氮化鎵分子束外延膜極性與光電性質(zhì)及過渡金屬氧化物超聲特性研究.pdf

1、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文氮化鎵分子束外延膜極性與光電性質(zhì)及過渡金屬氧化物超聲特性研究姓名：謝津橋申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：材料物理與化學(xué)指導(dǎo)教師：朱長飛2002.5.1后，在光致發(fā)光譜中低能量區(qū)域的受主能級(jí)到導(dǎo)帶的躍遷被有效的去除了，同時(shí)帶隙發(fā)光峰也變的很尖銳。半高寬和鎵極性的樣品沒有明顯差異。同樣的現(xiàn)象在光調(diào)制發(fā)射光譜中也發(fā)生。從拉曼光譜中霹模的拉曼位移可發(fā)現(xiàn)，對(duì)于氮極性的薄膜，引入中溫緩沖層后位移幾乎沒有變化。這表明中溫緩沖層對(duì)其

2、中的張應(yīng)力釋放并不_ f 分明顯。相反，對(duì)于鎵極性的薄膜，礙模位移明顯，加入中溫緩沖層后向低波數(shù)移動(dòng)。與理論模型和應(yīng)力完全釋放的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較，中溫緩沖層可有效的緩解鎵極性氮化鎵薄膜中的壓應(yīng)力。氮化鎵薄膜的電學(xué)性質(zhì)表征主要進(jìn)行了霍爾遷移率( H a l lm o b i l i t y ) 、噪聲譜( N o i s e ) ，持續(xù)光電導(dǎo)譜( P P C ，P e r s i s tP h o t o c o n d u c t i v

3、i t y ) 的測(cè)量。所有樣品的載流子濃度相近，在1 0 ”量級(jí)。實(shí)驗(yàn)顯示，氮化鎵薄膜的極性對(duì)霍爾遷移率影響很大。氮極性樣品的霍爾遷移牢只有8 2c m 2 V ¨s1 ，而鎵極性的樣品達(dá)到2 8 0c m 2 V 。s ～。引入中溫緩沖層后，氮極性樣品的遷移率被大大的提高，達(dá)到3 7 7c m 2 V 。s ～，增加近5 倍，而鎵極性的樣品是4 3 0 c m 2 V ’1 s ～，也增加了9 0 ％。歐姆型的金屬．半導(dǎo)體

4、接觸是按照標(biāo)準(zhǔn)化的印刷曝光技術(shù)制備的，并選用T i ／A I 結(jié)構(gòu)作為低接觸電阻的金屬．半導(dǎo)體接觸。電流．電壓曲線滿足很好的線性關(guān)系，顯示金一半接觸是很好的歐姆型接觸，并且在低溫下也非常穩(wěn)定。室溫和低溫的低頻電眶噪聲譜顯示，在低頒下，噪聲譜表王見為l ／f 型噪聲，并月．存在G —R 噪聲。室溫下的噪聲譜顯示，鎵極性的樣品比氮極性的樣品有更低的噪聲。并且加入中溫緩沖層可以使鎵極性的樣品噪聲降的更低。在低溫下多個(gè)L o r e n t z

5、 i a 鼓包被發(fā)現(xiàn)。所有數(shù)據(jù)用熱激發(fā)模型( T h e r m a l a c t i v em o d e l ) 擬合，發(fā)現(xiàn)很好的符合理論模型，并且計(jì)算出在實(shí)驗(yàn)溫區(qū)內(nèi)三種類型深能級(jí)的熱激活能。不同極性的樣品都發(fā)現(xiàn)有兩種深能級(jí)，不同的是，鎵極性的樣品具有兩個(gè)較小的熱激活能，而氮極性的樣品相反。引入中溫緩沖層后，氮極性樣品的兩個(gè)深能級(jí)不變，但向低溫區(qū)移動(dòng)。鎵極性樣品的兩個(gè)深能級(jí)也向低溫移動(dòng)，而使其中之一移出了實(shí)驗(yàn)溫區(qū)。按照1 ／f 噪