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ZnO薄膜的MOCVD生长及GaN/Si绿光LED特性研究

本论文分为两大部分。第一部分为氧化锌薄膜的MOCVD生长及性能研究;第二部分为硅衬底氮化镓基绿光LED材料生长及器件性能研究。第一部分:氧化锌作为一种多功能材料,已经有着几十年的应用历史。然而,在近年短波长发光器件越来越受重视的背景下,氧化锌作为一种具有巨太潜力的发光材料正在被人们重新“发现”。与氧化锌的传统应用不同,要制作高效率的发光器件,必须首先获得高质量的氧化锌单晶薄膜。近几年来,尽管国际上氧化锌单晶薄膜的制备取得了重要进展,但是可实用的氧化锌发光器件仍没有制备成功。在这种背景下,本文开展了使用金属有机化学气相沉积技术制备氧化锌薄膜的研究。本文使用一台自制的常压金属有机化学气相沉积系统进行氧化锌薄膜生长。通过大量的生长实验,对各种生长条件对氧化锌薄膜质量的影响进行了系统的研究。经过工艺优化,本文在蓝宝石衬底和硅(111)衬底上都成功制备出高质量的氧化锌单晶薄膜。本文对蓝宝石衬底上制备的氧化锌薄膜的结构和光学特性进行了深入的  (本文共159页) 本文目录 | 阅读全文>>

南昌大学
南昌大学

ZnO薄膜的常压MOCVD生长及掺杂研究

氧化锌(ZnO)是一种重要的化合物半导体光电材料,它具有良好的物理特性:直接带隙能带结构、室温禁带宽度3.37eV、激子束缚能60meV,是制备紫外发光二极管、特别是制备室温紫外半导体激光器的优选材料。可是性能良好的p型ZnO材料的制备问题一直以来成为实现ZnO基发光器件突破的瓶颈。近几年来,尽管国际上p型ZnO薄膜的制备取得了重要进展,但是可实用的ZnO发光器件仍没有制备成功。特别是在用金属有机化学气相沉积(MOCVD)法生长ZnO薄膜及其p型掺杂方面,还需要更多的研究,否则ZnO基发光器件将难以产业化。在这样的背景下,本论文开展ZnO薄膜的MOCVD生长及其掺杂性质研究。本论文主要是采用自制常压MOCVD系统,以去离子水(H_2O)和二乙基锌(DEZn)为源材料,在蓝宝石(0001)衬底上进行ZnO薄膜的制备、掺杂等相关内容研究。在课题研究过程中,本文主要获得了以下一些有意义和有创新性的研究结果:1、首次提出了在外延层生长过...  (本文共122页) 本文目录 | 阅读全文>>

《发光快报》1987年01期
发光快报

GaAsP/GaAs异质结的MOCVD生长机理

一、引言 任何一种外延方法的特殊生产模式对外延层的缺陷种类和缺陷密度都有很大影响.一般说来,外延生长有三种模式:二维层生长,三维层生长或两者混合生长。二维的一层一层地生长的外延层具有清晰的界面和均匀的厚度。MOCVD已被用来制备具有突变界面和大面积均匀生长的半导体异质结。高性能的电子和光电子器件,如激光和场效应晶体管的发展,都基子MOCVD生长的复杂结构。在用MBE生长Ce二51,一:/si异质结过程中,研究了生长温度和晶格失配对生长模式的影响。本文用透射电镜研究了晶格失配对MOCVD生长的I一V族化合物生长模式的影响。结果表明二维生长是主要的,用MOCVD生长的GaAs刁GaAs异质结中没有任何三维生长的迹象.早期曾用强电子束衍射技术和高分辨电子显微镜(HREM)研究了GaAS衬底上GaAsP的外延生长,而且看出了不适当缺陷的产生机理。 、二实妙畜, 图I是MOC、7D反应系统的示意图。PH3中没有附加的氢源线,与AsH3线相...  (本文共3页) 阅读全文>>

《化学通报》1988年05期
化学通报

氧化物薄膜的MOCVD生长技术研究

引官 有机金属化学气相沉积(Mettallor:aoio ehemiea- va钾,De即,i‘10”)简称MOCvD。这一技术是用有机 金属化合物伽Q)作为物质源,在一定温度下,在 衬底基片上进行气相化学沉积(cvD)生长薄膜的技 术。它是近一‘二十年来发展起来的制膜新技术川,主 要用于制备二元及多元[ll一v族、I卜vI族半导体 化合物及多元金属氧化物薄膜材料。该技术使用的关 键是选用适宜的物质源( Mo),要求它具有易.制备和 提纯,稳定性好,蒸气压大,含有易断裂的M一.c键等 特点的有机金属化合物。以使其优于通常采用的一般 cvD技术(等离子体CvD‘和金属卤化物热分解等化 学制膜方法)。不仅生长膜的温度低,可避免在高温下 由于热分解和化学物理性质的变化而引起的结构缺陷 (晶型变异),而且避免了成膜过程中发生腐蚀作用友 形成金属卤化物的可能,使膜的质量得以提高。另外, 该技术排除了物理友法心麟熟、辉允旅电、真空蒸发和 电...  (本文共3页) 阅读全文>>

吉林大学
吉林大学

Ga_2O_3薄膜的高温MOCVD生长与紫外探测器制备研究

Ga_2O_3是一种直接带隙的半导体材料,其禁带宽度约4.5eV~4.9eV。Ga_2O_3有五种同分异构体,其中最常见稳定的是β-Ga_2O_3形态。β-Ga_2O_3材料具有非常良好的化学稳定性和热稳定性,且高温环境下对氧气敏感,这使得β-Ga_2O_3材料在日盲紫外探测器、透明导电薄膜、发光二极管、氧气传感器等领域均具有巨大的应用潜力。在本论文中,我们采用高温MOCVD工艺,在c面蓝宝石衬底上制备β-Ga_2O_3薄膜,并分别对β-Ga_2O_3薄膜在真空、氮气、氧气氛围下,进行不同时间和温度的退火处理,并对处理后的薄膜进行测试和表征。在此基础上,分别利用未退火和退火处理后的薄膜,制备了β-Ga_2O_3日盲紫外探测器,并对探测器的性能进行测试和分析。论文的主要研究内容可以分以下几个部分:一、β-Ga_2O_3薄膜的生长与优化。我们在蓝宝石衬底上,生长了β-Ga_2O_3薄膜。研究了缓冲层对薄膜性质的影响,并通过调节生长温...  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中国照明电器》2017年10期
中国照明电器

Ⅲ族氮化物MOCVD生长中的化学反应研究和进展

引言Ⅲ族氮化物半导体薄膜材料,是制备高亮度发光二极管(LED)、半导体激光器(LD)、紫外探测器以及高频大功率微电子器件的基础,被认为是继硅之后最重要的第三代半导体材料。Ⅲ族氮化物主要有Ga N、Al N和In N,目前主要通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)来生长。一般是将三甲基镓(Ga(CH3)3,简称TMG),三甲基铝(Al(CH3)3,简称TMAl),三甲基铟(In(CH3)3,简称TMIn)等金属有机物与氨气(NH3)和掺杂元素Si H4、Cp2Mg等同时或顺序引入反应室,通过精密控制加热器的升降温时间以及反应气体的流量和切换,使反应气体在高温衬底上方和表面发生化学反应,生成Ga N单晶薄膜,或包含In N、Al N的三元或四元固溶体合金(薄膜异质结)[1,2]。Ga N薄膜生长的主要化学平衡式为:Ga(CH3)3(g)+NH3(g)=Ga N(s)+3CH4(g)(1)过去20多年来,MOCVD制备III族氮化物薄...  (本文共6页) 阅读全文>>