掺碳氮化镓的光学性质.pdf

　第 23 卷第 7 期 半 　导 　体 　学 　报 Vol. 23 ,No. 7 　2002 年 7 月 CHINESE JOURNAL OF SEMICONDUCTORS July , 2002 掺碳氮化镓的光学性质 叶建东 　顾书林 　王立宗 　张 　荣 　施 　毅 　郑有火斗 (南京大学物理系 , 南京　210093) 摘要 : 利用喇曼光谱和光致发光谱 ,对采用氢化气相外延淀积方法在 MOCVD GaN 衬底上生长的掺碳 GaN 样品的 光学性质进行了研究. 结果发现 C H 流量的增加导致载流子浓度的升高 ,喇曼谱出现蓝移 , E (LO) 声子的 Raman 3 8 1 强度变弱. 同时光致发光谱中蓝光带和黄光带发光强度随着掺碳浓度的增加先增强后减弱 ,这与掺杂碳的自补偿 效应有关. 高碳掺杂量的 GaN 材料的结构与光学性质均显著下降. 关键词 : 氮化镓 ; 喇曼光谱 ; 光致发光谱 PACC : 6855 ; 7830 ; 7855 + ( ) 中图分类号: TN3042 3 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 2002 ( ) 氢化气相外延淀积 HVPE 是一种无碳玷污的 1 　引言 GaN 外延生长技术 ,非常适合于用来研究 GaN 材料 中碳的掺杂行为. 本文利用喇曼光谱和光致发光谱 作为第三代半导体材料的代表 , GaN 和其它 Ⅲ (PL) 对采用氢化气相外延淀积方法在 MOCVD GaN 族氮化物材料是近年来光电子材料领域研究的热门 衬底上生长的掺碳 GaN 的结构与性质进行了研究 , 课题. 与第一、二代电子材料相比 , Ⅲ族氮化物材料 分析了 GaN 中掺碳对材料结构和性质产生影响的 具有禁带宽度大、击穿场强大、介电常数小、电子漂 原因. 移饱和速度高、衬底的绝缘性能和导热性能良好等 优点 ,可以在高温、高频、大功率和高密度集成下工 2 　生长方法 作. 目前, 已成功研制出各种光电子器件和微电子器 件. 本实验所用的 GaN 材料采用 HVPE 方法生长. ( ) 分子束外延 MBE 、金属有机物气相外延 该技术是以 HCl 与金属 Ga 反应原位生成的 GaCl 为 (MOCVD) 等技术常被用来实现 GaN 异质外延生 Ga 源 ,采用 NH 为N 源 ,反应室载气为 H 和 N 的 3 2 2 长[1 ,2 ]与原位掺杂[3 ] . 目前, 国内很多