Ⅲ族氮化物量子點的MOCVD外延生長研究.pdf

1、InGaN量子點與GaN量子點對于提高可見光與紫外區(qū)域的發(fā)光器件(包含發(fā)光二極管和激光二極管)的效率和性能具有重要意義,同時也是制備量子計算單元、探測器和單光子源的重要材料。InGaN量子點是制備高效率太陽能電池的優(yōu)質(zhì)材料結(jié)構(gòu)。
　　本論文利用MOCVD(金屬有機化學(xué)氣相沉積)方法,探索了InGaN/GaN與GaN/AlN量子點單層結(jié)構(gòu)的生長工藝,以實現(xiàn)對量子點尺寸、形狀、分布均勻性和密度的控制。主要研究內(nèi)容如下:
　　首先

2、使用HT-AlN/LT-AlN結(jié)構(gòu)作為緩沖層,制備了高晶體質(zhì)量的GaN模板,以及利用PALE方法生長了低表面粗糙度、低缺陷密度的AlN模板。
　　其次研究了InGaN薄膜表面形貌的演變。InGaN薄膜上出現(xiàn)了類似花瓣形狀的團簇,這可能是產(chǎn)生于應(yīng)力的積累與變化。同時研究了溫度、MO源流量等生長參數(shù)對表面形貌的影響,發(fā)現(xiàn)溫度與TMIn流量發(fā)揮關(guān)鍵作用。
　　然后研究了InGaN量子點的生長。首先在700°C下,生長出低密度InG

3、aN量子點,密度約4×108cm-2,平均直徑76nm,平均高度8.5nm;然后在600°C下生長出高密度InGaN量子點,密度約1.6×1010cm-2,平均直徑42nm,平均高度4.2nm。更進一步研究了生長溫度,NH3流量,TMIn流量,退火(環(huán)境、時間、溫度),對量子點生長的影響。并發(fā)現(xiàn)生長中斷方法是調(diào)控量子點尺寸和密度的一種有效方式。
　　最后研究了GaN量子點的生長,使用液滴外延方法,即Ga液滴氮化轉(zhuǎn)變成GaN量子點。