首页> 正文

GaN蓝光LED生长特性研究

2020-12-11阅读(697)

GaN蓝光LED生长特性研究

论文摘要

本文主要介绍了GaN基蓝光LED具体生长方法,介绍各参数对产品性能的影响,并介绍了一些提高产品性能的手段：（1）、首先介绍了GaN的基本性质和生长过程中的主要影响参数,外延生长需要比较高的Ⅴ/Ⅲ比,Ⅴ/Ⅲ比会影响材料的晶体质量情况,高的Ⅴ/Ⅲ可以减小晶体中的螺型位错和刃型位错,提高晶体的质量；高压可以提高原子的表面迁移率,高压下主要是3D生长模式,低压下主要是2D-3D混合生长模式,低压也有利于掺杂,在Al、In掺杂的时候通常采用较低的压力。（2）、介绍了PSS衬底对比planar衬底的优越性,PSS衬底可以有效地减少晶体缺陷,XRD测量PSS衬底的002和102面的半高宽都有着很大的下降,而且图形衬底可以增加30%的出光效率；成核阶段中成核的厚度对于PSS衬底的闭合有这很大影响,通过实验我们发现,4min生长时间（20nm-30nm的成核厚度）可以得到最好的晶体质量,粗化层阶段需要较高的压力可以抑制2D生长,通过3D模式来得到更加粗糙的表面；生长速率会影响晶体的质量,生长速率越低得到的晶体质量越好,质量越高缺陷越多,生长速率由1.64gm/H增加到3.66μm/H时,X射线衍射GaN（0002）和（10-12）峰的半高宽分别由233弧秒、263弧秒增加到了247弧秒、366弧秒,为了保更快更好的生长,一般采用2.0μ m/H左右的生长速率最为合适。（3）、介绍了Si作为电子来源的主要掺杂方法,通过dilute、source和inject等MFC来达到精确控制,Si的掺杂量和掺杂浓度呈线性；在nGaN层和MQW层接触面,我们采用渐变掺杂和间隔掺杂来对电流进行扩展,可以有效的增加器件的静电抗性,也可以减小漏电,两种方法均能提高ESD通过率30%左右,但是渐变掺杂可能会引起工作电压的上升；在nGaN中间我们使用1nAlGaN/GaN来控制缺陷向上层的延伸,nAlGaN/GaN超晶格能够将缺陷有效的阻断,同时也能够实现一定的电流扩展,过厚的AlGaN层由于应力会导致表面出现六边形裂纹。（4）、分析了InGaN量子阱的发光机理即量子限制starker效应进行电子和空穴的限制,In相分离形成富In区复合发光；研究了InGaN生长过程中温度决定了发光的波长,温度越高,In掺入越困难,低温情况下晶体质量不能得到很好的保证,InGaN生长中采用700-800℃最为适宜,TEGa的流量决定了量子阱的生长速率,阱和垒的厚度越大,其发光波长越长,单色性越差,2.5nm-3nm的阱的宽度发光效率最高同时光色越好；高压不利于In的掺入,压力越大掺入越困难,采用400mbar的压力生长最为适宜；NH3的流量越大,所提供的N气氛保护就越好,对In的掺入有很大的提升；介绍了插入InGaN/GaN预阱层对MQW光学和电学性能的影响,3nm/3nm的预阱层能够有效的释放应力,对于量子阱的极化效应和压电效应都有这很大的抑制,光的单色性和稳定性都有着很大的提升,但是过厚的插入层释放效果不明显,预阱周期过多会引入缺陷,降低器件的ESD能力,漏电也比较显著。

论文目录

  • 致谢
  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 序
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 研究背景及意义
  • 1.3 GaN材料的基本性质
  • 1.4 本论文的研究内容
  • 第二章 GaN外延生长表征设备和生长原理介绍
  • 2.1 MOCVD设备和各表征设备介绍
  • 2.1.1 MOCVD
  • 2.1.2 光致发光（PL）
  • 2.1.3 电致发光（EL）
  • 2.1.4 X射线衍射仪（Xrd）
  • 2.1.5 原子力显微镜（AFM）
  • 2.2 GaN成膜原理和控制理论
  • 2.2.1 GaN的基本生长原理
  • 2.2.2 参数对GaN生长的影响
  • 2.3 本章小结
  • 第三章 缓冲层的生长特性研究
  • 3.1 图形蓝宝石的外延生长
  • 3.2 成核厚度对外延生长的影响
  • 3.3 缓冲层压力对外延生长的影响
  • 3.4 生长速率对外延生长的影响
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 nGaN层生长特性研究
  • 4.1 Si掺杂理论
  • 4.2 AlGaN/GaN插入层对晶体质量的影响
  • 4.3 nGaN电流扩展对晶体电学特性的影响
  • 4.4 本章小结
  • 第五章 InGaN/GaN量子阱生长特性研究
  • 5.1 InGaN/GaN的发光机理
  • 5.2 InGaN/GaN的外延生长
  • 5.2.1 温度对InGaN/GaN量子阱生长的影响
  • 5.2.2 TEGa流量对InGaN/GaN量子阱生长的影响
  • 5.2.3 压力对InGaN/GaN量子阱生长的影响
  • 3流量对InGaN/GaN量子阱生长的影响'>5.2.4 NH3流量对InGaN/GaN量子阱生长的影响
  • 5.3 插入InGaN/GaN SLS预阱对MQW的影响
  • 5.4 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 作者简历
  • 学位论文数据集

    • 相关论文文献

    • [1].半导体：氮化镓只有短线炒作机会[J]. 股市动态分析 2020(04)
    • [2].意法半导体携手台积电提高氮化镓产品市场采用率[J]. 单片机与嵌入式系统应用 2020(04)
    • [3].氮化镓市场空间持续拓展[J]. 半导体信息 2020(01)
    • [4].氮化镓取代硅晶圆技术 新加坡志在领先[J]. 半导体信息 2020(02)
    • [5].5G应用关键材料硅基氮化镓专利大数据的解读[J]. 集成电路应用 2020(07)
    • [6].金刚石基氮化镓将在下一代功率器件中大展拳脚[J]. 半导体信息 2020(03)
    • [7].美研发出新型氮化镓器件 5G技术峰值速率超预期[J]. 半导体信息 2020(03)
    • [8].氮化镓挑起半导体界的大梁 进入倒计时[J]. 半导体信息 2020(04)
    • [9].中国首条8英寸硅基氮化镓生产线投产[J]. 半导体信息 2017(06)
    • [10].氮化镓技术的应用现状与发展趋势[J]. 半导体信息 2016(06)
    • [11].射频氮化镓市场将规模猛增[J]. 今日电子 2016(08)
    • [12].氮化镓有望引爆消费电子市场[J]. 理财周刊 2020(04)
    • [13].国内三代半导体(氮化镓)创新团队 提升现代战场战斗力[J]. 科学大观园 2020(12)
    • [14].50美元成本的激光雷达[J]. 经营者(汽车商业评论) 2017(01)
    • [15].碳化硅、氮化镓市场商机巨大 厂商如何把握？[J]. 中国粉体工业 2020(02)
    • [16].氮化镓衬底晶片实现“中国造”[J]. 半导体信息 2018(01)
    • [17].在独立氮化镓衬底上制备垂直肖特基势垒二极管[J]. 半导体信息 2015(04)
    • [18].美国实现硅基氮化镓垂直二极管,电流泄漏得到有效降低[J]. 半导体信息 2015(04)
    • [19].2011年GaN LED市场有望增长38%达108亿美元[J]. 半导体信息 2011(04)
    • [20].总投资25亿元 博方嘉芯氮化镓射频及功率器件项目开工[J]. 半导体信息 2020(01)
    • [21].美国采用新型键合技术改进氮化镓器件的散热性能[J]. 半导体信息 2020(02)
    • [22].5G时代新技术需要关注氮化镓[J]. 电信技术 2018(05)
    • [23].氮化镓材料专利计量分析及启示[J]. 新材料产业 2015(10)
    • [24].美国采用新型键合技术改进氮化镓器件的散热性能[J]. 军民两用技术与产品 2020(04)
    • [25].氮化镓的干法刻蚀工艺研究[J]. 实验室研究与探索 2020(06)
    • [26].基于第三代半导体氮化镓器件的应用教学改革[J]. 广东化工 2019(04)
    • [27].美防务企业为争夺氮化镓雷达合同展开竞争[J]. 现代军事 2016(11)
    • [28].氮化镓器件的共晶焊接技术[J]. 电子工艺技术 2017(03)
    • [29].美国战略分析公司预测:国防领域和5G市场将在2022年推动氮化镓市场规模超过10亿美元[J]. 半导体信息 2018(04)
    • [30].60大战略前沿技术方向市场规模预测(一)[J]. 中国军转民 2017(08)

    标签：;  ;  ;  ;  ;  

    GaN蓝光LED生长特性研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5