【摘要】：高質量材料的制備,對基礎學科的發(fā)展及器件制備至關重要。為實現(xiàn)高質量氮化物材料的外延生長,需要不斷探索材料生長動力學、熱力學規(guī)律,并為器件結構設計提出指導性的方針建議。本文通過MBE方法制備出全組分InxGa1-xN,隨后對液滴誘導下InGaN的外延生長做深入研究,并針對其光照下的輸運特性展開研究:1.通過MBE溫度控制法,實現(xiàn)了全組分InxGa1-xN薄膜的生長制備。RHEED和AFM結果發(fā)現(xiàn),低In組分和極高In組分時是二維層狀生長模式,中間組分則是出現(xiàn)三維生長模式。XRD測試則表明InxGa1-xN的晶體質量隨著In組分的增大表現(xiàn)出先惡化后改善的趨勢,這與InxGa1xN材料的合金無序有關。中間In組分InGaN薄膜的合金無序最嚴重,所以晶體質量最差。2.研究了 In液滴誘導下表面的“微盤”結構。為了解釋微結構的形成過程,我們提出一種新的生長模型。模型中,液滴的邊緣是一種近氣-液-固三相共存的系統(tǒng),界面能最低,使得InxGa1-xN在這個系統(tǒng)內的生長速度最快,同時In本身可以作為催化劑,加速InxGa1-xN的生長,從而形成了“微盤”結構。EDS分析表明,液滴覆蓋的區(qū)域,In組分更高,這與生長過程中,液滴的形成,增加了局部的III/V比,導致In組分的增加有關。3.借助微區(qū)反射差分譜對液滴下InxGai-xN薄膜應力場均勻性進行了深入的探討。結果表明,“微盤”的反射差分圖像呈現(xiàn)出四極性分布,根據(jù)模型計算推導表明,這種四極性分布只有在應力場均勻性分布時才會出現(xiàn),即產生RD信號的來源只有“微盤”邊界的高度起伏,因此液滴覆蓋下InxGa1-xN薄膜的應力場可以認為是均勻的。4.系統(tǒng)研究了不同In組分InxGa1-xN薄膜光照下的輸運特性,發(fā)現(xiàn)存在一個臨界In組分xc(xc = 0.7),當In組分xxc,InxGa1-xN表現(xiàn)出負的光電導,當In組分xxc,InxGa1-xN表現(xiàn)出正的光電導。通過能帶模型的建立,提出一種與In相關的點缺陷能級ER,這個復合中心的密度決定了光電導的類型。這種點缺陷形成的復合中心在光照下會俘獲空穴,帶正電的復合中心由于庫侖勢,對電子起到散射中心的作用,降低材料的遷移率,進而影響電導率的變化。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN304.054
【圖文】：

１．１．１氮化物的晶體結構逡逑通常有三種不同的晶體結構存在于氮化物半導體材料中，分別為纖鋅礦結構、閃逡逑鋅礦結構和巖鹽礦結構，如圖１．邋１．邋１所示。這三種晶體結構空間群的對稱性依次X楀義細�。以酷氇例，险b靠蠼峁故僑任榷ㄏ�，而闪锌矿结构则是亚稳态，栽偒稜q哐溝膩義锨榭魷攏ǎ矗罰擔板澹牽校幔╁�，邋酷Ｎ的险b靠罌梢宰湮已慰蠼峁耿恰Ｋ淙渙蕉猿頻南誦垮義峽蠼峁故僑任榷ㄏ�，且主另d牡锿庋由ぜ捌骷圃旒際蹙諳誦靠蠼峁梗義暇植康畝訓憒淼仍優(yōu)帕形陜蟻窒笠廊換嵩諭庋庸討幸肷列靠蠼峁溝牡鎩ｅ義隙遙惺焙蛉嗣淺鲇諛承┨厥庖笠不嵊玫窖俏忍納列靠�，所以，其实闪锌矿结辶x瞎溝牡鏌彩且恢紙銜＜陌氳繼宀牧希郟保ǎ蕁ｅ義獻魑任榷ㄏ嗟南誦靠蠼峁�，其晶体结箳爝\姆教褰峁刮。哂邪母鱸渝義希ǎ哺黿鶚粼雍停哺齙櫻┑牧薔О�，其晶脣吒数采用（ｉ，］彮ｉ，－］彫e┑男問劍粲阱義狹驕�。哉岡方对称结构中，人们通常象a卟捎盟鬧嶙昀幢硎揪褰峁�。染i酌嬪襄義銜コ桑冢保玻

本文編號：2755890