ICP轟擊下的In摻雜及GaN基LED外延材料和器件性能的研究.pdf

1、GaN材料屬于第三代半導(dǎo)體材料，具有寬的直接帶隙以及優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì)，是制作發(fā)光器件和光伏器件的理想材料。在信息顯示領(lǐng)域，GaN基高亮度藍(lán)、綠發(fā)光二極管可以用于戶外大屏幕全色顯示以及交通信號燈等方面;在照明領(lǐng)域，GaN基白光LED可以用于背光源、路燈和景觀照明以及通用照明等。GaN基器件的研究已經(jīng)取得巨大進(jìn)展，但是在器件的制備過程中仍存在一些問題，如GaN材料的p型歐姆接觸問題則是限制GaN器件發(fā)展的主要因素之一。有兩方面的原因阻礙

2、低阻p-GaN歐姆接觸的實(shí)現(xiàn):一方面是難以生長高空穴濃度的p-GaN材料;另一方面是缺乏合適的接觸金屬材料。目前用于提高p-GaN材料空穴濃度的方法主要有熱退火，激光摻雜、離子注入等。本文提出了利用感應(yīng)耦合等離子體技術(shù)(Inductively Coupled Plasma，ICP)，對p-GaN上方一層ITO薄膜進(jìn)行轟擊，使得ITO中的In原子擴(kuò)散至p-GaN中，降低受主激活能，從而提高了p-GaN材料空穴濃度，降低歐姆接觸電阻。并對未

3、經(jīng)摻雜和經(jīng)過ICP In摻雜的發(fā)光二極管(LED)樣品的電學(xué)特性以及光學(xué)性能進(jìn)行系統(tǒng)研究分析，具體研究內(nèi)容如下:
　　1.通過在p-GaN上方制作歐姆接觸并進(jìn)行電流電壓特性測試，結(jié)果顯示:經(jīng)過ICP In摻雜的p-GaN樣品的I-V特性與未經(jīng)ICP摻雜的樣品I-V特性相比有所提高，計(jì)算得出，前者歐姆接觸電阻為4.35×103Ω，后者歐姆接觸電阻為7.09×103Ω。
　　2.采用X射線光電子能譜儀(XPS)測試了樣品表面元素

4、分布情況，對ICP摻雜后樣品p-GaN歐姆接觸特性的提高機(jī)理進(jìn)行了分析說明，闡明了In元素對于提高p-GaN空穴濃度的作用。
　　3.通過低溫光致發(fā)光測試對InGaN/GaN多量子阱光學(xué)性能進(jìn)行了研究分析，提出了p-GaN/InGaN量子阱晶格展寬模型。
　　4.通過改變ICP不同工藝條件，對GaN材料進(jìn)行刻蝕，并通過臺階儀測量刻蝕厚度、AFM測量被刻蝕GaN樣品表面形貌，分析了不同工藝條件下刻蝕速率、表面形貌與各參數(shù)之間的