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目前,以氮化镓(GaN)为代表的Ⅲ族氮化物半导体在发光领域得到了广泛的应用。近些年来,蓝光和红光发光二极管(LED)的发展势头迅猛,而同样作为三基色的绿光LED的发展却较为缓慢。这主要是因为绿光LED所需要的高质量高铟(In)组分InGaN有源层制备困难。目前获得的高铟组分InGaN有源层常常表现出晶体质量差、界面粗糙、辐射复合效率低等缺点。本论文利用金属有机物化学气相沉积系统(MOCVD),在SiC衬底上制备了晶体质量、表面形貌、光学质量都较好的GaN模板,并在最优化的模板基础上制备了 InGaN/GaN量子阱结构的绿光LED,并对该绿光LED进行了相关表征,具体研究内容如下:(1)SiC衬底上GaN模板的制备。我们在SiC衬底上通过插入AlN缓冲层的方法制备了 GaN模板。着重研究了 AlN缓冲层厚度对GaN模板的晶体质量、光学特性和应力状态的影响。实验结果表明,当AlN缓冲层为120 nm时,GaN模板的各项性能达到最好。(2)在AlN缓冲层上插入三层梯度铝镓氮(AlxGa1-xN)缓冲层,并通过改变梯度AlxGa1-xN缓冲层的生长温度和氨气(NH3)流量制备出了高质量的GaN模板。结果表明,梯度AlxGa1-xN缓冲层的插入对GaN模板的晶体质量、表面形貌和光学质量具有重要影响:薄膜质量显著提高,GaN模板中压应力的增加,对于缓解降温过程中的张应力更为有效。通过优化AlGaN缓冲层的生长条件,GaN模板的螺位错和刃位错密度分别达到了 7×107和3.1×108 cm-2,样品的表面粗糙度为0.381 nm。(3)在上述GaN模板中插入SiNx掩膜以进一步优化GaN模板,着重研究了不同层数的SiNx掩膜对GaN模板的晶体质量和应力状态的影响,实验表明,多层SiNx掩膜的插入会进一步提高GaN模板的晶体质量,并更大程度地降低GaN模板中的张应力。(4)我们在插入最优化生长条件的AlN缓冲层、三层梯度AlxGa1-xN缓冲层、两层SiNx掩膜的GaN模板基础上制备了 InGaN/GaN量子阱绿光LED,并通过光刻、电感耦合等离子体(ICP)刻蚀及蒸镀等方法制备了具有良好欧姆接触特性的p型Ni-Au电极。着重研究了不同量子阱对数对LED的材料特性和光电特性的影响。实验表明:InGaN/GaN量子阱绿光LED界面陡峭、品格完整、厚度均匀;器件的开启电压约为3.8 V,呈现出较好的整流特性;在光致发光和电致发光谱中均可测试到器件位于绿光波段的发光峰。另外,随着量子阱对数的减少,量子阱结构中的In组分从24.1%提高到28.8%,且光致发光和电致发光谱均发生了明显的红移。