AlGaN-（Al）GaN量子阱結(jié)構(gòu)的生長與物性研究.pdf

1、AlGaN/(Al)GaN多量子阱結(jié)構(gòu)不僅可應(yīng)用于紫外探測器、深紫外發(fā)光二極管,而且可利用量子阱內(nèi)子帶間躍遷制備量子阱紅外探測器。本論文主要從如何提高AlGaN外延薄膜質(zhì)量及AlGaN/GaN多量子阱的生長與物性等方面對AlGaN/(Al)GaN多量子阱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,旨在為后期制備出性能優(yōu)異的量子阱紅外探測器打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。 首先,本論文利用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積方法在藍(lán)寶石襯底上外延生長了一系列AlGaN薄膜,研究了不同生長因

2、素對AlGaN材料質(zhì)量的影響,發(fā)現(xiàn)提高Al的耦合效率可通過降低反應(yīng)室氣壓、增加上下支路氣流、降低NH3流量有效抑制預(yù)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)。 其次本論文分別研究了AlO3/AlN/AlGaN及SiC/AlN/AlGaN這兩種體系中AlGaN材料的生長,通過分析其表面形貌初步了解其生長機(jī)理。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在Al2O3/AlN/AlGaN體系中,由于出現(xiàn)反向疇,不同極性AlN的生長速率不一樣,導(dǎo)致具有混合極性的AlN外延層表面比較粗糙。而在SiC襯底

3、上外延生長AlGaN由于不存在反向疇,其晶體質(zhì)量及表面形貌明顯改善,而且發(fā)現(xiàn)通過提高NH3流量可有效減小應(yīng)力,提高AlGaN薄膜的質(zhì)量。 最后本論文從物理原理上介紹了AlGaN/GaN量子阱紅外探測器的工作原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計,詳細(xì)闡述了六角結(jié)構(gòu)的c面GaN基異質(zhì)結(jié)材料中存在的固有自發(fā)極化和壓電極化效應(yīng)的起源,探索性地在藍(lán)寶石襯底上外延了一系列表面平整、界面陡峭的多量子阱結(jié)構(gòu),研究了不同AlGaN/GaN量子阱寬度對光致發(fā)光光子能量的