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《ⅲ族氮化物半導體薄膜場發(fā)射性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、援要摘要囂蓊，llI羧氮純物半導體光電特整鹿角上轎究上不斷取褥了令人振奮的突破。而III族氮化物半導體場發(fā)射研究作為其光電特性的蓐要研究方向，引起了人們廣泛關注。本}侖文琴絞分爨了曩藏場發(fā)瓣的騷究瑗狀、發(fā)髏歷變及應用翦景，結合目前場發(fā)射研究所遭遇的困境。從理論與實驗兩方面研究了III族氮化物半導體薄膜具肖優(yōu)異場發(fā)射特性的物壤實質，也裁如何遴一步改善其場發(fā)射性能提出了可能方法及思路。最后，基于自己對III族氮化物半導體薄膜場發(fā)射系統(tǒng)研究、分卡斤與感悟，闡述了將來半導體薄膜場發(fā)射研究的可能發(fā)展方向。本論文的主簧工作如下：1．建立一用于研
2、究寬帶隙半導體薄膜場發(fā)射實質的能帶彎曲理論模型。以lII族氮化物半譬傣e—BN{箏為鍘，騷究了寵豢陳半導體矮有場發(fā)麓優(yōu)異場發(fā)射實質，結果表明，對于寬帶隙半導體優(yōu)異的場發(fā)射特性，應該歸功于外加電場導致鮑強能帶彎曲及其NEA款共闋{乍最，強憩帶毒鏨提供發(fā)射電子滾，而NEA使電子易于逸出表面勢壘。修正了以前認為的寬帶隙半導體的NEA特性是導致其優(yōu)異場發(fā)射性熊的主要因素的半導體場發(fā)射理論。此理論模型也取褥了與實驗一致豹結桑。2基于能帶理論建立起了納米晶半導體場發(fā)射模型。應用納米半導體場發(fā)射模型，分剮理論縫磅究了lll族氮純魏半導體中豹e—B
3、N半導簿薄膜場發(fā)射納米增強效應及納米Al。Gal一xN復合膜的熱場發(fā)射特性，研究結糶表明：小納米晶粒半導體薄膜具鴦受為伐羚場發(fā)瓣特性；褒不考懋績米足鷹場理強，蘑囂下，半導體納米場發(fā)射增強效應可能源于其NEA增強及帶隙寬化后導致的強帶駕蝗；納米Al。GaI-xN復合膜同樣具有納米場增強效應；續(xù)米場煺強效應大小電是與場發(fā)射體溫度與合金成分指數(shù)密切相關的。3．研究了工藝參數(shù)對不問相結構BN薄膜沉積的重要作用，發(fā)現(xiàn)基底溫度及基底鑣壓在沉較蠢立方穰結穩(wěn)BN薄膜中起著關鍵{笨蠲，其它工藝參數(shù)，如工作氣壓、沉積時間、氣體濃度及采用緩沖層爵在生長離
4、質量BN薄膜的作用也是不可忽略熬，毽怒其主要轅助撼裹及遴一步改善壤量；邋遘改交王藝參數(shù)，能基本控制BN相結構含量，同時也制備出立方相含量高達90％、粘附性良好的高質量19m以上的BN厚黢；4．通過研究不溺相結構BN薄膜場發(fā)射性能，發(fā)現(xiàn)高立方相BN薄膜具有更為優(yōu)異的場發(fā)射性能，除了不同相結構BN薄膜表面形貌引起的場增強外，場發(fā)=鴦童增強雯主要熬琢函可能在于不同褶結構薄貘德含方式不嗣麗導致電子積累及表面勢壘的異同，一般而言，sp3鍵合材料的場發(fā)射性能可能爰優(yōu)于北家工業(yè)大舉工學媾士學位論文s1)2鍵合方式。5。舅!蠲反皮磁控濺瓣系綾鍘備密
5、了離取舞豢浚晶剮N薄貘，研究了萁取良楓制，發(fā)現(xiàn)氣壓導繳形核能及形核密度的改變可能是不同取向生長的關鍵因裳。進一步硬究了不霹濺瓣參數(shù)對于A1N薄貘取舞生長懿影響，發(fā)現(xiàn)濺瓣功率密度、基底溫度及基威材質也是影響取向生長的重要潮素。6．蘺次研究了取向半導體薄膜場發(fā)射機制。通過對不同取向的A1N薄膜場發(fā)射試驗，發(fā)現(xiàn)單一敬向的A1N薄膜其有較好場發(fā)射性能，兩非單一取向薄膜在試驗中沒有測到場發(fā)射電流，這可能意味商取向對于薄膜場發(fā)射的作用怒非常關鍵靜。壹E#I-逐研究了不露厚發(fā)豹取淹AIN薄膜豹場發(fā)射往能，發(fā)現(xiàn)較薄A。N膜將利于場電子發(fā)射。關鍵詞場
6、發(fā)射；III族氮化物半導體；氮化硼；氮化鋁；帶彎曲；納米場增強H摘要AbstractsIlInitridesemiconductorsarecurrentlyexperiencingthemostexcitingphotoelectriccharacteristicsdevelopment．Asanimportantphotoelectricexposure，fieldemissionpropertiesofIIInitridesemiconductorshaveattractedwidelyinterestingnessofres
7、earchers．Inthisthesis，consideringthepresentembarrassmentoffieldemissiondevelopment，itanalyzebythenumbersthestatus，historyandprospectoffieldemissionfromsemiconductors．Then．thephysicalsubstanceofexcellentfieldemissionperformancesofllInitridesemiconductorswereinvestigated
8、boththeoreticallyandexperimentally,tomoreimprovethefieldemissioncapabilityofsemiconductors，itisalsosuppliedsomepossib
