氮化鎵基發(fā)光二極管的低頻噪聲研究.pdf

1、氮化鎵作為第三代半導(dǎo)體材料的典型代表，在制作抗輻射、高頻、大功率、高密度集成的電子器件以及藍、綠、紫外發(fā)光器件和光探測器件方面有著重要應(yīng)用。但是作為一種新型材料，無論是材料還是器件在制備過程中都存在一系列材料物理和工藝問題，致使其中的缺陷密度很高，因此其質(zhì)量和可靠性都達不到工藝成熟的硅和砷化鎵的水平。噪聲與器件的內(nèi)部缺陷密切相關(guān)，也直接影響著器件的性能、應(yīng)用和可靠性。所以對氮化鎵基材料及器件的噪聲分析有助于對該類器件各種缺陷的特性，尤其

2、是潛在缺陷對器件性能影響的研究。 本論文的主要成果和結(jié)論有： 1)綜述了目前氮化鎵材料與器件的發(fā)展?fàn)顩r及低頻噪聲研究進展，研究了氮化鎵基發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)、工作原理、制造工藝，從材料結(jié)構(gòu)缺陷的角度分析了影響其性能和質(zhì)量的因素。 2)在寬范圍偏置條件下，測量了氮化鎵基發(fā)光二極管的低頻噪聲，實驗表明，其低頻噪聲主要表現(xiàn)為典型的1/f噪聲，噪聲幅值與偏置電流的m次方成正比，低電流區(qū)，m約為1，在大電流區(qū)，m約為2。并比較

3、了其低頻噪聲特性與砷化鎵基發(fā)光二極管的低頻噪聲特性的異同。 3)在詳細分析氮化鎵基發(fā)光二極管低頻噪聲的產(chǎn)生機制上，深入研究了其偏置特性，確定了不同電流傳輸機制下的的1/f噪聲產(chǎn)生機理，根據(jù)載流子數(shù)漲落和遷移率漲落理論，給出了三種典型的低頻噪聲的產(chǎn)生機理和定量模型。 4)通過測試經(jīng)輻照后器件中的低頻噪聲發(fā)現(xiàn)，在小注入時，器件出現(xiàn)了g-r噪聲組分，且幅值隨輻照劑量的增加而增大，并從理論上初步解釋了其原因。分析輻照前后低頻l/