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《在藍寶石襯底上外延生長GaN薄膜的MOCVD工藝研究.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、摘要第三代半導(dǎo)體材料GaN由于具有優(yōu)良性質(zhì)使其在微電子和光電子領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，目前制備GaN的方法主要有分子束（MBE）、氯化物氣相外延（HVPE）、金屬有機物化學(xué)氣相沉積（MOCVD）。本文介紹了MOCVD法在藍寶石襯底上外延生長GaN材料并利用其無掩模橫向外延生長GaN薄膜與同樣生長條件下，在未經(jīng)腐蝕預(yù)處理的藍寶石襯底上外延的GaN薄膜進行對比測試[1]。測試分析結(jié)果表明，經(jīng)過腐蝕預(yù)處理的GaN衍射峰的半峰寬及強度、表面平整度、腐蝕坑密度都明顯優(yōu)于未經(jīng)腐蝕預(yù)處理的GaN薄膜，使原有生長條件下GaN薄膜位錯密度下降50%。并且通過Hall測試、x射線雙晶衍射結(jié)
2、果、室溫PL譜測試[2]成功地制備出GaN單晶薄膜材料,取得了GaN材料的初步測試結(jié)果。測試研究發(fā)現(xiàn)增加緩沖層厚度、多緩沖層結(jié)構(gòu)可以有效地降低位錯密度、提高薄膜質(zhì)量，其中通過中溫插入層結(jié)構(gòu)實驗獲得了質(zhì)量最好的GaN外延層[3]。關(guān)鍵字：GaNMOCVD藍寶石襯底預(yù)處理 緩沖層外延生長STUDYOFEPITAXIALLATERALOVERGROWTHOFGALLIUMNITRIDEONSAPPHIREBYMOCVDByHaiqingJiangSupervisor:Prof.XianyingDaiABSTRACTGallium-nitride-semiconductoro
3、ffersgoodpotentialvalueforapplicationinawiderangeofopticaldisplay,opticalrecordingandilluminationduetoitsexcellentquality.Atpresent,molecularbeamepitaxity(MBE),Chloridevaporphaseepitaxy(HVPE)andmetalorganicchemicalvapordeposition(MOCVD)areusedtoprepareGaN. Thistextintroducesovergrowthof
4、Gallium-nitrideonsapphirebyMOCVDandcomparestheresultwiththatonnon-corrodesapphire.Theresultsprovedthatthinnerfull-widthathalf-maximum(FWHM)，higherintensityvalueofX-raydiffraction，smoothersurfaceandlowerdensityvalue oftheetchingpitwerereceivedusingpatternedsubstrate,whichmadesurethatunde
5、rthesamegrowthprocessthedensityofthedislocationsdecreased50%.Afterthat,italsousesHallTest,X-raymaclediffractionTest,andPLSpectrumTestunderroomtemperaturetochecktheGaNthin-filmmaterial.Theresultsshowedthatmulti-buffer-layerstructurecoulddecreasethedensityofthedislocationsandimprovethequa
6、lityofthecrystalstructure.TheGaNepilayerwithIntermediate-Temperatureinsertlayerhadthebestresultsofallthesamples.KEYWORDS:GaNMOCVDsurfacepretreatmentonsapphiresubstratecushionepitaxialgrowth第一章緒論1.1GaN材料的基本特性1.2現(xiàn)有的GaN基化合物的制備技術(shù)1.3GaN現(xiàn)有制備技術(shù)對比第二章MOCVD中影響成膜因素第三章藍寶石襯底表面預(yù)處理3.1藍寶石襯底與處理的原因3.2實驗探
7、究與結(jié)果分析第四章研究緩沖層結(jié)構(gòu)及其改進4.1傳統(tǒng)緩沖層及其局限4.2實驗探究及其結(jié)果分析第五章GaN薄膜的生長研究5.1GaN材料的生長5.2生長的GaN材料的測試結(jié)果第六章結(jié)論致謝參考文獻第一章緒論1.1GaN材料的基本特性GaN首先由Johnson等人合成，合成反應(yīng)發(fā)生在加熱的Ga和NH3之間，600~900℃的溫度范圍，可生成白色、灰色或棕色粉末(是含有O或未反應(yīng)的Ga所致)[4]。GaN是極穩(wěn)定的化合物，又是堅硬的高熔點材料，熔點約1700℃。GaN具有高的電離度，在Ⅲ-Ⅴ族化合物中是最高的。在大氣壓力下，GaN晶體一般呈六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)，具
