导　　师： 王洪;黄华茂

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 以GaN为代表的第三代半导体材料，因其具有优良的特性，在半导体照明和电子信息领域得到了广泛地应用，其中GaN基LED作为新一代固态照明光源，成为了目前研究的热点。但目前LED芯片的总体性能仍难以达到人们预期指标，最主要的原因在于无法获得高质量的GaN薄膜。 本文基于现有的外延片生长工艺，在图形化蓝宝石衬底上生长低温GaN缓冲层之前，通入少量的三甲基镓(TMGa)和大量氨气进行短时间的高温预生长，制备了不同生长时间的四个蓝光LED外延片。外延片的光电性能测试结果表明，随着生长时间的不断增加，光致发光PL和电致发光EL强度先上升后下降，在20mA的正向电流下，高温预生长样品的输出光功率提升幅度最高达14.9%，而正向电压则有明显的下降。 在图形化蓝宝石衬底上进一步研究了不同TMGa流量的高温预生长对蓝光GaN外延片及相应芯片性能的影响。薄膜干涉曲线结果表明，高温预生长可以促进薄膜的横向外延生长，加快薄膜由三维向二维生长模式过渡的过程;光致发光谱和高分辨率X-ray衍射结果显示高温预生长能降低外延层的位错密度，提高薄膜的晶体质量;相应的LED芯片的输出光功率提升幅度最高达29.1%，且随着TMGa的流量的增加，提升幅度逐渐下降，而正向电压的变化不明显。 在最后一层量子阱势垒层和p-AlGaN电子阻挡层之间插入p-InGaN结构。利用MOCVD生长了三组不同Cp2Mg流量下的p-InGaN结构样品。通过金相显微镜和光致发光谱来检验样品的表面形貌和发光性能。结果发现，Cp2Mg的流量对样品表面形貌和PL强度影响较大，随着Cp2Mg流量的上升，样品表面变得光滑，且PL强度也开始下降。

关 键 词： 氮化镓 光致发光 射线衍射 高温预生长 型铟镓氮

领　　域： [理学—固体物理] [理学—物理]