氮气流量对玻璃衬底上低温沉积GaN薄膜结晶性的影响

采用电子回旋共振-等离子体增强金属有机物化学气相沉积(ECR-PEMOCVD)技术,在康宁7101型普通玻璃衬底上沉积了高度C轴择优取向的多晶GaN薄膜.利用反射高能电子衍射(RHEED),X射线衍射(XRD)对样晶进行检测,研究了在低温(430℃)沉积中氮气流量对GaN薄膜结品性的影响.并且利用原子力显微镜(AFM)和室温光敏发光(PL)谱研究了薄膜的表面形貌和发光特性,发现薄膜表面形貌较为平整,其发光峰由较强的紫外近带边发光峰和极其微弱的绿光发光峰组成.     

SiN插入层对GaN外延膜应力和光学质量的影响

研究了MOCVD系统中原位SiN插入层对GaN薄膜应力和光学性质的影响。采用SiN插入层后,GaN薄膜的裂纹数量大大减少,薄膜所承受的张应力得到了一定的释放。同时,GaN薄膜的缺陷密度降低一倍,晶体质量得到了极大的改善。研究表明,位错密度的降低在GaN薄膜中留存较大的残余应力,补偿了降温过程中所引入的张应力。同样,随着SiN插入层的应用,低温PL谱的半峰宽降低,薄膜光学质量提高。最后研究了PL谱发光峰与应力的关系,得到了一个-13.8的线性系数。     

400nm高性能紫光LED的制作与表征(英文)

利用金属有机物化学气相沉积技术在蓝宝石衬底表面制备了带有p-AlGaN电子阻挡层的400 nm高性能紫光InGaN多量子阱发光二极管。制作了3种紫光LED,分别带有不同p-AlGaN电子阻挡层结构:Al摩尔分数为9%的p-AlGaN电子阻挡层;Al摩尔分数为11%的p-AlGaN电子阻挡层;Al摩尔分数为20%的10对p-AlGaN/GaN超晶格电子阻挡层。带有高浓度Al电子阻挡层的紫光LED的光输出功率高于低浓度Al电子阻挡层的紫光LED。带有10对p-AlGaN/GaN超晶格电子阻挡层的紫光LED的光输出功率获得了极大的提高,在20 mA注入电流时测试得到的光输出功率为21 mW。此外,该LED同时显示了在高注入电流下接近线性的I-L特性曲线和在LED芯片表面均匀的发光强度分布。     

衬底弯曲度对GaN基LED芯片性能的影响

利用低压MOCVD系统在弯曲度值不同的蓝宝石衬底上生长了GaN基LED外延结构并制作芯片。测量了芯片的主要电学和光学参数,并分析了衬底弯曲度值对芯片性能的影响。分析结果表明:存在弯曲度的衬底预先弛豫了外延层中的部分应力,改善了外延层的质量,从而提高了LED芯片的性能。随着衬底弯曲度值的逐渐增加,下层GaN对有源层中InGaN材料的压应力作用不断减小,导致芯片的主波长逐渐发生蓝移。     

N型4H-SiC ECR氢等离子体处理研究

采用电子回旋共振(ECR)氢等离子体对n型4H-SiC(0001)表面进行处理,并利用原位高能电子衍射(RHEED)对处理过程进行实时监控。在200°C～700°C温度范围内获得的RHEED图像成条纹状且对比清晰,表明SiC表面原子排列规则,单晶取向性好,计算表明表面未发生重构。用X射线光电子能谱(XPS)技术对表面成分进行分析,结果显示,表面C/C-H污染物被去除、氧含量降低。     

氮气流量对玻璃衬底上低温沉积GaN薄膜结晶性的影响

采用电子回旋共振-等离子体增强金属有机物化学气相沉积（ECR-PEMOCVD）技术,在康宁7101型普通玻璃衬底上沉积了高度c轴择优取向的多晶GaN薄膜. 利用反射高能电子衍射（RHEED) , X射线衍射 (XRD) 对样品进行检测,研究了在低温（430℃）沉积中氮气流量对GaN薄膜结晶性的影响. 并且利用原子力显微镜 (AFM) 和室温光致发光 (PL) 谱研究了薄膜的表面形貌和发光特性,发现薄膜表面形貌较为平整,其发光峰由较强的紫外近带边发光峰和极其微弱的绿光发光峰组成.     

ZnO∶Al衬底上低温生长GaN薄膜

利用射频磁控溅射在普通玻璃上制备了(0002)择优取向的ZnO:Al薄膜.采用电子回旋共振-等离子体增强金属有机物化学气相沉积(ECR-PEMOCVD)技术,在ZnO:Al薄膜衬底上沉积了厚度为320 nm的GaN薄膜.利用高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和光透射谱等表征方法,研究了沉积温度对GaN薄膜的结晶性、表面形貌和透射率的影响.     

低温插入层对绿光LED的发光影响(英文)

利用MOCVD技术在蓝宝石衬底上外延生长了具有低温插入层结构的绿光LED,研究了具有插入层结构的LED的发光特性。插入层的引入增加了In在量子阱中的并入,并且引起了波长红移。经过分析,认为是In的相分离和极化场带来的红移,且恶化了器件的性能。     

石英衬底上GaN薄膜沉积及其光学性能的研究

GaN薄膜材料广泛应用于发光二极管(LED),激光二极管(LD)等光电器件。但是GaN基器件的制备与应用以及器件推广很大一部分取决于其器件的价格,常用的方式是在单晶蓝宝石衬底上沉积制备GaN薄膜样品,单晶蓝宝石衬底晶向择优,可以制备出高质量的GaN薄膜样品,但是单晶蓝宝石衬底价格昂贵,一定程度上限制了其GaN基器件推广使用。如何在廉价衬底上直接沉积高质量的GaN薄膜,满足器件的要求成为研究热点。石英玻璃价格廉价,但是属于非晶体,没有择优晶向取向,很难制备出高质量薄膜样品。本研究采用等离子体增强金属有机物化学气相沉积系统在非晶普通石英衬底上改变氮气反应源流量低温制备GaN薄膜材料。制备之后采用反射高能电子衍射谱、X射线衍射光谱、室温透射光谱和光致光谱对制备的薄膜进行系统的测试分析。其结果表明：在氮气流量适当的沉积参数条件下,所制备的薄膜具有高C轴的择优取向,良好的结晶质量以及优异的光学性能。     

SiC MOS界面氮等离子体改性及电学特性评价

降低SiO2/SiC界面态密度是SiCMOS器件研究中的关键技术问题。采用氮等离子体处理SiO2/SiC界面,制作MOS电容后通过I-V、C-V测试进行氧化膜可靠性及界面特性评价,获得的氧化膜击穿场强约为9.96MV/cm,SiO2/SiC势垒高度2.70eV,同时在费米能级附近SiO2/SiC的界面态密度低减至2.27×1012cm-2eV。实验结果表明,氮等离子体处理SiO2/SiC界面后能有效降低界面态密度,改善MOS界面特性。