InGaN-GaN多量子阱生長(zhǎng)與特性分析.pdf

1、InGaN材料具有優(yōu)良的物理特性、化學(xué)特性、光學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)以及優(yōu)異的材料機(jī)械特性。它的禁帶寬度大、擊穿電場(chǎng)高、電導(dǎo)率大等諸多優(yōu)點(diǎn)，在光電器件、高溫大功率器件和高頻微波器件等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。InGaN材料發(fā)光波長(zhǎng)范圍可以覆蓋從紅外到綠光的整個(gè)范圍，它的研究和發(fā)展將為全球?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體照明奠定基礎(chǔ)。
　　 為了更好地理解與InGaN/GaN量子阱有關(guān)的物理問題以及提高它們的工作性能，詳細(xì)地分析材料的結(jié)構(gòu)和缺陷，以及研究它們與光

2、學(xué)、電學(xué)特性之間的關(guān)系顯得尤為重要。本文利用有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)方法外延生長(zhǎng)了GaN基LED結(jié)構(gòu)。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 研究了InGaN/GaN量子阱結(jié)構(gòu)MOCVD外延生長(zhǎng)中，從InGaN阱層生長(zhǎng)溫度(低溫)到GaN壘層生長(zhǎng)溫度(高溫)的升溫過程對(duì)量子阱發(fā)光特性的影響。研究表明升溫過程是一個(gè)原位退火過程，它造成了InGaN層中富In區(qū)分布的變化：延長(zhǎng)升溫時(shí)間導(dǎo)致富In區(qū)由大變小，密度增加，并最終形成高密度的富I

3、n類量子點(diǎn)。富In區(qū)量子限制的增強(qiáng)導(dǎo)致發(fā)光峰位藍(lán)移，同時(shí)富In點(diǎn)的密度增加導(dǎo)致發(fā)光效率提高。
　　 藍(lán)光InGaN/GaN MQWs中壘層的In源流量的增加顯著改變了MQW的結(jié)構(gòu)質(zhì)量和光學(xué)特性。當(dāng)In源流量從10 sccm增加到40 sccm時(shí)，MOW的結(jié)構(gòu)質(zhì)量變差并出現(xiàn)了弛豫。但是，變溫PL發(fā)現(xiàn)：MOW的PL峰位發(fā)生了藍(lán)移，而且降低了非輻射復(fù)合。我們結(jié)合局域化效應(yīng)和量子限制斯托克效應(yīng)(QCSE)分析了In流量的變化對(duì)MQW光學(xué)