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1、中文圖書分類號：TN307密級：公開UDC：38學(xué)校代碼：10005碩士學(xué)位論文MASTERALDISSERTATION論文題目：GaN材料MOCVD生長和位錯研究論文作者：張?jiān)讫垖W(xué)科：微電子學(xué)與固體電子學(xué)指導(dǎo)教師：韓軍副教授論文提交日期：2016年6月UDC：38學(xué)校代碼：10005中文圖書分類號：TN307學(xué)號：S201302018密級：公開北京工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文題目：GaN材料MOCVD生長和位錯研究TheMOCVDgrowthanddislocationresearchofGaN英文題目：material論文
2、作者：張?jiān)讫垖W(xué)科：微電子學(xué)與固體電子學(xué)研究方向：半導(dǎo)體光電子學(xué)申請學(xué)位：工學(xué)碩士指導(dǎo)教師：韓軍副教授所在單位：電子信息與控制工程學(xué)院答辯日期：2016年6月授予學(xué)位單位：北京工業(yè)大學(xué)獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京工業(yè)大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。簽名：張?jiān)讫埲掌冢?01
3、6年6月5日關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解北京工業(yè)大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱；學(xué)校可以公布論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。（保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）簽名：張?jiān)讫埲掌冢?016年6月5日導(dǎo)師簽名：韓軍日期：2016年6月5日摘要摘要GaN基半導(dǎo)體材料是第三代半導(dǎo)體材料，與前兩代半導(dǎo)體材料Si和GaAs相比，它具有禁帶寬度大、擊穿電場強(qiáng)度大、飽和電子遷移率高等優(yōu)點(diǎn)，在半導(dǎo)體光發(fā)射器件、探測器、光伏器件以及高電子遷移率晶體管
4、等器件中有其特有的優(yōu)勢。但GaN材料也面臨很多問題，沒合適的襯底材料，在摻雜方面，當(dāng)n型GaN材料中的電子濃度達(dá)到1019cm-3量級時，材料缺陷會增加并且結(jié)構(gòu)性能會退化。同時，GaN材料中的自發(fā)極化效應(yīng)和壓電極化效應(yīng)也會影響GaN材料和器件的性能，研究非極性、半極性GaN材料的生長，對提高GaN材料質(zhì)量和器件性能有重要意義。本文對生長重度摻雜GaN材料和非極性GaN材料進(jìn)行了研究，主要工作如下：1.使用MOCVD在不同SiH4流量條件下生長了重?fù)诫sn型GaN材料，研究了SiH4流量對于材料光學(xué)性能、晶體質(zhì)量、電學(xué)性能和表
5、面形貌的影響。結(jié)合光熒光測試、XRD測試、霍爾測試等GaN材料表征方法，研究了重?fù)诫sGaN中SiH4流量抑制材料黃光帶發(fā)光的機(jī)制。并且在SiH4流量為20sccm時，制備出了載流子濃度為6.4?1019cm-3、（0002）和（1002）面的FWHM分別為273arcsec和339arcsec的n型重?fù)诫sGaN材料。2.為了改善重?fù)诫sGaN材料的表面形貌，研究了SiH4摻雜方式對于重?fù)诫sn型GaN材料表面粗糙度、晶體質(zhì)量、光學(xué)特性的影響，并結(jié)合缺陷選擇性腐蝕方法研究了摻雜方式對于材料內(nèi)位錯數(shù)量和類型的影響。采用Delta摻
6、雜方式制備出平方根粗糙度為6.17nm、載流子濃度為3.06?1019cm-3、（002）和（102）面的FWHM分別為269arcsec和343arcsec的重?fù)诫sn型GaN材料。3.為了獲得晶體質(zhì)量更好的非極性a面GaN材料，使用InAlN/GaN超晶格插入層結(jié)構(gòu)來制備非極性GaN材料。分別生長了包含超晶格結(jié)構(gòu)和不包含超晶格結(jié)構(gòu)的a面GaN材料，使用高倍光學(xué)顯微鏡對比它們的表面形貌，使用HRXRD全面分析了材料的結(jié)晶質(zhì)量。包含有超晶格結(jié)構(gòu)的a面GaN材料的最低半高寬為911arcsec。4.研究了非極性a面GaN材料的
7、腐蝕特性。解釋了非極性a面GaN材料與極性GaN材料腐蝕特性的不同，說明了非極性a面GaN材料腐蝕出凹槽表面形貌的原因。5.研究了緩沖層的生長時間對于半極性（11-22）面GaN材料的表面形貌和腐蝕特性的影響。I北京工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文關(guān)鍵詞：MOCVD；重?fù)诫sn型GaN；非極性a面GaN；半極性（11-22）面GaN；濕法腐蝕。IIAbstractAbstractGalliumNitrideisthethirdgenerationsemiconductormaterialaftersiliconandgallium-
8、arsenide,andithasalargebandgap,highbreakdownvoltage,highcarriersaturationmobilityandotherexcellentproperties.GalliumNitridehastheuniqueadvantageinsemico
