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极性、半极性和非极性InN薄膜的MOCVD外延生长与表征

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发光学报 2024年第2期45卷 204-210页

作者：赵见国殷瑞徐儒倪海彬陶涛庄喆严羽谢自力刘斌常建华南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044 南京大学电子科学与工程学院江苏南京210093

利用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)技术,在不同晶面的蓝宝石(Al2O3)衬底上实现了极性(0002)面、半极性(11-22)面和非极性(11-20)面InN薄膜的外延生长,并通过多种表征手段对三个不同极性面InN薄膜的结构和光学特性进行了系统研究。... 详细信息

利用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)技术,在不同晶面的蓝宝石(Al2O3)衬底上实现了极性(0002)面、半极性(11-22)面和非极性(11-20)面InN薄膜的外延生长,并通过多种表征手段对三个不同极性面InN薄膜的结构和光学特性进行了系统研究。X射线衍射(XRD)曲线展示了(0002)、(11-22)和(11-20)面InN较强的衍射峰,表明InN薄膜具有较高的成膜质量。通过扫描电子显微镜(SEM)表面图发现,极性(0002)面InN的表面形貌较光滑,而半极性和非极性InN表面均存在未完全合并的孔洞。光致发光(PL)光谱展示,不同极性面InN的峰值能量在0.63 eV附近,并从极性、半极性到非极性逐渐红移。此外,可见-红外分光光度计测得的透射谱显示,极性(0002)面InN的吸收边约为0.85 eV,而半极性(11-22)面和非极性(11-20)面InN的吸收边约为0.78 eV,表明极性InN具有更大的斯托克斯位移。

关键词：半极性面非极性面 InN薄膜外延生长

Fe掺杂GaN晶体非极性面的光学各向异性研究

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人工晶体学报 2022年第6期51卷 996-1002页

作者：武圆梦胡俊杰王淼易觉民张育民王建峰徐科中国科技大学纳米技术与纳米仿生学院合肥230026 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所苏州215123 江苏第三代半导体研究院苏州215000 苏州纳维科技股份有限公司苏州215123

本文利用低温光致发光谱(PL)研究了Fe掺杂GaN晶体非极性a面{1120}、m面{1100}的带边峰和Fe^(3+)相关峰(^(4)T_(1)(G)-^(6)A_(1)(S))的偏振发光特性。结果表明:a面与m面光学各向异性差别较小,线偏振光的电矢量E平行于c轴[0001]时(E∥c),... 详细信息

本文利用低温光致发光谱(PL)研究了Fe掺杂GaN晶体非极性a面{1120}、m面{1100}的带边峰和Fe^(3+)相关峰(^(4)T_(1)(G)-^(6)A_(1)(S))的偏振发光特性。结果表明:a面与m面光学各向异性差别较小,线偏振光的电矢量E平行于c轴[0001]时(E∥c),GaN带边峰强度最小,而Fe^(3+)零声子峰(1.299 eV)强度最强。带边峰线偏振度小,而Fe^(3+)零声子峰线偏振度大,a面带边峰的线偏振度为26%,Fe^(3+)零声子峰的偏振度在a面和m面分别达到55%和58%。在5 K低温下,进一步测量了Fe^(3+)精细峰和声子伴线的偏振特性,结果表明,除了一个微弱的峰外,其他精细峰和声子伴线与Fe^(3+)零声子峰偏振特性一致。本研究有助于拓展Fe掺杂GaN晶体材料在新型偏振光电器件领域的应用。

关键词：氮化镓 Fe掺杂半绝缘非极性面光学各向异性光电特性偏振光

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高亮度白光LED用外延片的新进展

物理 2007年第5期36卷 377-384页

作者：张国义陆敏陈志忠北京大学物理学院北京大学宽禁带半导体研究中心北京100871

文章首先介绍了发光二极管(LED)的内量子效率、外量子效率的基本概念和提高量子效率的基本方法,接着对LED外延的结构和方法做了简要介绍.文章的第三和第四部分则着重介绍了提高内、外量子效率的外延方法,这些方法包括外延结构的优化,侧... 详细信息

文章首先介绍了发光二极管(LED)的内量子效率、外量子效率的基本概念和提高量子效率的基本方法,接着对LED外延的结构和方法做了简要介绍.文章的第三和第四部分则着重介绍了提高内、外量子效率的外延方法,这些方法包括外延结构的优化,侧向外延生长,SiC和GaN衬底的生长,AlInGaN四元系有源区生长,非极性面、半极性面的外延,表面粗化结构生长,图形化二次外延结构.图形化蓝宝石衬底上的外延,提高载流子注入效率的结构和组分设计.文章的第五部分则介绍了基于可靠性和成本考虑的其他新型外延结构,第六部分介绍了提高LED可靠性的外延方法.最后得出结论:采用非极性面的GaN衬底,生长优化的LED结构,并结合光子晶体技术,可望取得突破性进展.

关键词：发光二极管外延量子效率侧向外延非极性面可靠性

GaN材料应变沿表面法线分布信息的XRD测量方法研究

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GaN材料应变沿表面法线分布信息的XRD测量方法研究

作者：聂玉虎西安电子科技大学

学位级别：硕士

目前主流的制备氮化镓（GaN）材料的方法是在蓝宝石、碳化硅或硅衬底上通过金属有机化合物化学气相淀积（MOCVD）、分子束外延（MBE）或氢化物气相外延（HVPE）技术进行异质外延生长,由于GaN材料与衬底材料之间存在较大的晶格常数失配... 详细信息

目前主流的制备氮化镓（GaN）材料的方法是在蓝宝石、碳化硅或硅衬底上通过金属有机化合物化学气相淀积（MOCVD）、分子束外延（MBE）或氢化物气相外延（HVPE）技术进行异质外延生长,由于GaN材料与衬底材料之间存在较大的晶格常数失配和热膨胀系数失配,异质外延得到的GaN材料一般都受到晶格失配应力和热失配应力的影响。为研究应力的形成与释放机理,设法测量应变在材料中的分布,目前已提出两种有效的方法,一种是采用拉曼散射从材料的纵剖面获取应变的分布信息,另一种是采用卢瑟福背散射对应变进行变深度测量。高分辨率X射线衍射（HRXRD）作为半导体单晶材料和低维异质结结构分析的最常用表征手段之一,可以较精确的对材料所受应力状态进行测量。相比于卢瑟福背散射和拉曼散射,HRXRD具有测试成本低、对被测材料无损伤的优点。但是,常规的HRXRD技术测得的应变都是整个材料的综合结果,不能够获得应变在材料中的分布信息。本论文在此背景下,以极性面GaN（面内应变各向同性）和非极性GaN（面内应变各向异性）为例分别研究了应变沿材料表面法线方向分布信息的获取方法。主要研究成果如下:1、采用HRXRD给出了一种获取极性面GaN材料中应变沿表面法线分布信息的测量方法。使用该方法对c面圆锥状图形蓝宝石衬底上GaN材料和Si（111）衬底上GaN材料的应变分布进行测量,同常规HRXRD测得的应变信息作比较,发现二者结果具有一致性,证明了本方法具有可行性;进一步采用拉曼测试手段对该方法的测量结果进行验证,证明了该方法的有效性。2、采用HRXRD给出了一种获取非极性面GaN材料中应变沿表面法线分布信息的测量方法。使用该方法对r面蓝宝石上a面GaN进行了测量,在一种特殊情况下对a面GaN的应变分布进行了估算。给出了利用该方法测量m面GaN应变信息的原理。

关键词：应变 X射线衍射仪 GaN 极性面非极性面

A面(11-20)ZnO薄膜中杂质的偏振PL谱研究

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光散射学报 2008年第2期20卷 186-189页

作者：周立陈涌海金鹏王占国中国科学院半导体研究所半导体材料科学重点实验室北京100083

本文通过分析A面(11-20)ZnO薄膜的低温PL(光致发光)光谱偏振特性来研究ZnO光致发光谱中杂质峰的来源。低温(4 K)下观察到476、479 nm两处新的杂质峰以及390 nm处激子峰,根据两个杂质峰的偏振特性,初步判定476nm峰来源于氧空位能级到价... 详细信息

本文通过分析A面(11-20)ZnO薄膜的低温PL(光致发光)光谱偏振特性来研究ZnO光致发光谱中杂质峰的来源。低温(4 K)下观察到476、479 nm两处新的杂质峰以及390 nm处激子峰,根据两个杂质峰的偏振特性,初步判定476nm峰来源于氧空位能级到价带轻空穴的跃迁,479 nm峰来源于氧空位价带重空穴的跃迁。

关键词：偏振PL谱非极性面杂质

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非极性SiC/GaN界面结构特性

河南师范大学学报（自然科学版） 2004年第1期32卷 121-121页

作者：戴宪起毕小群河南师范大学物理与信息工程学院河南新乡453007

GaN是一种具有广泛应用前景的光电子材料,但是,用于制造器件的GaN都是在不同衬底上外延生长得到的.在常用的Al2O3 和 SiC衬底上沿[0001]方向直接生长的GaN外延膜存在有较高的缺陷密度(108～1010 cm-2)[1],研究发现在SiC衬底上侧向外延(E... 详细信息

GaN是一种具有广泛应用前景的光电子材料,但是,用于制造器件的GaN都是在不同衬底上外延生长得到的.在常用的Al2O3 和 SiC衬底上沿[0001]方向直接生长的GaN外延膜存在有较高的缺陷密度(108～1010 cm-2)[1],研究发现在SiC衬底上侧向外延(ELO)生长的GaN线缺陷密度可低达105 cm-2[2].目前对GaN侧向外延的研究主要是实验,其形成机理还不清楚.由于天然的GaN很难得到,它的同质侧向外延生长也就很难实现,而SiC和GaN具有相近的晶格常数和温度参数,在实验上被广泛用做外延生长的基底材料,因此从理论上对SiC/GaN非极性界面的研究具有重要的意义.

关键词：非极性面赝势第一原理碳化硅氮化钙界面结构密度泛函理论光电子材料