GaN单晶衬底上同质外延界面杂质的研究

氮化镓单晶衬底上的同质外延具有显著的优势,但是二次生长界面上的杂质聚集一直是困扰同质外延广泛应用的难题,特别是对电子器件会带来沟道效应,对激光器应用会影响谐振腔中的光场分布。本文通过金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)生长的原位处理,实现了界面杂质聚集的有效抑制。研究发现,界面上的主要杂质是C、H、O和Si,其中C、H、O可以通过原位热清洗去除;界面Si聚集的问题主要是由衬底外延片保存过程中暴露空气带来的,其次是氮化镓衬底中Si背底浓度,在外延过程中,生长载气对氮化镓单晶衬底不稳定的N面造成刻蚀,释放的杂质元素会对二次生长界面产生影响,本文较系统地阐明了界面杂质的形成机制,并提出了解决方案。     

氮化镓单晶生长研究进展

氮化镓(GaN)作为第三代宽禁带半导体核心材料之一,具有高击穿场强、高饱和电子漂移速率、抗辐射能力强和良好的化学稳定性等优良特性,是制作宽波谱、高功率、高效率光电子、电力电子和微电子的理想材料.受制于氮化镓单晶衬底的尺寸、产能及成本的影响,当前的GaN基器件主要基于异质衬底(硅、碳化硅、蓝宝石等)制作而成,GaN单晶衬底的缺乏已成为制约GaN器件发展的瓶颈.近年来,国内外在GaN单晶衬底制备方面取得了较大的进展.本文综述了氮化镓单晶生长的最新进展,包括氢化物气相外延法、氨热法和钠助熔剂法的研究进展,分析了各生长方法面临的挑战与机遇,并对氮化镓单晶材料的发展趋势讲行了展望.     

Er~(3+)和Eu~(3+)共注入GaN的光学特性和能量传递机制

采用离子注入法在GaN薄膜中实现了Er~(3+)和Eu~(3+)离子的共掺杂.以阴极荧光光谱仪为主要表征手段,研究样品的光学特性和能量传递机理.在300K温度下,Er~(3+)和Eu~(3+)共掺杂GaN薄膜能够实现绿光和红光的同时发射.随着Er~(3+)离子掺杂剂量的增加,Eu~(3+)离子相关发光峰的强度减弱,Er~(3+)离子对应的两个相关发光峰强度比值减小,表明Er~(3+)和Eu~(3+)离子之间发生了能量传递,能量传递的方向为Eu~(3+)→Er~(3+).变温阴极荧光光谱显示,Er~(3+)离子的2H11/2和4S3/2两个能态相关的跃迁峰相对强度比值随着温度升高而降低,主要是由两个能级之间的热耦合导致.改变Er~(3+)离子的掺杂剂量,能够调控GaN:Er~(3+)/Eu~(3+)样品的光学色度坐标和色温,表明此材料可用于发光器件.     

高质量InGaN的等离子体辅助分子束外延生长和In的反常并入行为

采用射频等离子体辅助分子束外延技术生长得到了In组分精确可控且高质量的In_xGa_1-xN (x ≤ 0.2) 外延薄膜. 生长温度为580 ℃的In_0.19Ga_0.81N薄膜(10.2) 面非对称衍射峰的半高宽只有587弧秒, 背景电子浓度为3.96× 10¹⁸/cm³. 在富金属生长区域, Ga束流超过N的等效束流时, In组分不为零, 即Ga并没有全部并入外延层; 另外, 稍微增加In束流会降低InGaN的晶体质量. 关键词： InGaN 外延薄膜 射频等离子体辅助分子束外延 In 并入 晶体质量     

自正则Chung型重对数律的精确渐近性

设X,X_1,X_2,…为零均值、非退化、吸引域为正态吸引场的独立同分布随机变量序列,记S_n=■X_j,M_n=■|S_k|,V_n~2=■X_j~2,n≥1.证明了当b>-1时,■δ~(-2(b 1))■(log log n)~P/(n log n)P(Mn/V_n≤ε~(π~2)/(8lgo log n)~(1/2)) =4/πГ(b 1)■~(-1)~k/(2k 1)~(2b 3).     

Reduction of Dislocations in GaN Epilayer Grown on Si （111） Substrates using a GaN Intermedial Layer

GaN intermedial layers grown under different pressures are inserted between GaN epilayers and AIN/Si（111） substrates. In situ optical reflectivity measurements show that a transition from the three-dimensional （3D） mode to the 2I） one occurs during the GaN epilayer growth when a higher growth pressure is used during the preceding GaN intermedial layer growth, and an improvement of the crystalline quality of GaN epilayer will be made. Combining the in situ reflectivity and transmission electron microscopy （TEM） measurements, it is suggested that the lateral growth at the transition of growth mode is favourable for bending of dislocation lines, thus reducing the density of threading dislocations in the epilayer.     

不同分布NA序列完全收敛性的注记

主要讨论了不同分布NA变量在不受某个随机变量X随机控制的条件下.其部分和的完全收敛性.通过适当改变矩条件,得到了不同分布NA随机变量序列部分和完全收敛性的充要条件.推广了苏淳等人的结论;同时获得了不同分布NA序列满足对数律的一个充要条件.     

氢化物气相外延生长氮化镓单晶衬底的研究进展

氮化镓(GaN)晶体是制备蓝绿光激光器、射频微波器件以及电力电子等器件的理想衬底材料,在激光显示、5G通讯及智能电网等领域具有广阔的应用前景.目前市场上的氮化镓单晶衬底大部分都是通过氢化物气相外延(Hydride Vapor Phase Epitaxy,HVPE)方法生长制备的,在市场需求的推动下,近年来HVPE生长技术获得了快速的发展.本论文综述了近年来HVPE方法生长GaN单晶衬底的主要进展,主要内容包含HVPE生长GaN材料的基本原理、GaN单晶中的掺杂与光电性能调控、GaN单晶中的缺陷及其演变规律和GaN单晶衬底在器件中的应用.最后对HVPE生长方法的发展趋势进行了展望.     

TiN、Ti插入层对ITO与GaN欧姆接触性能影响的研究

透明半导体铟锡氧化物(ITO)作为电极能够降低光导开关电极边缘电流集聚效应和提高脉冲激光的利用率。本文通过在ITO与GaN界面之间分别插入10 nm的Ti与TiN,研究Ti、TiN对ITO与GaN欧姆接触性能的影响。I-V测试结果表明，随着退火温度升高，插入TiN的光导开关一直保持欧姆接触特性，而插入Ti的光导开关由欧姆接触转变为肖特基接触。通过TEM测试发现，当以Ti作为插入层时，ITO通过插入层向插入层与GaN的界面扩散，在接触界面形成Ti的氧化物及空洞。透射光谱显示，不同退火温度下插入Ti层的透过率均低于38.3%,而以TiN作为插入层时透过率为38.8%～55.0%。因此含有TiN的光导开关具有更稳定的电学性能和更高的透过率，这为GaN光导开关在高温高功率领域的应用提供了参考。     

RIBLL粒子鉴别气体电离室

描述了一种用于兰州放射性束流线粒子鉴别的阳极分别在x,y方向分条共阴极纵向场双叠层电离室.对其性能进行初步测试,得到了坪曲线和能量分辨.在10kPa的P10工作气体(10%CH₄+90%Ar)时,阴极电压为–650V,阳极电压为+120V是较佳的工作点.当工作气压为25kPa时,阴极电压为–1650V,阳极电压为+240V的工作条件较好,此时,对²³⁹Pu α源相对能量分辨约为4.7%.