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《gan薄膜及納米棒制備和表征》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、浙江大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文GaN薄膜和納米棒的制備和表征作者：楊志祥專業(yè)：材料物理與化學(xué)導(dǎo)師：葉志鎮(zhèn)教授浙江大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)系2006年3月浙扛大學(xué)碩十學(xué)位論文GaN薄膜及納米棒的制各和表征摘要近年來(lái)，寬禁帶半導(dǎo)體材料GaN在短波長(zhǎng)發(fā)光器件、光探測(cè)器件以及抗輻射、高頻和大功率電子器件方面的廣闊應(yīng)用前景而備受關(guān)注，生長(zhǎng)出高質(zhì)量的GaN材料是研究開發(fā)GaN基器件的基本前提條件。目前氮化鎵基器件大多數(shù)制作在藍(lán)寶石上。然而，由于藍(lán)寶石襯底自身絕緣且硬度大、器件工藝復(fù)雜、制作成本費(fèi)用高，且由于它導(dǎo)熱性能差，不利于大功率器件的制作，硅襯底則可以彌補(bǔ)這些不足。因此，開展si基上的G
2、aN薄膜材料的外延生長(zhǎng)意義重大。本論文在系統(tǒng)總結(jié)了國(guó)內(nèi)外GaN材料制備與器件工藝的研究歷史、現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，利用自行設(shè)計(jì)并制造的MOCVD系統(tǒng)，對(duì)硅基GaN的外延生長(zhǎng)和特性進(jìn)行了研究，同時(shí)也用催化法制備了GaN納米棒，并對(duì)其生長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行了探討。通過(guò)多種測(cè)試手段和理論分析，取得了一些階段性成果：1．分別采用低溫、高溫／kiN緩沖層生長(zhǎng)GaN薄膜。研究了高低溫緩沖層、緩沖層的厚度，V／III以及載氣的成份對(duì)GaN薄膜質(zhì)量的的影響，采用170nm厚度的高溫舢N作為緩沖層制得了結(jié)晶質(zhì)量很好的無(wú)裂紋GaN薄膜。2．利用催化劑輔助的氣相沉積反應(yīng)成功地制備出氮化鎵納米棒低維結(jié)構(gòu)，使用XR
3、D、SEM、EDS、TEM、SAED、PL等對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征和光學(xué)性質(zhì)研究。結(jié)果表明：產(chǎn)物是六方纖鋅礦型GaN，納米棒直徑50～150nm，長(zhǎng)達(dá)幾微米，前部呈針尖狀。針對(duì)納米棒的形狀特點(diǎn)，從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析了可能的成因。浙江人學(xué)碩士學(xué)位論立GaN薄膜及納米棒的制各和表征AbstractInrecentyears，GalliumNitrideasawidebandgapsemiconductorhasattractedmoreandmoreattentionmainlyduetoitspromisingapplicationsinshort-wavelight-emit
4、tingdevices，photodetectors，aswellasanti-radiation，hiighfrequencyand蜘ghpowerelectronicdevices．ThegrowthofhighqualityGaNcrystalisthepremiseforthedevelopmentofGaN-baseddevices．Atpresent，MostofGaN-baseddevicesarefabricatedonsapphire．HoweveLservedassubstratesapphirehasmanydisadvantagestothede
5、vicefabricationprocesses，suchasinsulatingnature，hardtocleave．Silicon，asthemostimportantsemiconductormaterial，shouldbeanotherpromisingsubstrateforGaNbecauseofitsavailableinlargersize，lowercostandconductive．Therefore，theinvestigationofGaNepitaxyonsiliconisofextremepracticalimportance．Inthi
6、sthesis，wefirstpresentedacomprehensivereviewoftheresearchhistoryandcurrentstatusofGaNmaterialpreparationandGaN-baseddevicesprocessing．OnthebasisofourMOCVDsystem，weconductedadetailedstudyofGaNepitaxyonsiliconsubstrate，andwealsostudiedmechanismofGaNnanotubegrowth．Theobtainedresultsareasthe
7、following：(1)Usinglow—temperatureandhightemperatureAINasthebufferlayersrespectively,westudiedthequalityofGaNfilmsrelatedtothebufferlayer’sgrowthtemperature，thickness，V／lllandthecompositionofcarriergas．Weobtainedhigh—qualityGaNfilmscracklessusing170nmhigh—temperatureAINast
