氮化鎵基發(fā)光二極管的低頻噪聲研究.pdf

1、氮化鎵作為第三代半導(dǎo)體材料的典型代表，在制作抗輻射、高頻、大功率、高密度集成的電子器件以及藍(lán)、綠、紫外發(fā)光器件和光探測(cè)器件方面有著重要應(yīng)用。但是作為一種新型材料，無(wú)論是材料還是器件在制備過(guò)程中都存在一系列材料物理和工藝問(wèn)題，致使其中的缺陷密度很高，因此其質(zhì)量和可靠性都達(dá)不到工藝成熟的硅和砷化鎵的水平。噪聲與器件的內(nèi)部缺陷密切相關(guān)，也直接影響著器件的性能、應(yīng)用和可靠性。所以對(duì)氮化鎵基材料及器件的噪聲分析有助于對(duì)該類器件各種缺陷的特性，尤其

2、是潛在缺陷對(duì)器件性能影響的研究。 本論文的主要成果和結(jié)論有： 1)綜述了目前氮化鎵材料與器件的發(fā)展?fàn)顩r及低頻噪聲研究進(jìn)展，研究了氮化鎵基發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)、工作原理、制造工藝，從材料結(jié)構(gòu)缺陷的角度分析了影響其性能和質(zhì)量的因素。 2)在寬范圍偏置條件下，測(cè)量了氮化鎵基發(fā)光二極管的低頻噪聲，實(shí)驗(yàn)表明，其低頻噪聲主要表現(xiàn)為典型的1/f噪聲，噪聲幅值與偏置電流的m次方成正比，低電流區(qū)，m約為1，在大電流區(qū)，m約為2。并比較

3、了其低頻噪聲特性與砷化鎵基發(fā)光二極管的低頻噪聲特性的異同。 3)在詳細(xì)分析氮化鎵基發(fā)光二極管低頻噪聲的產(chǎn)生機(jī)制上，深入研究了其偏置特性，確定了不同電流傳輸機(jī)制下的的1/f噪聲產(chǎn)生機(jī)理，根據(jù)載流子數(shù)漲落和遷移率漲落理論，給出了三種典型的低頻噪聲的產(chǎn)生機(jī)理和定量模型。 4)通過(guò)測(cè)試經(jīng)輻照后器件中的低頻噪聲發(fā)現(xiàn)，在小注入時(shí)，器件出現(xiàn)了g-r噪聲組分，且幅值隨輻照劑量的增加而增大，并從理論上初步解釋了其原因。分析輻照前后低頻l/