镀银硅片衬底上低温沉积GaN薄膜的特性研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kllkll123456
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
氮化镓(GaN)作为Ⅲ-Ⅴ直接带隙半导体材料,室温下有着较宽的禁带宽度(3.39eV)。20世纪90年代,日本Nichia公司开发出第一只InGaN/AlGaN双异质结蓝色发光二极管(LED),标志着GaN在取代了继Si和GaAs之后成为了第三代半导体材料并正式登上了商用化的舞台。目前,GaN以其优良的特性已经被应用到如发光二极管(LED)、半导体激光(LD)、紫外探测器、太阳能电池以及大规模集成电路等诸多领域,并将在高频、耐高温、抗辐射和大功率半导体器件应用方面有着更广阔的应用前景。对于目前制备GaN薄膜材料来说,常用的衬底材料主要有蓝宝石(α-Al2O3)、Si、SiC以及石英等材料,并且已经具备相对成熟的制备工艺。各种衬底材料有着其独特的优势,但也存在诸多缺点,比如α-Al2O3和Si与GaN晶格失配较大,SiC的价格昂贵等。为了削弱衬底材料对GaN发展的影响,更好地发挥GaN材料的特性,近年来,有人开始尝试在金属衬底上生长GaN薄膜。首先,由于金属具有良好的导热性,可以有效地解决LED器件中的散热问题;其次,由于金属的导电性可以直接将其用作器件的电极来使用。最后,廉价的金属衬底可以节省器件成本。然而,以金属为衬底制作GaN基LED器件必须克服几个难题:一、较高的生长温度时容易使金属不同程度地熔化。高温会使金属与GaN之间产生有害的界面反应,或加剧金属杂质向GaN薄膜的扩散,影响薄膜质量。三、金属材料一般与GaN之间有较高的热膨胀系数差,因而在高温生长过程中会导致界面应力增大,容易导致薄膜龟裂。为了解决上述难题,本文以高反射率的镀银硅片为衬底,降低衬底对光的吸收作用;采用电子回旋共振-等离子体增强金属有机物化学气相沉积(ECR-PEMOCVD)方法低温沉积,避免温度过高时金属熔化;同时在沉积前,先生长一层GaN缓冲层以降低衬底与GaN薄膜间的晶格失配,最终成功制备出高质量的GaN薄膜。实验中,以TMGa和氮气分别作为Ga源和N源,以超纯氢气作为载气。通过改变TMGa流量和沉积温度分别研究二者对GaN薄膜生长的影响。通过反射高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、电子扫描显微镜(SEM)以及半导体特性测试系统对GaN薄膜样品进行表征,对GaN薄膜样品的晶体结构、表面形貌、电学特性以及组分分析研究。结果表明:在银衬底上生长GaN薄膜的最佳TMGa流量为1.2sccm,最佳沉积温度为485℃。
其他文献
网络接口已成为许多电子设备和仪器的必备接口。用最少的硬件开销,完成一个功能齐全的以太网口设计是电子设备设计的一般要求。文章介绍了以8位单片机C8051F340为核心控制单
通过对桂林市中国旅行社现状调查,运用战略管理的"SWOT"分析框架,对桂林市中国旅行社发展旅游电子商务的优势和劣势进行分析,对桂林市中国旅行社在发展旅游电子商务中如何发
详细分析了大学生电子商务消费的发展趋势,指出电子商务在高校发展过程中遇到的一系列问题,并对于高校如何培养学生良好的电子商务消费心理和习惯提出有针对性的建议。有一定
音乐教学评价是音乐教学工作中不可或缺的一个教学环节,是测量学生音乐学习水平的重要渠道,是监督和提升音乐教育工作者的教学质量的重要手段,更是推动全面素质教育的重要途
近些年来,高中生群体的社交焦虑问题有日益严重的发展趋势,严重影响着高中生的日常学习和生活,对其人际交往也造成很大的困惑。本研究试图检验高低社交焦虑程度个体是否对情
防城港拥有丰富的渔业资源,具有发展现代渔业的优势。文章运用SWOT分析方法,对防城港现代渔业发展的优势、劣势、机遇和威胁进行了分析,并提出相应的发展对策,为未来防城港现
鉴于我国当前的企业所得税政策,房地产企业还存在相当大的企业所得税筹划空间。文章分别从房地产企业所得税筹划的必要性、可行性分析、筹划的目标、筹划方法和所得税具体筹
目的研制舒适型下肢抬高垫应用于胫腓骨骨折抬高消肿,评估其临床应用价值。方法根据人体工程学及临床实际研究设计舒适型下肢抬高垫,收集2016年9月—2017年10月中国人民解放
太赫兹电磁波的频率范围为0.1~10THz,波长介于红外光和微波范围,具有穿透一般物质材料的能力,但会被金属强反射,同时对于水或水蒸气等可以被强烈吸收。产生太赫兹辐射产生的
本文主要介绍了TBH-522型短波广播发射机自动调谐的功能,总结了旧自动调谐系统在设备运行中的弊端,针对这些弊端对自动调谐系统进行升级改造,着重介绍了新型TBH-522型短波广