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随着电子技术及相关产业的迅速发展,以元素半导体Si为代表的第一代半导体材料及以GaAs,GaP,InP等化合物半导体为代表的第二代半导体材料已经不能满足现代电子产业的发展要求。因此,以III-V族氮化物半导体、氧化镓、氧化锌和碳化硅等材料为代表的第三代化合物半导体材料迅速发展起来。AlN与Ga203及其相关的化合物具有许多优良的物理特性,因而在众多光电器件领域得到了广泛应用。为了增大辐射复合发光的效率,减小极化场对器件的不利影响,半极性及非极性氮化物半导体的制备与研究引起了广泛关注。另外为了实现Ga203材料用于P型导电,在制备材料时引入Zn元素形成ZnGa204化合物的研究也得到研究人员的重视。为了进一步提高AlN半导体材料和ZnGa204及其相关材料的制备质量,并进一步的深入了解AlN材料和ZnGa2O4材料的物理性质,利用多种表征手段,研究不同生长条件对材料的光学、表面和微观结构的影响显得尤为重要。本论文的主要研究内容包括以下几个方面:(1)对利用MOCVD在蓝宝石衬底的不同表面(A-、C-、M-和R-面)上生长的一系列生长条件一致的AlN薄膜,进行了多种技术测试。首先使用了 X射线衍射技术,分析了氮化铝薄膜的晶体取向,并研究了衬底氮化预处理后对氮化铝薄膜的晶体取向的影响。利用了相关的计算方程得到了样品的晶粒大小、位错密度以及样品的微应变大小。(2)其次利用了 X射线光电子能谱技术和扫描电子显微镜技术对AlN薄膜的表面性质进行了测量,得到了样品的表面形貌,表面化学态的种类及氧化膜的厚度,能带偏移和能带排列。(3)对于分别生长在A-面,M-面和R-面Sapphire上生长的AlN薄膜,利用拉曼散射光谱观测到清晰的E2(high)声子模式。利用空间相关性模型模拟获得了拉曼峰的半宽以及相关长度。(4)对四片ZnGa204长在蓝宝石的样品进行了研究,利用对椭偏谱线的拟合得到了样品的椭偏参数。通过拟合还得到了样品的光学常数n和k以及薄膜的厚度与表面粗糙度。XRD测试证明了样品为ZnGa204,其衍射峰的位置随Zn的流量变化而移动。(5)利用了变温椭圆偏振光谱测量得到了样品在不同温度下禁带宽度的变化。而后利用了常温的光学透射谱测量了室温下样品的禁带宽度。(6)利用XPS得到了ZnGa204的XPS全扫描谱,材料表面的元素比例,在计算出材料的价带偏移和导带偏移后,得出了材料的能带排列。