III族氮化物半导体材料具有强烈的极化特性,可以对材料和器件的性能造成重要影响,因此深入理解并有效利用极化效应已成为半导体材料器件的一种新型调控手段。极化诱导掺杂效应是氮化物半导体中的强极化效应和高密度缺陷态相互作用而导致材料中形成高浓度载流子的现象,利用这种效应可以解决紫外发光器件中p-AlGaN层掺杂等问题,甚至可以获得全新的器件设计思路。但首先需要解决一系列关键科学问题,包括极化与缺陷态的相互作用、能带裁剪与载流子输运调控、外延生长动力学控制等等。为此本项目将围绕这一效应开展深入研究首先建立极化诱导掺杂的物理模型,研究材料结构参数、晶体质量等因素的影响,并掌握诱导产生载流子的电学特性;其次研究p型高Al组分AlGaN中极化诱导掺杂的作用,并将其应用到紫外LED中进行器件验证;最后利用极化诱导掺杂研究无杂质源的氮化物载流子掺杂,并制作无杂质源氮化物LED原型器件。
英文主题词polarization effect;doping;GaN;defect;LED