氮化鎵（GaN）是一種直接帶隙寬禁帶（3.4 eV）半導體材料,因其獨特的特性被廣泛的利用在很多領域如在光電子方面GaN基的高效率藍綠光LED超大屏全色顯示節(jié)約環(huán)保高效比普通白織燈節(jié)電5-10倍,在微電子方面利用GaN材料可制備高頻大功率電子器件上有望在航天航空等特殊環(huán)境下發(fā)揮重要作用,目前其研究與應用成為全球范圍內半導體研究熱點之一。針對目前主流制備薄膜方法,如分子束外延法（MBE）、金屬有機物化學氣相沉積（MOCVD）,氫化物氣相外延（HVPE）等具有的工藝及成本弊端。本文采用簡單易行的溶膠-凝膠法制備出高質量的GaN薄膜材料,采用GaCl₃為鎵源,NH₃為氮源通過涂布旋轉法和高溫氨化退火制備異質外延c軸取向納米級GaN薄膜,獲得如下幾個主要結論:（1）分別采用不同濃度（0.1M-0.5M）的試劑,不同退火溫度下（700℃-900℃）以及不同退火時間（1h-3h）和不同的溶劑（EA、DEA）制備GaN薄膜。通過XRD、SEM等表征手段觀察研究發(fā)現0.2M、900℃、2h、DEA為最佳反應參數并通過計算衍射強度計算出晶面擇優(yōu)取向為（002）... 

【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省

【文章頁數】：60 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 GaN晶體結構
    1.3 GaN的物化性質
        1.3.1 GaN的基本性質
        1.3.2 GaN的電學性質
        1.3.3 GaN的光學性質
    1.4 GaN薄膜的制備技術
        1.4.1 溶膠-凝膠法
        1.4.2 其他制備技術
    1.5 常用的基底材料
        1.5.1 單晶硅(Si)
        1.5.2 藍寶石(α-Al_2O_3)
    1.6 本論文主要研究內容
第2章 實驗過程與分析表征
    2.1 實驗儀器和實驗藥品
    2.2 實驗過程
    2.3 樣品表征技術
第3章 GaN/Si(111)薄膜外延生長研究
    3.1 工藝參數對薄膜生長的影響
        3.1.1 濃度參數
        3.1.2 氮化時間
        3.1.3 退火溫度
        3.1.4 溶劑種類
    3.2 最佳工藝條件下的GaN/Si(111)薄膜特性分析
        3.2.1 薄膜結構分析
        3.2.2 光學性能分析
    3.3 本章小結
第4章 GaN/α-Al_2O_3(0001)薄膜外延生長研究
    4.1 實驗過程及參數
    4.2 不同溫度下GaN/α-Al_2O_3(0001)薄膜特性分析
        4.2.1 薄膜結構分析
        4.2.2 光學性能分析
    4.3 本章小結
結論
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]幾種典型寬禁帶半導體材料的制備及發(fā)展現狀[J]. 楊靜,楊洪星.  電子工業(yè)專用設備. 2016(08)
[2]第三代半導體GaN功率開關器件的發(fā)展現狀及面臨的挑戰(zhàn)[J]. 何亮,劉揚.  電源學報. 2016(04)
[3]第3代半導體材料發(fā)展現狀及建議[J]. 王興艷.  新材料產業(yè). 2015(10)
[4]電力電子器件及其應用的現狀和發(fā)展[J]. 錢照明,張軍明,盛況.  中國電機工程學報. 2014(29)
[5]溶膠-凝膠法制備無機納米材料的研究現狀[J]. 趙婧,李懷祥.  微納電子技術. 2005(11)
[6]MOCVD法制備ZnO同質發(fā)光二極管[J]. 葉志鎮(zhèn),徐偉中,曾昱嘉,江柳,趙炳輝,朱麗萍,呂建國,黃靖云,汪雷,李先杭.  半導體學報. 2005(11)
[7]薄膜制備技術中溶膠-凝膠工藝研究[J]. 韓德強,李勇.  四川化工. 2005(05)
[8]溶膠-凝膠法制備納米薄膜的研究進展[J]. 朱冬生,趙朝暉,吳會軍,李軍.  材料導報. 2003(S1)
[9]大直徑6H-SiC單晶的生長[J]. 徐現剛,胡小波,王繼揚,蔣民華.  人工晶體學報. 2003(05)
[10]金屬有機化學氣相沉積反應器技術及進展[J]. 許效紅,王民,侯云,周愛秋,王弘.  化工進展. 2002(06)



本文編號：3416361