不同退火溫度的P型氮化鎵薄膜光學(xué)特性的研究.pdf

1、第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料，特別是以氮化鎵(GaN)為代表的三族氮化物半導(dǎo)體材料及其合金因其具有禁帶寬度大，波長(zhǎng)覆蓋范圍廣，高溫性能好等優(yōu)越的特點(diǎn)而得到極大的關(guān)注和研究。目前，氮化鎵及其合金被廣泛應(yīng)用在發(fā)光LED、半導(dǎo)體激光器和光電探測(cè)器等領(lǐng)域。由于氮化鎵具有很高的n型本底載流子濃度，P型氮化鎵的獲取一直是個(gè)難題。目前，通過對(duì)摻鎂的氮化鎵進(jìn)行快速的高溫退火可得到高質(zhì)量的P型氮化鎵。氮化鎵材料光學(xué)常數(shù)的研究對(duì)氮化鎵基的紫外波段的光電探測(cè)器有著

2、重要作用，對(duì)于帶隙之上波段的光學(xué)常數(shù)的研究尚無(wú)定論，因此對(duì)氮化鎵帶隙及帶隙之上的光學(xué)常數(shù)的數(shù)學(xué)公式的可靠描述研究就顯得很重要。不同的退火溫度對(duì)P型GaN的發(fā)光特性和外延片的質(zhì)量都有影響，最優(yōu)化的生長(zhǎng)條件對(duì)氮化鎵材料的生長(zhǎng)至關(guān)重要，值得系統(tǒng)深入地研究。
　　本論文首先介紹了氮化鎵材料的研究現(xiàn)狀、基本性質(zhì)、P型氮化鎵實(shí)現(xiàn)的方法及面臨的問題、氮化鎵外延生長(zhǎng)技術(shù)及本論文所涉及的P型氮化鎵樣品。然后通過橢圓偏振光譜、拉曼散射光譜和光致發(fā)光光

3、譜表征手段對(duì)不同退火溫度的P型氮化鎵外延片的光學(xué)常數(shù)、平面應(yīng)力和發(fā)光機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　本論文的主要研究工作有:(1)通過對(duì)橢圓偏振數(shù)據(jù)的擬合分析，得到了Tauch-Lorentz模型可以在全波段上描述P型GaN的光學(xué)常數(shù)的結(jié)論，研究了不同退火溫度對(duì)P型GaN光學(xué)常數(shù)的影響特點(diǎn)，及P型GaN的光學(xué)各向異性的特征。(2)利用拉曼空間相關(guān)模型對(duì)不同退火溫度的P型GaN外延層的平面應(yīng)力進(jìn)行分析研究。(3)對(duì)不同退火溫度的P型Ga