溶胶-凝胶法制备异质外延c轴取向GaN薄膜研究

发布时间：2021-09-30 17:43

　　氮化镓（GaN）是一种直接带隙宽禁带（3.4 eV）半导体材料,因其独特的特性被广泛的利用在很多领域如在光电子方面GaN基的高效率蓝绿光LED超大屏全色显示节约环保高效比普通白织灯节电5-10倍,在微电子方面利用GaN材料可制备高频大功率电子器件上有望在航天航空等特殊环境下发挥重要作用,目前其研究与应用成为全球范围内半导体研究热点之一。针对目前主流制备薄膜方法,如分子束外延法（MBE）、金属有机物化学气相沉积（MOCVD）,氢化物气相外延（HVPE）等具有的工艺及成本弊端。本文采用简单易行的溶胶-凝胶法制备出高质量的GaN薄膜材料,采用GaCl₃为镓源,NH₃为氮源通过涂布旋转法和高温氨化退火制备异质外延c轴取向纳米级GaN薄膜,获得如下几个主要结论:（1）分别采用不同浓度（0.1M-0.5M）的试剂,不同退火温度下（700℃-900℃）以及不同退火时间（1h-3h）和不同的溶剂（EA、DEA）制备GaN薄膜。通过XRD、SEM等表征手段观察研究发现0.2M、900℃、2h、DEA为最佳反应参数并通过计算衍射强度计算出晶面择优取向为（002）... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 GaN晶体结构
    1.3 GaN的物化性质
        1.3.1 GaN的基本性质
        1.3.2 GaN的电学性质
        1.3.3 GaN的光学性质
    1.4 GaN薄膜的制备技术
        1.4.1 溶胶-凝胶法
        1.4.2 其他制备技术
    1.5 常用的基底材料
        1.5.1 单晶硅(Si)
        1.5.2 蓝宝石(α-Al_2O_3)
    1.6 本论文主要研究内容
第2章 实验过程与分析表征
    2.1 实验仪器和实验药品
    2.2 实验过程
    2.3 样品表征技术
第3章 GaN/Si(111)薄膜外延生长研究
    3.1 工艺参数对薄膜生长的影响
        3.1.1 浓度参数
        3.1.2 氮化时间
        3.1.3 退火温度
        3.1.4 溶剂种类
    3.2 最佳工艺条件下的GaN/Si(111)薄膜特性分析
        3.2.1 薄膜结构分析
        3.2.2 光学性能分析
    3.3 本章小结
第4章 GaN/α-Al_2O_3(0001)薄膜外延生长研究
    4.1 实验过程及参数
    4.2 不同温度下GaN/α-Al_2O_3(0001)薄膜特性分析
        4.2.1 薄膜结构分析
        4.2.2 光学性能分析
    4.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录


【参考文献】：
期刊论文
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[3]第3代半导体材料发展现状及建议[J]. 王兴艳.  新材料产业. 2015(10)
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[5]溶胶-凝胶法制备无机纳米材料的研究现状[J]. 赵婧,李怀祥.  微纳电子技术. 2005(11)
[6]MOCVD法制备ZnO同质发光二极管[J]. 叶志镇,徐伟中,曾昱嘉,江柳,赵炳辉,朱丽萍,吕建国,黄靖云,汪雷,李先杭.  半导体学报. 2005(11)
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[8]溶胶-凝胶法制备纳米薄膜的研究进展[J]. 朱冬生,赵朝晖,吴会军,李军.  材料导报. 2003(S1)
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本文编号：3416361