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硅基GaN欧姆接触及紫外探测器的研究

作　者: 李嘉炜
导　师: 叶志镇
学　校: 浙江大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 紫外探测器 欧姆接触 热壁外延 Si基GaN 器件应用 研究历史和现状 GaN单晶薄膜 跨世纪人才 二次离子 双层电极
分类号: TN304.05
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
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内容摘要


本硕士论文选题于国家教育部跨世纪人才和国家自然资金(No. 69890230)资助的项目“硅基GaN的外延生长及器件应用”的一部分研究工作。 近年来，宽禁带半导体材料GaN由于其在短波长发光器件、光探测器件以及抗辐射、高频和大功率电子器件方面的广阔应用前景而备受关注，发展十分迅速。由于GaN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，同时器件的发展对电极的制备提出了更高的要求，因而研究金属电极与GaN的接触成为必然。 本论文系统总结了国内外GaN材料制备和器件应用的研究历史和现状，利用自行改造的热壁外延设备，对硅基GaN薄膜的生长及材料性能进行了研究。本文的主要工作是对金属与硅基n型GaN的欧姆接触进行了较细致的研究，并在此基础上制备了硅基GaN上的紫外探测器。 主要工作如下： 1、在国内首次采用简便的反应蒸发法，利用热壁外延技术，在Si(111)衬底上利用多晶GaN缓冲层生长出了六方结构的GaN单晶薄膜。 2、研究了Al单层及Ti/Al双层电极与n型Si基GaN在不同退火条件下的欧姆接触情况，并用X射线衍射谱(XRD)，二次离子质谱(SIMS)对界面固相反应进行了分析，首次提出了二次退火的方法。 3、在本实验室自行生长的Si基GaN上实现了MSM结构的光导型紫外光探测器。

全文目录


中文摘要  4-5
英文摘要  5-8
第一章 前言  8-10
第二章 文献综述  10-30
  2．1 GaN的基本性质  10-12
  2．2 GaN材料的制备方法  12-21
    2．2．1 GaN体单晶生长  12-13
    2．2．2 GaN外延生长技术  13-21
  2．3 GaN材料的掺杂  21-22
  2．4 GaN材料的器件应用  22-26
    微电子应用：  22-23
    光电子应用：  23-26
  2．5 立题思路和意义  26-27
  参考文献：  27-30
第三章 Si基GaN薄膜生长及性能表征  30-40
  3．1 Si基GaN材料外延生长系统  30-32
  3．2 Si基GaN材料外延生长  32-34
    3．2．1 衬底的清洗  32-34
    3．2．2 外延生长过程  34
  3．3 Si基GaN典型样品的性能表征  34-39
    晶体学分析  35-38
    发光特性分析  38-39
    电学分析  39
  参考文献：  39-40
第四章 金属与GaN的欧姆接触  40-51
  4．1 引言  40-44
  4．2 实验  44
  4．3 结果与讨论  44-50
    1． Al单层电极  44-46
    2． Ti/Al双层电极  46-50
  4．4 结论  50
  参考文献：  50-51
第五章 GaN紫外探测器的研究  51-63
  5．1 引言  51
  5．2 标准器件工艺  51-56
  5．3 实验过程  56-58
  5．4 实验结果与讨论  58-61
  5．5 小结  61-62
  参考文献：  62-63
结论  63-64
致谢  64-65

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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 > 一般性问题 > 制取方法与设备
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