反應(yīng)室氣壓調(diào)節(jié)對(duì)Mg摻雜GaN的影響.pdf

1、GaN是一種寬禁帶直接帶隙半導(dǎo)體材料，室溫下其禁帶寬度大約為3.39eV，具有比較不錯(cuò)的物理和化學(xué)性質(zhì)，是生產(chǎn)和制備高溫高頻微電子器件和可見(jiàn)光光源發(fā)光二極管(LED)和激光二極管(LD)的重要材料。在GaN半導(dǎo)體器件材料的制備中，p型GaN有著至關(guān)重要的地位，然而在非故意摻雜的情況下，傳統(tǒng)工藝的p型有著很高的背景n型載流子濃度，而造成高背景的n型載流子濃度原因有很多種，如反應(yīng)室壓力、生長(zhǎng)溫度、氣體流量、Ⅴ/Ⅲ比等。然而對(duì)反應(yīng)室壓力對(duì)p型

2、GaN的生長(zhǎng)研究至今還比較少，但是通過(guò)研究表明反應(yīng)室壓力對(duì)p型GaN的影響很大，所以對(duì)反應(yīng)室壓力的研究十分必要。
　　本文通過(guò)設(shè)計(jì)并優(yōu)化Mg摻雜的p型GaN外延片結(jié)構(gòu)，利用MOCVD系統(tǒng)對(duì)Mg摻雜p型GaN的生長(zhǎng)速率進(jìn)行了探討和研究，對(duì)材料的性能進(jìn)行了表征，并初步研究了氣壓對(duì)Mg摻雜GaN中Mg并入量及空穴濃度的影響。獲得的主要結(jié)果包括:
　　1、利用Aixtron公司生產(chǎn)的AIXTRON CCS—MOCVD系統(tǒng)研了c面藍(lán)寶

3、石上生長(zhǎng)Mg摻雜GaN的制備，生長(zhǎng)出150，250，400和600mbar下的四個(gè)樣品A、B、C和D，并對(duì)樣品的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究，達(dá)到了比較理想的效果。
　　2、用原位檢測(cè)分析了p型GaN的生長(zhǎng)速率隨氣壓的變化關(guān)系。隨著氣壓的升高，p-GaN的生長(zhǎng)速率從970nm/h到510nm/h，呈下降的趨勢(shì)。
　　3、對(duì)樣品進(jìn)行了X射線搖擺曲線的半高寬測(cè)試和分析，分別測(cè)量了四個(gè)樣品樣品在(002)和(102)方向隨反應(yīng)室壓力逐

4、漸升高的半高寬變化數(shù)據(jù)，隨著反應(yīng)室壓力升高，(002)面的FWHM從260.622 arcsec增加到272.566 arcsec，有增加的趨勢(shì)，但是整體上變化并不大。(102)面的FWHM從340.763 arcsec增加到423.522 arcsec，整體上看增加幅度比較大，而且從150mbar～250mbar的變化過(guò)程中，(102)半高寬變化十分顯著，而從250mbar～600mbar下變化不大。
　　4、利用光致發(fā)光光譜研

5、究了Mg摻雜GaN外延片的光學(xué)性質(zhì)。通過(guò)反復(fù)測(cè)量，我們同樣得到了比較強(qiáng)烈的發(fā)光峰，氣壓從150mbar～600mbar變化的過(guò)程中，樣品的發(fā)光峰位從455.76nm向360.215nm發(fā)生偏移。
　　5、對(duì)外延片進(jìn)行了霍爾測(cè)試，由于600mbar下的樣品電阻過(guò)大無(wú)法測(cè)的，氣壓從150mbar～400mbar的變化過(guò)程中載流子遷移率隨氣壓的升高逐漸變大，電阻率先減小再增大，空穴濃度隨著反應(yīng)室氣壓的逐漸升高有先增大而后減小的變化趨勢(shì)，