AllnN材料的生长及其紫外LED的研制
GaN基材料的禁带宽度从0.7eV—6.2eV连续变化，其对应的辐射波长覆盖了紫外与可见光区域，因此其材料在航空、军事、民用等领域具有非常广泛的应用前景，其中采用GaN材料制作的器件已经在发光器件、激光器、光探测器以及高频和大功率电子器件中获得了广泛应用，但对于GaN基中三元合金材料AllnN，目前国外与国内研究比较少。本文在此基础上利用LP—MOCVD系统，在蓝宝石衬底上生长AllnN三元合金材料，目的为了研究材料生长过程中出现的物理与化学问题，为今后器件的制备提供科学依据。
本文对三元合金材料AllnN生长机理进行了研究，对材料的性能进行了表征。通过理论设计并优化外延片结构参数，生长出了发光波长在338nm紫外发光芯片，目前国内还没有这样的报道。并获得了如下有创新和意义的研究结果：
1.通过建立LED三维网络模型对流过GaN基LED的有源区电流分布进行了理论研究，结果表明不仅电极的分布位置影响电流大小与电流的分布均匀性外，材料的结构参数也会影响器件的发光特性。
2.研究了In和Al流量变化对合金中In组份的影响，此结果表明：在相同温度和压强的生长条件下，In流量变化对合金中In组份影响不大，但Al流量变化对In组份影响很大。
3.研究生长温度对AllnN外延材料中ln的组份影响，此结果表明：随着温度的增加，ln的组份减小，当温度超过785℃时，外延材料出现相分离现象。
4.研究MOCVD生长室中压强变化对ln的组份影响，此结果表明：随着反应室生长压强的增加，ln的组份减小，当压强达到300Torr时合金中In元素含量几乎为零。
5.对AllnN外延片中元素成份进行分析发现含有Ga元素，并对其来源进行了探讨，可能来源于：(1)反应室基座含有Ga元素污染杂质；(2)反应通道中Ga元素的残留物。
6.生长出了与GaN晶格相匹配的AllnN(Ga)合金材料，即无应变的材料。
7.研制了目前国内几乎没人报道的发光波长为338nm与379nm的AllnN(Ga)紫外LED芯片。
本论文得到国家自然科学基金和福建省自然科学基金的资助。
三元合金;生长机理;电流分布;三维网络;紫外发光芯片
厦门大学
硕士
凝聚态物理
刘宝林
2008
中文
TN304.054.4
63
2009-07-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）