非極性面高Al組分AlGaN基深紫外LED外延材料與器件的研究

《非極性面高Al組分AlGaN基深紫外LED外延材料與器件的研究》是依託華中科技大學，由吳志浩擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：非極性面高Al組分AlGaN基深紫外LED外延材料與器件的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：吳志浩
• 依託單位：華中科技大學

項目摘要

本項目針對傳統c 面氮化物半導體中普遍存在的極化效應，以及高Al組分AlGaN材料中特有的對缺陷極為敏感、易龜裂、低電導性等導致發光效率降低的問題，擬在r面藍寶石襯底上開展a面高Al組分AlGaN材料的外延生長研究，以消除極化效應；通過採用表面遷移增強型的MOCVD生長方法，促進薄膜的二維生長,提高AlGaN材料中馬賽克狀分布的亞晶粒的尺寸，消除高Al組分AlGaN外延材料中由內秉張應力造成的龜裂問題；並採用凹槽圖案化的模板，進行橫向外延再生長技術以減少缺陷、降低張應力，最終獲得高質量的非極性面高Al組分AlGaN材料。研究非極性面高Al組分AlGaN材料的n型與p型摻雜物理性質，最佳化n型與p型摻雜濃度和載流子遷移率。設計和最佳化深紫外發光的AlGaN量子阱，提高有源發光區的深紫外發光效率。在以上工作的基礎上，研究與製備出非極性面高Al組分AlGaN深紫外光發射器件。

結題摘要

本項目針對傳統c 面氮化物半導體中普遍存在的極化效應，以及高Al組分AlGaN材料中特有的對缺陷極為敏感、易龜裂、低電導性等導致發光效率降低的問題，擬在r面藍寶石襯底上開展非極性面高Al組分AlGaN基深紫外LED的外延生長和器件製備研究，以消除極化效應和提高晶體質量。在項目的執行過程中，我們首先研究了在圖形襯底上外延生非極性和半極性氮化物半導體的方法，成功地在藍寶石和矽襯底上進行了半圓形圖案和條狀圖案的圖形襯底製備，並完成了非極性面和半極性面GaN材料的生長，其各項性能指標均優於在平面襯底上長出來的材料。同時我們也對一般的AlN模板上外延生長AlGaN薄膜的位錯形成機制進行了原理性地研究，也對不同In組分的InGaN量子阱材料在半極性面GaN襯底上的缺陷形成機制進行了研究。這些工作為圖案化基板上非極性面AlGaN薄膜及其異質結結構的生長打下了良好的基礎。