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《沈阳工业大学》 2018年
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GaN基单晶光电子器件外延生长及其MOCVD设备

付小刚  
【摘要】:2014年诺贝尔物理学奖,奖给了三位日本科学家,以表彰他们发明了高功率氮化镓基蓝光LED。氮化镓LED发明以来,二十年过去了。然而它的重要地位却与日凸显。LED照明技术应用已经十分广泛。最近,根据国际电气电子工程师协会的报道,在无预平衡的情况下,一个功率型单频率蓝光发光二极管的自由空间可见光通信速率接近3Gb/s。内含300nm厚的铝掺杂氧化锌的透明电流延伸层的新式的GaN基蓝光发光二极管,已经用于商业化产品。这些发光二极管非常适合于高速率可见光通信。有光的地方就可以上网。一个直径150nm的GaN基蓝光发光二极管,最大输出功率40mW,同时实现3Gb/s的自由空间数据传输,通信调制带宽600Mhz。此外,AlGaN基深紫外发光二极管有许多应用,包括生物化学试剂的探测和杀菌消毒。AlGaN基的太阳盲探测器,可用于探测导弹和森林火灾。最后,重点强调了GaN基光电子器件的MOCVD设备。作为一名优秀的GaN基光电子器件外延工程师,我将在论文中论述以下四部分:(1)在图形化蓝宝石衬底上外延生长全结构氮化镓基蓝光发光二极管,重点强调外延方法和材料表征分析。优化内量子效率,3V正向电压下,发光二极管输出功率100mW。(2)在蓝宝石上生长深紫外发光二极管,先论述在图形化蓝宝石衬底上生长AlN基底,之后生长全结构的深紫外发光二极管,最后对AlGaN晶体特性进行分析。在20mA工作电流下,发光二极管输出功率3mW。(3)在Al GaN基底上外延生长高性能太阳盲探测器,之后制作了器件版图,在零偏压下,PIN结构太阳盲探测器的外量子效率达到60%。在零偏压下,MSM结构太阳盲探测器的外量子效率达到33%.(4)从外延工程师角度,介绍了MOCVD设备的水路,气路,加热器。重点阐述用于高铝组分铝镓氮器件生长的感应加热的极高温系统。介绍的工程气路图纸有很大的工程价值。详细解说了腔体结构图纸。
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TN312.8

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