铝酸锂晶体生长及其上宽禁带半导体薄膜制备研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 邹军 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007 |
| 授予单位 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 |
| 导师 | 周圣明 |
| 关键词 | LiAlO2晶体 ZnO薄膜 非极性GaN薄膜 脉冲激光淀积法 MOCVD |
| 其他题名 | Growth of LiAlO2 crystal and fabrication of wide band gap semiconductor films on it |
| 中文摘要 | 非极性氮化物LEDs和LDs因其受极化相关的内建电场影响较小，使其具备了超越目前商业化极性c面器件的潜力。生长在c面氮化镓薄膜上的器件遭受大的内建电场，其自发和压电极化效应引起量子阱内电子和空穴电荷分离，限制了辐射复合效率，而且内场的屏蔽导致了发射峰随着电流升高而蓝移。非极性氮化镓器件(m或a面氮化物)可一定程度上避免上述问题。 非极性氮化物薄膜一般是在SiC, r-Sapphire, Si和LiAlO2(LAO)衬底上制备，r-Sapphire和Si与氮化镓薄膜大的晶格和热失配使得薄膜制备工艺复杂，SiC衬底高价格使得制备的LEDs和LDs成本较高，而LAO衬底与氮化镓的晶格失配低于SiC, r-Sapphire和Si, 且两者热失配也不大，使其成为研究热点，本论文围绕此衬底展开，目的在于解决LAO衬底生长和其上非极性薄膜制备等问题。 论文主要工作如下： 1、介绍目前国际上氮化物器件的最新发展动态，非极性器件优点和研究进展；介绍氮化物的常用制备方法及相关衬底。 2、具体介绍本论文采用的LAO晶体生长、ZnO薄膜和氮化镓薄膜制备设备，并阐述了晶体和薄膜常用的测试方法。 3、分析导向温度梯度法(TGT)和提拉法(Cz)生长铝酸锂衬底晶体各自优缺点，气相传输技术(VTE)工艺在改善晶片质量方面的应用。优化了晶体生长的炉体结构和生长工艺参数有效抑制了铝酸锂生长过程中的挥发，生长出了直径2inch, 长150mm的铝酸锂晶体，其摇摆曲线半高宽为28.9arcsec, 缺陷密度(位错密度)约为2×104/cm2。 4、脉冲激光淀积法(PLD)在铝酸锂衬底的(100)与(001)面上生长ZnO薄膜，发现在较好的工艺条件下(100)面LAO衬底适合制备高质量的c向ZnO薄膜，而(001)面LAO不适合制备较高质量的ZnO薄膜，其主要原因为(100)面LAO与c面ZnO的晶格失配率较小(～3%)。 5、有机金属气相淀积法(MOCVD)在铝酸锂(100)和(302)面上制备非极性氮化镓薄膜，在较好的生长工艺下可在(100)LAO生长出m-GaN薄膜、(302)面上生长出a-GaN薄膜，虽然m-GaN与(100)LAO的晶格失配率(-1.7%)小于a-GaN与(302)LAO的晶格失配率(-2.86%)，测试却发现：a面GaN薄膜内应力较小，结晶质量较高，其主要原因为a-GaN与(302)LAO的晶格失配率随着温度的变化小于m-GaN与(100)LAO。可见薄膜的质量受到其与衬底的晶格失配率和热失配率共同影响。 6、理论分析了(502)LAO上制备非极性氮化物的潜在优势，同时给出了铝酸锂晶片上制备非极性器件的基本方法，分析了其光学性能，并点亮非极性氮化镓LEDs。 |
| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.siom.ac.cn/handle/181231/15598]  |
| 专题 | 上海光学精密机械研究所_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 邹军. 铝酸锂晶体生长及其上宽禁带半导体薄膜制备研究[D]. 中国科学院上海光学精密机械研究所. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：上海光学精密机械研究所
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