的Bagnal1等人[4]、日本物理化学研究所Segawa等人[5]、美

7、国Wright州立大学的Reynolds等人[6]都报道了一种新型的光泵浦ZnO半导体激光器。此成果引起科学家的极大关注，物理学家Robert[5]在“Science”上发表的重要评论对其给予高度评价，认为它将开辟一个新的研究方向。南昌大学南昌大学硕士学位论文硅衬底ZnO／GaN半导体材料生长及LED器件寿命研究1．2GaN性能概述1．2．1GaN的晶体结构图1．2．1GaN纤锌矿结构图l一2-2GaN纤锌矿型原子密排方式lO∞I】CaN及其化