高浓度Mg掺杂GaN的电学和退火特性研究

对高浓度Mg掺杂GaN在常规热退火和快速热退火前后的材料质量和电学特性进行了研究。X 射线衍射测量表明 ,重掺杂导致了GaN质量的下降 ,退火后略有恢复。霍尔测量表明 ,Cp2 Mg :TMGa的流量比小于 1:2 6.3时 ,退火后空穴浓度可达到 2× 10 18cm- 3;当Cp2 Mg :TM Ga的流量比为 1:2 1.9时 ,得到的高阻GaN在常规热退火和快速热退火后均只为弱 p型 ,存在明显的施主补偿现象。这被认为是重掺杂导致晶格缺陷增多 ,引入了施主能级 ,补偿了被激活的Mg原子的结果     

Mg掺杂的AlGaN的MOCVD生长

文章主要研究利用金属有机物化学汽相沉积（MOCVD）方法制备的Mg掺杂AlGaN薄膜。根据Raman光谱对Mg掺杂AlGaN薄膜应力和X射线摇摆曲线对晶体质量的研究表明引入高温AlN插入层能有效调节应力，并提高薄膜质量，降低位错密度。实验发现在保持Mg掺杂量不变的情况下，随着Al组分的上升，材料中出现大量岛状晶核，粗糙度变大，晶体质量下降，由三维生长向二维生长的转变更加困难。同时研究发现Al组分的上升和Mg掺杂量的增加都会使得螺位错密度上升；Mg的掺杂对于刃位错有显著影响，而Al组分的上升对刃位错无明显影响。经过退火温度对空穴浓度影响的研究，发现对于P型Al0.1Ga0.9N样品，900℃为比较理想的退火温度。     

Mg掺杂的AlGaN的MOCVD生长

文章主要研究利用金属有机物化学汽相沉积(MOCVD)方法制备的Mg掺杂AlGaN薄膜。根据Raman光谱对Mg掺杂AlGaN薄膜应力和X射线摇摆曲线对晶体质量的研究表明引入高温AlN插入层能有效调节应力，并提高薄膜质量，降低位错密度。实验发现在保持Mg掺杂量不变的情况下，随着Al组分的上升，材料中出现大量岛状晶核，粗糙度变大，晶体质量下降，由三维生长向二维生长的转变更加困难。同时研究发现Al组分的上升和Mg掺杂量的增加都会使得螺位错密度上升;Mg的掺杂对于刃位错有显著影响，而Al组分的上升对刃位错无明显影响。经过退火温度对空穴浓度影响的研究，发现对于P型Al0.1Ga0.9N样品，900℃为比较理想的退火温度。     

AlGaN中Mg掺杂对蓝光发光二极管光电性质的影响

采用金属有机化学气相沉积技术生长了GaN基多量子阱(MQW)蓝光发光二极管外延片,并采用高分辨率X射线衍射仪(HRXRD)和光致光谱仪(PL)表征晶体质量和光学性能,其他的光电性能由制成芯片后测试获得,目的是研究外延片p型AlGaN电子阻挡层Mg掺杂的优化条件.结果表明,在生长p型AlGaN电子阻挡层的Cp2Mg流量为300 cm3/min时,蓝光发光二极管获得最小正向电压VF,而且在此掺杂流量下的多量子阱蓝光发光二极管芯片发光强度明显高于其他流量的样品.因此可以通过优化AlGaN电子阻挡层的掺杂浓度,来显著提高多量子阱蓝光发光二极管的电学性能和光学性能.     

Mg掺杂的AlGaN的MOCVD生长

文章主要研究利用金属有机物化学汽相沉积(MOCVD)方法制备的Mg掺杂AlGaN薄膜.根据Raman光谱对Mg掺杂AlGaN薄膜应力和X射线摇摆曲线对晶体质量的研究表明引入高温AlN插入层能有效调节应力,并提高薄膜质量,降低位错密度.实验发现在保持Mg掺杂量不变的情况下,随着Al组分的上升,材料中出现大量岛状晶核,粗糙度变大,晶体质量下降,由三维生长向二维生长的转变更加困难.同时研究发现Al组分的上升和Mg掺杂量的增加都会使得螺位错密度上升;Mg的掺杂对于刃位错有显著影响,而Al组分的上升对刃位错无明显影响.经过退火温度对空穴浓度影响的研究,发现对于P型Al0.1Ga0.9N样品,900℃为比较理想的退火温度.     

MOCVD生长Mg掺杂GaN的退火研究

用MOCVD技术在50mm蓝宝石衬底(0001)面上生长了GaN∶Mg外延膜,对样品进行热退火处理并作了Hall、双晶X射线衍射(DCXRD)和室温光致发光谱(PL)测试.Hall测试结果表明,950℃退火后空穴浓度达到5×1017cm-3以上,电阻率降到2.5Ω·cm;(0002)面DCXRD测试发现样品退火前、后的半峰宽均约为4′;室温PL谱中发光峰位于2.85eV处,退火后峰的强度比退火前增强了8倍以上,表明样品中大量被H钝化的受主Mg原子在退火后被激活.     

利用X射线衍射研究Mg掺杂的InN的快速退火特性

研究了不同的快速退火(RTA)温度对Mg掺杂的InN材料的影响。根据马赛克微晶模型,利用X射线衍射(XRD)技术,对样品的对称面和非对称面做ω扫描,并且通过倒异空间图(RSM)扫描,拟合得到了刃位错与螺位错密度,并且根据在不同快速退火温度条件下位错密度的比较,同时结合迁移率的测量结果,发现快速退火温度采用400℃能有效地提高晶体的质量。原因在于快速退火能有效地激活Mg原子活性,降低材料中的载流子浓度,同时快速退火采用的氮气气氛能补偿部分起施主作用的氮空位,降低材料中载流子浓度的同时也降低了缺陷。同时,(002)面的摇摆曲线半峰全宽(FWHM)也很好地验证了所得结果。     

调制掺杂AlGaN/GaN异质结上的Pt肖特基接触

研究了调制掺杂 Alx Ga1 - x N/Ga N表面 Pt肖特基接触的制备工艺 ,并对其进行了 I-V测量。通过改变对样品表面的处理工艺 ,研究了表面处理对调制掺杂 Alx Ga1 - x N/Ga N表面 Pt肖特基结接触特性的影响 ,在 n型掺杂浓度为 7.5× 1 0 1 7cm- 3的 Al0 .2 2 Ga0 .78N样品表面 ,制备得到了势垒高度为 0 .94e V、理想因子为 1 .4的 Pt肖特基接触。这与国外报道的结果接近 (=1 .2 e V,n=1 .1 1 [1 ] )     

Mg0.15Zn0.85O:Tb合金薄膜的阴极射线发光性质研究

采用溶胶凝胶方法成功地制备了掺杂烯土铽离子的ZnO和Mg0.15Zn0.85薄膜。通过对X射线衍射结果的分析表明，稀土离子替代了Zn^2 的格位，进入了半导体基质的晶格中。从阴极射线发光结果可以发现，在Mg0.15Zn0.85O基质中，可以观察到来源于稀土铽离子各能级的发射，而ZnO:Tb的薄膜只能观察到较强的铽离子^5D4-^7F5能级的跃廷。这可能是由于Mg0.15Zn0.85O基质的能隙（3.65eV)比ZnO更宽（3.3eV），其对铽离子的能量传递更有效的缘故。     

MOCVD生长不同Al组分AlGaN薄膜

本文研究了利用金属有机物化学汽相淀积系统（MOCVD）生长高质量不同Al组分AlxGa1-xN薄膜（0．13〈x〈0．8）。扫面电子显微镜（SEM）照片表明生长的AlN插入层有效地调节了AlGaN层与GaN支撑层的应力，使AlGaN表面平整无裂纹，原子力显微镜（AFM）测量得到所有AlGaN薄膜粗糙度均小于1nm。通过原位干涉谱发现，AlGaN薄膜生长速率主要由Ga流量大小控制，随Al组分升高逐渐降低。利用X射线衍射和卢瑟福背散射（RBS）两种方法确定AlGaN薄膜的Al组分，发现Al组分与摩尔比TMAl／（TMGa＋TMAl）关系为线性，说明在优化的生长条件下，Al原子与NH3的寄生反应得到了有效的抑制。     

MOCVD生长不同Al组分AlGaN薄膜

本文研究了利用金属有机物化学汽相淀积系统(MOCVD)生长高质量不同Al组分AlxGa1-xN薄膜(0.13相似文献   

脉冲激光双光束沉积掺Mg的GaN薄膜的研究

采用脉冲激光双光束沉积系统在Si(111)衬底上生长了掺Mg的GaN薄膜和未掺杂GaN薄膜。利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、室温范德堡霍尔测量及光致发光(PL)光谱对两类薄膜进行对比分析，结果显示，所生长的GaN薄膜均为六方纤锌矿晶体结构，掺Mg可细化所生长的GaN薄膜晶粒。随着掺Mg量的增加，GaN薄膜无需后处理即可由”型导电转化为p型导电，GaN薄膜的光学性能随p型载流子浓度增大而提高；然而掺Mg却导致GaN薄膜结晶质量下降，掺镁量过大的GaN薄膜中p型载流子浓度反而减少，光致发光中黄发射峰增强较大。研究表明通过优化脉冲激光双光束沉积参数无需任何后处理可直接获得高空穴载流子浓度的p型GaN薄膜。     

Mg掺杂Al_(0.5)Ga_(0.5)N薄膜的发光性质研究

利用MOCVD技术在c面蓝宝石衬底上采用AlN缓冲层制备了Mg掺杂Al0.5Ga0.5N薄膜。采用CL测试方法研究了Mg掺杂对Al0.5Ga0.5N薄膜光学特性的影响。测量表明,Mg掺杂导致在Al0.5Ga0.5N薄膜的发光谱中出现了3.9eV的发光带,其发光机理为束缚的施主-受主对(DAP)间的辐射复合跃迁。     

Surface morphology and electronic properties of dislocations in AlGaN/GaN heterostructures

Scanning force microscopy was used to examine the surfaces of AlGaN/GaN heterostructures grown by molecular beam epitaxy (MBE) on GaN templates prepared by hydride vapor phase epitaxy (HVPE). Away from dislocations, the MBE growth replicates the surface morphology of the HVPE film, with monolayer steps clarly visible in topographic images. However, the surface morphology near dislocations depends strongly on the MBE growth conditions. Under Ga rich growth the dislocations appear as hillocks, while under stoichiometric growth they appear as pits. A dependence on Al concentration is also observed. Surface contact potential variation near dislocations is consistent with excess negative charges surrounding by a depletion region, but this was observed only for the film grown under stoichiometric conditions.     

AlGaN缓冲层结构对Si基GaN材料性能的影响

Si衬底与GaN之间较大的晶格失配和热失配引起的张应力使GaN外延层极易产生裂纹,如何补偿GaN所受到的张应力是进行Si基GaN外延生长面临的首要问题.采用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)技术在4英寸(1英寸=2.54 cm)Si (111)衬底上制备了GaN外延材料并研究了不同AlGaN缓冲层结构对Si基GaN外延材料性能的影响,并采用高分辨X射线衍射仪(HRXRD)、原子力显微镜(AFM)、喇曼光谱以及光学显微镜对制备的GaN材料的性能进行了表征.采用3层A1GaN缓冲层结构制备了表面光亮、无裂纹的GaN外延材料,其(002)晶面半高宽为428 arcsec,表面粗糙度为0.194 nm.结果表明,采用3层A1GaN缓冲层结构可以有效地降低GaN材料的张应力和位错密度,进而遏制表面裂纹的出现,提高晶体质量.     

AlGaN/GaN异质结材料的中子辐照效应

采用归一化能量1 MeV的中子脉冲反应堆对AlGaN/GaN异质结材料进行了辐照研究.实验发现,经1015cm-2注量的中子辐照后,异质结材料的二维电子气(2DEG)载流子浓度(ns)下降,而2DEG迁移率由于受到ns的调制作用略有增加,同时辐照导致的载流子浓度ns下降造成了沟道串联电阻的增加和异质结构阈值电压(VTH)的正向漂移.分析认为,辐照感生类受主缺陷是造成ns下降和阈值电压漂移的原因.原子力显微镜(AFM)和X射线衍射仪(XRD)的测试结果表明,辐照后材料的表面形貌有所恶化,材料应变基本不变,而材料的螺位错和刃位错密度辐照后都略有增加.此外,实验结果还表明初始材料质量越好,辐照退化越小.     

高Al组分AlGaN材料优化生长与组分研究

研究了金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)系统外延高Al组分较厚AlGaN薄膜材料的生长技术。实验发现,AlGaN/GaN结构中的AlGaN材料的相分离现象可能是由于过低的生长V/III以及材料所受的张应力状态所致,而V/III过高时则会出现Al源的并入效率饱和。采用AlN过渡层技术,外延生长了表面无裂纹的45%Al组分较厚(100～200nm)AlGaN薄膜材料。所得材料的Al组分与气相Al组分相同,(0002)面X射线衍射(XRD)双晶摇摆曲线半高宽(FWHM)为376arcsec,并发现AlN过渡层的质量影响着其上AlGaN材料的Al组分与晶体质量。实验观察到AlGaN材料的表面形貌随着样品中Al组分的增加从微坑主导模式逐步转变为微裂主导模式,采用AlN过渡层可延缓这一转变。     

Growth of AlGaN alloys exhibiting enhanced luminescence efficiency

Interest in developing ultraviolet emitters using the III-Nitride family of semiconductors has sparked considerable effort in fabricating AlGaN alloys that exhibit enhanced luminescence based on strong carrier localization, similar to their InGaN brethren. In this paper, we report on the growth of such alloys by plasma-assisted molecular beam epitaxy (PA-MBE) without the use of indium. This enhancement is attributed to the presence of nanoscale compositional inhomogeneities (NCIs) in these materials. The emission wavelength in these materials has been tuned between 275 nm and 340 nm by varying growth conditions. The effects of dislocations on double heterostructures (DHs) that employ an NCI AlGaN active region has been investigated, with an internal quantum efficiency as high as 32% obtained for the lowest dislocation density samples (3×10¹⁰ cm⁻²). Prototype DH-ultraviolet light emitting diodes (DH-UVLEDs) emitting at 324 nm were fabricated employing an NCI AlGaN alloy as the active region.     

多靶磁控共溅射纳米Ta-Al-N薄膜的阻挡性能研究

采用磁控反应共溅射方法制备了纳米Ta-Al-N薄膜,并原位制备了Cu/Ta-Al-N薄膜,对薄膜进行了热处理。用四探针测试仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)以及台阶仪等研究了退火对薄膜结构及阻挡性能的影响。结果表明,Ta-Al-N薄膜具有优良的热稳定性,保持非晶态且能对Cu有效阻挡的温度可达800°C;同时发现在900°C退火5 min后,薄膜开始晶化,在Cu/Ta-Al-N/Si界面处生成了Cu3Si等相,表明此时Ta-Al-N薄膜阻挡层开始失效。