【摘 要】
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众所周知,MOCVD生长系统使用金属有机源作为前驱体,所以C杂质是一种非常重要的非故意掺杂杂质.C杂质在GaN中可以形成多种形态,它既可以代替N的位置充当施主(CN),也可以代替Ga的位置充当受主(C Ga),还可以形成间隙式的C(Ci),甚至可以和其他缺陷或杂质生成络合物1,2,对材料的电学和光学性质产生重要影响.
【机 构】
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中国科学院半导体研究所,集成光电子国家重点实验室,北京100083
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众所周知,MOCVD生长系统使用金属有机源作为前驱体,所以C杂质是一种非常重要的非故意掺杂杂质.C杂质在GaN中可以形成多种形态,它既可以代替N的位置充当施主(CN),也可以代替Ga的位置充当受主(C Ga),还可以形成间隙式的C(Ci),甚至可以和其他缺陷或杂质生成络合物1,2,对材料的电学和光学性质产生重要影响.
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近二十多年来,三族氮化物由于其优异的性能,被广泛的应用到发光电子器件和电力电子器件领域[1,2],但由于高质量GaN同质衬底制备困难,并且价格昂贵,因此这些光电器件大多采用蓝宝石、碳化硅和硅等衬底通过异质外延方法获得。对于这些器件性能的进一步提高,同质外延技术的研究显得尤为重要[3]。本文研究了在MOCVD系统中高温原位刻蚀技术对GaN同质外延生长的影响。在高温条件下,H2+NH3混合气体对GaN
传统的增光技术采用表面增透膜、表面粗化以及metal bonding硅基板技术都遇到在提升亮度的瓶颈,为了拓展AlGaInP系光电器件的发展,本文主要介绍ITO与AlGaInP组合技术及其优越性.掺锡氧化铟(即Indium Tin Oxide,简称ITO)材料是一种n型半导体材料,由于具有高的导电率、高的可见光透过率、高的机械硬度和化学稳定性,因此在光电器件领域中的应用潜力具大,在蓝光LED领域I
AlGaN材料的禁带宽度可以在3.39eV和6.2eV之间变化,对应的光吸收波长为200nm~365nm,并且,纤锌矿结构的AlGaN材料在全组分范围内均为直接带隙半导体,化学性质比较稳定,因此在紫外发光二极管和紫外探测器中有广泛应用[1-3].本文采用MOCVD方法在c面蓝宝石衬底上外延生长了Mg掺杂AlGaN材料,并在N2气氛下进行了退火激活.
高Al组分AlGaN具有宽带隙、高热导率、高临界击穿场强、高电子饱和迁移速率等优点,作为深紫外光源,在光存储、化学分析、生物科技、医疗杀菌等领域等方面具有广阔的应用前景,然而碍于p型掺杂的固有局限,特别是高Al组分AlGaN材料中Mg掺杂浓度低,导致器件开启电压大、电流分布不均匀、发热量高,以及在长波位置出现寄生发光而破坏了发射谱的单一性,载流子注入效率、器件的量子效率和发光效率随之降低.
目前,由于拥有很多出色的特性,InAlN正在获得越来越多的关注.其中之一就是当In组分为0.17时,InAlN与GaN之间会形成晶格匹配,这对于光学器件和高电子迁移率晶体管来说,是一种很有前途的应用.幸运的是,我们课题组已经成功地使用脉冲MOCVD (PMOCVD)获得了InAlN的相关材料以及器件.
GaN-on-Si电力电子器件是目前GaN材料一个新的应用热点,受到学术界和工业界的广泛关注.在大量来自工业界和政府的资金驱动下,如imec的工业界合作项目和美国的下一代电力电子创新研究院等,使得目前GaN-on-Si技术已经得到了长足的发展,学术界也发表了大量的振奋人心的结果.
目前,相对于其他的Ⅲ族氮化物如GaN和AlN来说,人们对InN的研究较少,大多通过MBE来制备.采用MOCVD制备InN材料存在温度问题,InN的分解温度仅为630℃,这就要求InN必须在低温下生长,而作为氮源的NH3分解温度较高,这就产生了矛盾.还有就是衬底问题,异质外延没有晶格相匹配的衬底,蓝宝石与InN的晶格失配率高达25%,如果直接在蓝宝石衬底上生长InN,材料会非常的差.
相比于已经得到大量研究和应用的Ga面GaN外延材料,N面GaN外延材料研究相对较少.然而N面GaN材料因其在低阻欧姆接触、天然背势垒异质结构等方面的独特优势,近年来得到了越来越多的关注.相比于Ga面材料,N面GaN外延材料生长难度更大,材料质量更差.F
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