学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

MOCVD方法硅基GaN的生长及其p型掺杂研究

作　者: 赵浙
导　师: 叶志镇
学　校: 浙江大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: MOCVD方法 掺杂研究 p型掺杂 研究历史和现状 快速热退火 自行开发 MOCVD设备 螺型位错 蓝宝石衬底 高质量
分类号: TN304
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 338次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


宽禁带半导体GaN是制造蓝光光电器件和大功率、高温器件的理想材料。由于Si衬底的诸多优点：低价、存在高质量大尺寸单晶、好的热导和电导以及容易被化学刻蚀去除，硅基GaN成为研究的热点。由于体单晶难以制备，生长高质量的薄膜单晶材料是研究开发GaN基器件的基本前提条件。与蓝宝石衬底相比，由于GaN在硅上难以浸润及GaN和Si之间大的热失配和晶格失配等特点，硅上生长单晶GaN的难度很大。到目前为止，制造出高质量的硅基GaN器件仍然是很有挑战性的工作。 本论文在系统总结了国内外GaN材料制备和器件应用的研究历史和现状的基础上，利用自行开发研制的MOCVD设备，对硅衬底上GaN的外延生长和p型掺杂进行了研究，取得了一些阶段性的成果。 主要工作如下： 1．使用自行开发的MOCVD系统，利用高温AIN缓冲层，在Si（111）衬底上成功生长出GaN单晶。测试显示晶体质量达到560arcsec，是文献报道过最好的结果之一。 2．采用Cp2Mg做掺杂源，成功获得了硅基GaN的p型电导。Hall测试结果：载流子浓度达到7.84×1018cm-3，迁移率为5.50cm2／V．s，显示了我们生长的硅基p-GaN具有良好的电学性能；HRXRD测试得到该材料半高宽达到560arcsec，说明了它具有很好的晶体质量。 3．研究了快速热退火（RTA）对p型GaN中位错的影响。我们发现RTA对GaN中螺型位错的影响很大，而刃型位错则在RTA下比较稳定。通过分析当前条件下位错的核心结构的形成能，就RTA处理对不同种类位错的影响做出了初步的解释。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
第一章 前言  8-10
第二章 文献综述  10-29
  2.1 GaN的物理性质  10-11
  2.2 GaN的生长方法  11-17
    2.2.1 体单晶的生长  11-12
    2.2.2 外延生长  12-14
    2.2.3 横向外延过生长技术  14-16
    2.2.4 GaN生长技术的发展趋势  16-17
  2.3 GaN的器件工艺  17-18
  2.4 GaN材料的掺杂  18-29
    2.4.1 GaN中氢的作用  18-20
    2.4.2 GaN材料的n型掺杂  20
    2.4.3 GaN材料的p型掺杂  20-29
第三章 GaN外延生长系统和生长工艺  29-36
  3.1 GaN外延生长  29-32
    3.1.1 MOCVD系统  29-31
    3.1.2 气相沉积生长  31-32
  3.2 GaN外延生长工艺  32-35
    3.2.1 衬底硅片的清洗  32-33
    3.2.2 外延生长  33-34
    3.2.3 材料特性的表征  34-35
  参考文献  35-36
第四章 本征硅基GaN的生长  36-47
  4.1 引言  36
  4.2 实验  36-37
  4.3 实验结果及讨论  37-45
    4.3.1 缓冲层的选择对GaN外延层质量的影响  37-40
    4.3.2 样品的表征和分析  40-43
    4.3.3 样品生长中的meltback现象  43-45
  4.4 小结  45-46
  参考文献  46-47
第五章 硅基GaN的p型掺杂及性能研究  47-56
  5.1 引言  47
  5.2 实验  47-48
  5.3 实验结果与分析  48-54
    5.3.1 电学性能分析  48-50
    5.3.2 晶体学性能分析和形貌分析  50-52
    5.3.3 应力分析  52-53
    5.3.4 其他分析  53-54
  5.4 小结  54-55
  参考文献  55-56
第六章 快速热退火对p型GaN位错的影响  56-65
  6.1 引言  56
  6.2 实验  56-57
  6.3 结果分析  57-63
    6.3.1 GaN中的位错  57-59
    6.3.2 位错对表面形貌的影响  59-60
    6.3.3 位错与HRXRD测试结果的关系  60-61
    6.3.4 位错结构的模型及结论  61-63
  6.4 小结  63-64
  参考文献  64-65
第七章 结论  65-66
第八章 今后工作的一些思考  66-68
致谢  68

相似论文

  1. 适用于日盲紫外探测器的高Al组分n型AlGaN的生长,TN304.055
  2. 高质量全局光照的GPU研究与实现,TP391.41
  3. 基于ECR-PEMOCVD技术在蓝宝石衬底上高C轴择优的InN薄膜的制备及表征,TN304.055
  4. Bi_2Se_3晶体p-型掺杂的第一性计算及其制备研究,TN304.2
  5. 衬底预处理对外延生长GaN薄膜性能的影响,TN304.054
  6. 钯纳米晶的自组织生长及其电荷存储效应的研究,O614.823
  7. 美国HQT对教师专业化的影响与启示,G451.1
  8. GaN薄膜的MOCVD制备法及其表征,TN304.055
  9. 上市公司股权结构对高质量审计需求影响的实证研究,F239.4;F224
  10. 股权控制链、资金侵占与高质量审计师选择,F239.22;F224
  11. 稀土掺杂转换发光材料的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用,O482.31
  12. GaN厚膜HVPE生长工艺的研究,TN304
  13. 掺杂有机光电子器件的研究,TN36
  14. 斯特拉文斯基《D大调小提琴协奏曲》演奏研究,J622.1
  15. 我国高质量资产减值准则建设研究,F233
  16. 会计准则质量特征研究,F233
  17. 复杂载荷作用下压电压磁体Ⅲ型界面裂纹尖端场研究,O346.1
  18. ZnSe纳米管、ZnO纳米线的电子结构和光学性质：第一性原理研究,TB383.1
  19. 美国《不让一个孩子掉队法案》（NCLB）的实施过程探析,DD912.1
  20. 磷掺杂p型氧化锌薄膜的制备与性能研究,O484.1
  21. InGaN/GaN量子阱光致发光特性的测试与分析,O471.1

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 半导体技术 > 一般性问题 > 材料
© 2012 www.xueweilunwen.com