不同退火温度下GaN薄膜的光学特性研究文献综述
2024-08-12 20:51:13
氮化镓(GaN)作为第三代半导体材料的代表,凭借其宽禁带、高电子迁移率、高击穿电压等优异特性,在光电子器件、高温高频器件等领域展现出巨大的应用潜力。
GaN薄膜的性质受生长条件和后续处理工艺的影响很大,而退火作为一种重要的热处理手段,可以有效改善GaN薄膜的晶体质量、光学和电学性能。
本综述重点关注不同退火温度对GaN薄膜光学特性的影响,首先介绍GaN材料的基本性质以及退火处理的背景,然后回顾近年来国内外在不同退火温度下GaN薄膜光学特性研究方面的进展,包括退火温度对GaN薄膜的表面形貌、光致发光谱、吸收谱、光学带隙的影响,并探讨其影响机制,最后展望未来GaN薄膜光学特性调控的研究方向。
关键词:氮化镓;薄膜;退火温度;光学特性;光致发光
#1.引言
氮化镓(GaN)作为一种直接带隙的III-V族化合物半导体材料,禁带宽度为3.4eV,具有高电子迁移率、高击穿电压、高热导率等优异的物理化学性质,在光电子、高温高频电子器件领域有着广泛的应用前景[1-3]。
GaN材料可用于制备蓝光、绿光、紫外光发光二极管(LED)、激光二极管(LD)、高电子迁移率晶体管(HEMT)等新型半导体器件[4-6]。
GaN薄膜的制备方法主要有金属有机化学气相沉积(MOCVD)、分子束外延(MBE)、脉冲激光沉积(PLD)、溅射等方法[7]。
其中,MOCVD法因其具有生长速度快、薄膜均匀性好、易于实现大规模生产等优点,成为目前制备GaN薄膜最常用的方法之一[8]。
然而,GaN薄膜在生长过程中易产生各种缺陷,如点缺陷、位错等,这些缺陷会影响GaN薄膜的晶体质量和光电性能。
退火处理作为一种重要的热处理手段,可以有效减少GaN薄膜中的缺陷,改善晶体质量,从而提高GaN基器件的性能。