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《退火工藝對mocvd生長gan基外延薄膜影響地研究 (1)》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、萬方數(shù)據(jù)太原理工大學碩士研究生學位論文退火工藝對MOCVD生長的GaN基外延薄膜影響的研究摘要GaN基半導體材料因其擁有很大的帶隙寬度、高的擊穿電場、高的電子飽和漂移速度以及強的抗輻射能力等優(yōu)點，普遍應用于高溫、高功率的微波器件和各類光電子器件中，如AlGaN／GaN衄MT器件和InGaN／GaNLED器件。本文利用MOCVD方法，在藍寶石(A1203)襯底上生長了GaN基半導體材料，系統(tǒng)地研究了退火工藝對GaN外延薄膜阻值和位錯等微觀形態(tài)的影響，通過提出低阻GaN外延薄膜和高阻GaN外延薄膜的形成
2、機理模型圖，詳細地闡述了GaN外延薄膜呈現(xiàn)不同阻值的原因。同時，還研究了退火溫度對InGaN／GaN多量子阱的晶體質(zhì)量、表面形貌以及發(fā)光性質(zhì)的影響，較為全面地了解了退火溫度對InGaN／GaN多量子阱的影響規(guī)律。具體的研究結(jié)果如下所示：利用MOCVD方法，通過改變生長過程中成核層退火階段的反應室壓力和退火時間，在Al：03襯底上制得了不同阻值的GaN外延薄膜。利用原子力顯微鏡(AFM)、高分辨X射線衍射(脈XRD)和透射電子顯微鏡(TEM)對所生長的GaN薄膜的表面形貌、位錯密度和位錯形態(tài)進行了研究
3、。結(jié)果表明，GaN的電阻率與位錯形態(tài)之間存在必然聯(lián)系，由此建立了模型來解釋兩者之間的關系。由于刃型位錯附近存在負電荷，因此可為電子提供傳導通道。在低阻GaN中，絕大多數(shù)位錯發(fā)生彎曲和相互作用，在平行于基底方向上形成負電荷的導通通道，GaN薄膜的電導率較高。在高阻GaN萬方數(shù)據(jù)太原理工大學碩士研究生學位論文中，位錯生長方向垂直于基底，負電荷很難在平行于基片方向上傳導，GaN薄膜的電導率很低，由此得到高阻GaN。綜合分析AFM、Ⅷ之XRD、PL及Hall測試結(jié)果，確定了生長高質(zhì)量高阻GaN外延層的退火時
4、間為5min，從而優(yōu)化了退火時間。利用MOCVD方法，在A1203襯底上生長了InGaN／GaN量子阱，并分別采用7100C、740。C和8400C對樣品進行退火處理獲得不同的樣品。利用職XRD、AFM、掃描電子顯微鏡(SEM)和光致發(fā)光譜(PL)系統(tǒng)地研究了退火溫度對InG心『／GaN量子阱晶體質(zhì)量、表面形貌和光學性質(zhì)間的影響規(guī)律。結(jié)果表明：較低的退火溫度可使InGaN／GaN量子阱的表面起伏降低進而改善其晶體質(zhì)量，而隨著退火溫度的升高InGaN／GaN量子阱的表面起伏會增大使其晶體質(zhì)量惡化。同時
5、，InGaN／GaN多量子阱在熱退火作用下，三個樣品中In原子的熱擴散運動顯著并且在三個樣品表面都會產(chǎn)生Ga元素富集現(xiàn)象。同時，InGaN／GaN量子阱經(jīng)退火處理后，光致發(fā)光譜因壓應力釋放而會發(fā)生藍移現(xiàn)象。由此斷定了熱退火處理會對InGaN／GaN量子阱內(nèi)的元素分布和能帶結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。關鍵詞：MOCVD，高阻GaN，InGaMGaN量子阱，退火萬方數(shù)據(jù)太原理工大學碩士研究生學位論文THE腑’LUENCEOFANNEALINGPROCES0NGAN．BASEDEPITAⅪALFILMSGROWNBYⅣ
6、匝TAL0RGANlCCHEⅣⅡCALVAPORDEPOSITl0NABSTRACTGaN-basedsemiconductormaterialsarewidelyusedinhigh·temperature，hi曲一powermicrowaVedeVicesandV撕ousoptoelectronicdeVices，suchasA1GaN／GaNHEMTdeviceandtheInG時WGaNLEDdevices，duetotheirwideballdg印，hi曲breakdown6eld，hi曲
7、sa眥atedelectron“RVelocityandhighradiationresistance，etc．Inthisthesis，westlJdiedthe伊o、VnofGaN-basedsemiconductormaterialsonsapphiresubstratesbymeansofmetalorganicchemicalV印ordeposition(MOCVD)．Theef．fectof鋤ealingprocessonGa_N-basedepitaxial61ms’resistanc
8、eandthedislocationmo印hologieswasstudied．Weproposedafomationmechanismmodeloflow—resiStance(LR)andhi曲一resistance(HR)GaNnlmstoexplainthereasonwhyGaNepitaXialfilmshaVedif-ferentresistance．Also，theefIfectof鋤ealingtemperatureontheInGa_N／Ga_Nm
