MOCVD生长的GaN薄膜中缺陷团引起的X射线漫散射研究
Si衬底MOCVD生长GaN／InGaN多量子阱缺陷TEM研究
中 图分 类号 ：Ｔ ０ Ｎ３ ４
文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：０ ５ — １ ７ ２ ０ ）３ ０ ３ — ５ ２ ３ ４ ７ （ ０ ８ ０ —５ ９ ０
１ 引 言
２ 实验
采用 Ｔ ｏ ｓＳ ｎＣ ｈ ｍａ ｗａ ＣＳ低 压 ＭｏＣ ＶＤ 系统 在 Ｓ ｉ 过异 质外 延获 得 ， 蓝宝 石是 目前异 质 外延 最 常 用 的衬 底 衬底 上 生长 Ｇａ 基 ＭＱｗ ． 甲基 铝 （ ＭＡ１ 三 甲基 Ｎ 三 Ｔ ）、 材料 ， 但蓝 宝 石 衬 底 成 本 高 、 热 性 差 、 工 工 艺 难 度 散 加 大 ， 们 一直希 望 能 以硅 片代 替 蓝 宝 石衬 底 外 延 Ｇａ 镓 （ ＭＧａ 三 甲基 铟 （ ＭＩ ）和 氨 气 （ 人 Ｎ， Ｔ ）、 Ｔ ｎ ＮＨ３ ）分别 用 硅衬底 不仅 导热 性 好 、 本 低 ， 成 而且 加 工 工艺 成 熟 、 解 作 Ａ１ 、 易 源 Ｇａ源 、ｎ源 和 Ｎ 源 ，硅 烷 （ ｉ ）和 二茂 镁 Ｉ ＳＨ 理 、 得 到大 面积 高质量 商 业化 衬底 以及 硅 基器 件 易 于 （ Ｐ Ｍｇ 易 Ｃ ｚ ）分 别用 作 ｎ型 和 Ｐ型 掺 杂 剂 ． 底 进 入 反 应 衬 集成 等优 点 ， 科 学工作 者 一 直没 有 放弃 对 硅衬 底 氮 化 室后 在 Ｈ 氛 中 于高 温 下进 行 处 理 ， 使 气 以去 除 硅 衬底 表 然 ０ ｏ 右 ， 长 厚 约 １ ０ ｍ Ｃ左 生 ２ｎ 物生 长 的研 究 ． Ｎ 由于与 ｓ 衬 底 之 问存 在 较 大 的 晶 面 氧 化 物 ． 后 温 度 降 至 ８ ０ Ｇａ ｉ 格 失配 （７ ） １ ％ 和热膨 胀 系数 的差 异 （ ６ ， 难 生 长 出 的 Ａ１ 缓 冲层 ， 着 把 温度 升 至 １ ５ ℃ 生长 ２ ０ ｍ 的 ５ ％） 很 Ｎ 接 ００ ０ｎ 高质量 的 Ｇａ 外延 层 ． Ｇａ Ｎ 而 Ｎ外 延 层 的生 长直 接 影 响 Ｇａ 高 温缓 冲层 ， 生 长 ０ ４ ｍ 厚未 故意 掺杂 的 Ｇａ Ｎ 再 ． Ｎ Ｇａ Ｉ Ｇａ 量 子 阱 的质 量 ， 响其 发 光 性 能 ． 究 发 层 ， 着生 长 ２ ｍ 厚 掺 Ｓ 的 ｎ型 Ｇａ 接 下来 在 ７ ０ Ｎ／ ｎ Ｎ 影 研 接 ｉ Ｎ， ４ ℃ 现， 当外 延层 的厚度 达到 ０ ３ ｍ 以上 时 ， 外 延 温度 冷 生 长 ５个周 期 的 Ｇａ Ｉ Ｇａ 多 量 子 阱有 源层 ， ． 从 Ｎ／ｎ Ｎ 以及 在 却 到室 温 时样 品就会 出现开 裂 ． 厚度 越 厚 ， 裂 越严 重 ， ９ ０ 生 长 ２ ０ ｍ 的 Ｐ型 Ｇａ ４． 微 ９℃ ０ｎ ｒ ｊ Ｎ＿ 无法 做 到器件 所 要 求 的 ３ ｍ 而 不 开 裂 ， 是 制 约 硅 基 这 实验观 察所 用 Ｔ Ｍ 横 断 面 试 样 是 将 样 品 膜 面 用 Ｅ 材料 与器 件 发展 的瓶 颈之 一 ． 控制 多 量 子 阱 的缺 陷 是保 Ｇａａ ｔｎ胶对 粘 ， 线切 割 至 ３ ｍｍ ×ｌ ｍｍ， 纸 打 磨抛 光 厚 砂 证 Ｌ Ｄ 发 光 性 能 和 寿命 的关 键 ， 何 提 高 量 子 阱 的 生 度 至 ６ ｔ 左 右 ， 凹 坑 仪 上 将 其 ｄｐ ｌ ， 光 至 Ｅ 如 ０ｍ ￣ 在 ｉｐｅ 抛 长质 量是 材料 研究 工作 者 追求 的 目标 ． ２ ｔ 离 子 减 薄 仪 Ａｒ离 子 ３ ５ ｅ 能 量 对 其 轰 击 至 ０ ｍ， ￣ ． ｋＶ 透射 电子 显 微 镜 （ Ｅ 具 有 高 分 辨 率 、 接 成 像 １ ｎ 以下 ．Ｅ Ｔ Ｍ） 直 ０ｍ Ｊ ＯＬ一２ １ ０ ０透 射 电子显 微 镜 ２ ０ ｅ 工 作 ０ ｋＶ 特点 ， 是用来 研 究 材 料 微 结 构 及 其 缺 陷 的重 要 工具 ． 当 电压 对试 样 观察 ， 获得 普通 的衍 射 衬度 明暗 场像 以及 可 晶体原 子排 列 出现无 序 或转 为其 他 有 序结 构 时 ， 射 电 高分 辨透 射 电子显 微 像 ． 样 表 面用 饱 和 ＫＯＨ 溶 液 腐 透 试 子 显微 镜利 用 电 子衍 射 和衬 度 成 像 原 理 在 不 同 条 件 下 蚀 ５ ｎ 去 离子 水 冲洗 、 干 ， 发 射 扫 描 电子 显 微 镜 ｍｉ ， 烘 场 成 像 ， 以研 究 晶体 生 长过 程 缺 陷 （ 错 、 错 、 一缺 可观 察其 ｓ 可 位 层 ｖ ＥＭ 成像 ． 陷 、 转畴 ） 反 的形 成 、 分布 及 其 特 性 ． 文 对 ｓ 衬 底 Ａ１ 本 ｉ Ｎ ３ 结 果 与 分 析 低 温缓 冲层 生长 的 Ｇａ Ｉ Ｇａ 量 子 阱 进 行 了横 断 面 Ｎ／ｎ Ｎ Ｔ Ｍ 成 像研 究 ， Ｅ 在衬 底 和 缓 冲 层 区域 进 行 了 高分 辨 电 图 １ 电子沿［ １０ 晶带 轴入 射 ， 射矢量 ｇ １０ 是 １Ｏ ］ 衍 ＝１２
GaN薄膜中马赛克结构和发光性能的研究的开题报告
GaN薄膜中马赛克结构和发光性能的研究的开题报告一、研究背景与意义随着半导体照明技术的迅猛发展，氮化镓（GaN）材料作为高亮度、高效率、长寿命的绿色光源已成为国内外照明、显示和信息通信领域的热门材料之一。
GaN薄膜具有优异的物理、化学和电学性能，是制备高品质GaN器件的关键材料。
然而，由于GaN材料的晶体缺陷、晶界、应变等问题，GaN薄膜往往会出现马赛克结构，影响其光学性能和电性能的表现。
因此，对GaN薄膜中马赛克结构的形成机制和对发光性能的影响进行研究，具有重要的理论和应用价值。
二、研究内容1. 理论分析：根据GaN材料的表面能、盖茨堆垛序列、晶格匹配度等原理，进行GaN薄膜结晶生长过程中马赛克结构的形成机制分析。
2. 实验制备：采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术，制备GaN薄膜样品。
利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等表征手段，分析GaN薄膜的结构形貌、晶体缺陷和马赛克结构的形貌和大小等性质。
3. 光谱测试：采用室温荧光光谱仪、时间分辨荧光光谱仪等实验手段，对不同马赛克大小的GaN薄膜样品进行发光性能测试，分析马赛克结构对GaN薄膜发光性能的影响。
三、研究计划1. 第一年：学习理论知识，准备实验材料和仪器设备，进行GaN薄膜的制备和表征。
2. 第二年：深入分析GaN薄膜中马赛克结构的形成机制，开展不同马赛克大小的GaN薄膜的发光性能测试。
3. 第三年：总结成果，撰写论文，准备答辩。
四、研究预期结果1. 探索GaN薄膜中马赛克结构的形成机制，为GaN薄膜质量提高和器件制备提供理论指导。
2. 研究马赛克结构对GaN薄膜发光性能的影响，为GaN发光器件的设计和研究提供参考。
3. 丰富GaN材料的理论和实践知识，提高研究者在半导体照明领域的学术水平和实践能力。
MOCVD法生长InGaN合金的受激辐射和波导效应研究
因高发光 效率 、 高量 子效率 、 高温 、 耐 耐辐 射 、 耐酸 碱 等 优 良特 性＿ ， 为 当 前 最 先 进 的 半 导 体 材 料 。 目前 ， １成 ］ Ｇａ Ｎ主 要 用 来 制造 高速 微 波 器 件 ， 电荷 耦 合 器 件 ， 动 态存储 器 ， 亮 度 发 光 管 和 紫外 探 测 器 ， Ｎ 材 料 高 ］ Ｇａ 已成 为 当今 半导体 领域 的一 个 重要 研究 方 向。ＩＮ 窄 ｎ 带 隙的特点 使 Ｇ Ｎ 材料有 了新 的研 究 方 向 ， 过改 变 ａ 通 ＩＧａ 中 Ｉ ｎ Ｎ ｎ的组分 可 以使 其禁 带 宽度 在 ０ ７ ３ ４ Ｖ ． ～ ．ｅ 的范 围内连续 调节 ［ 。这种 唯一 的半 导体 合 金材 料覆 ３ ］ 盖 了从红 外 到近 紫外 的广 泛 光谱 区域 ］ 。将 ＩＧａ ｎ Ｎ 合 金用于 光 电子器 件 中 ， 以极 大提 高 器件 的量 子 效 可 率， 在光 电子器 件设 计 中起 着 重要 的作 用［ ］ 市 场 前 ５ ， 景 十分 广 阔 。然而 当前 人们 的主要 努力 方 向仍 然是 如 何获得 高质 量的 ＩＧａ ｎ Ｎ材 料 ， 材 料本 身 的 性质 研 究 对
２ ７ ２
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２１年增刊１ ４） ００ Ｉ１ （ 卷
ＭＯＣ ＶＤ 法 生 长 Ｉ Ｇａ 合 金 的受 激 辐 射 和 波 导 效 应研 究 ｎ Ｎ
王 连 家 ， 有章 ， 红 霞 ， 本 利 竹 王 刘
（ 二炮兵 工程 学 院 物理 教研 室 ， 第 陕西 西安 ７ ０ ２ ） １ ０ ５
谱
Ｆｉ ｇ ２ Ｔｈｅ Ｘ— ａ ｆｒ ｃ ｉ ｎ ｓ ｒ ｙ ｓ ａ ｎｉ ｇ ａ ｉ ｒ ｙ ｄｉｆ ａ ｔｏ ｕ ｖｅ ｃ ｎ ｎ ｎｄ ｈ ｇｈ
ZnO材料MOCVD生长及物性研究的开题报告
ZnO材料MOCVD生长及物性研究的开题报告一、研究背景氧化锌（ZnO）是一种广泛应用于光电器件领域的半导体材料。
近年来，随着光电子、纳米技术的发展和需求的日益增加，ZnO材料的研究和应用受到了越来越广泛的关注。
同时，作为一种易于制备的半导体材料，ZnO材料的MOCVD（金属有机气相化学气相沉积）生长技术也成为ZnO研究的主要方法之一。
因此，对于ZnO材料MOCVD生长及其物性的研究具有重要的科学意义和应用前景。
二、研究内容本文拟通过对ZnO材料MOCVD生长技术的研究，探讨其生长机理、生长过程中的影响因素、生长条件的优化及其物性的分析。
具体研究内容包括：1. 回顾和分析现有的ZnO材料MOCVD生长技术，总结其优缺点，为本研究提供启示和依据。
2. 对ZnO材料的物性进行分析和表征，包括结构、光学、电性等方面的表征，为后续的实验提供理论依据。
3. 通过实验研究ZnO材料MOCVD生长过程中的影响因素，如金属前驱体种类、衬底温度、气相成分等，探讨其对生长薄膜质量、结构和物性的影响。
4. 优化ZnO材料MOCVD生长条件，探讨其对生长薄膜质量、厚度、形貌等方面的影响，并提出最优的生长条件。
5. 对生长的ZnO薄膜进行物性分析，包括结构、光学、电性等方面的表征，以确定其应用前景和潜在的应用领域。
三、研究意义本研究对于深入了解ZnO材料的生长机理和掌握MOCVD生长技术具有重要的意义。
首先，通过分析生长机理和影响因素等方面的数据，可以深刻理解ZnO薄膜的生长过程和机理，为开发出更优异的材料提供理论依据。
其次，MOCVD生长技术可以有效地去除ZnO材料中的缺陷，在ZnO材料应用领域具有广阔的前景。
因此，本研究的优化生长条件有望为开发高质量ZnO材料提供更好的基础。
最后，通过对ZnO薄膜的物性分析，可以进一步理解其在光电器件领域的应用和潜在的应用前景。
本研究可以为ZnO材料的应用和开发提供重要的参考和指导。
GaN薄膜的MOCVD制备法及其表征的开题报告
GaN薄膜的MOCVD制备法及其表征的开题报告一、研究背景氮化镓（GaN）在半导体材料中具有很高的电学性能和光学性能，因此在LED、激光器等光电领域得到广泛应用。
GaN晶体在高温高压的条件下制备困难，因此研究GaN薄膜的制备就成为了一个研究热点。
MOCVD是一种常见的半导体材料生长技术，通常用于制备复杂结构的半导体材料。
因此，研究GaN薄膜的MOCVD制备方法及其表征，对于提高GaN薄膜的光电性能具有重要意义。
二、研究内容1. MOCVD制备GaN薄膜的工艺优化通过对MOCVD生长过程中温度、流量、压力等参数的调节，优化GaN薄膜的生长条件，探究不同工艺参数对GaN薄膜生长的影响。
同时，采用原位反射光谱技术，研究生长过程中薄膜的成分和结构变化，为后续的薄膜表征提供基础数据。
2. G黏合垫层制备及GaN薄膜的生长和表征为了提高GaN薄膜的质量和降低缺陷密度，引入相应的黏合垫层能够有效地改善生长条件。
因此，采用特定工艺制备黏合垫层，并在其表面生长GaN薄膜。
利用SEM、XRD等手段对GaN薄膜的生长质量和厚度进行表征，分析其晶格结构和光电性能。
3. GaN薄膜的光学表征及应用研究通过光学技术（如激光扫描显微镜等），研究GaN薄膜的光电性能（如光谱特性、激子特性等），探索其在光电器件中的应用前景。
另外，将GaN薄膜作为LED和激光器核心部件进行测试，探究其在光电器件中的应用性能。
三、研究意义该课题对于推动GaN薄膜在LED、激光器等领域的应用具有重要的意义。
同时，优化MOCVD生长条件和制备黏合垫层的工艺，提高GaN 薄膜的生长质量和光电性能，有助于推动半导体材料的研究和发展。
In催化GaN纳米线的MOCVD生长研究的开题报告
In催化GaN纳米线的MOCVD生长研究的开题报告开题报告：催化GaN纳米线的MOCVD生长研究1. 研究背景氮化镓（GaN）材料在固态照明、激光器、高电子迁移率晶体管等领域中具有广泛应用前景。
然而，传统的GaN材料在光学、电学和热学性能方面都存在缺陷。
为了克服这些问题，研究者们开始探索GaN纳米线的合成方法，并开展了广泛的研究。
其中，催化化学气相沉积（MOCVD）技术是一种被广泛应用的研究方法，它具有高度可控性、高温度下的器件制备和尺寸可调性优点。
2. 研究内容本研究计划基于MOCVD技术合成GaN纳米线，并通过研究不同生长参数对GaN纳米线形貌和光学性质的影响，探究最佳的生长参数。
具体工作包括：（1）选择适当的基底和催化金属；（2）通过优化MOCVD生长的参数（如生长温度、气氛等）来制备GaN纳米线；（3）使用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和X 射线衍射（XRD）等表征技术来分析GaN纳米线的形态和结构特征；（4）使用光谱技术（如光致发光谱、紫外可见吸收谱）等技术来研究GaN纳米线的光学性质。
3. 研究意义研究结果可以为制备高质量的GaN纳米线提供新思路和方法，从而提高GaN材料的性质和应用。
研究中还将深入研究GaN纳米线的物理和化学性质，这将为相关应用领域提供重要的科学基础。
4. 研究技术路线本研究的技术路线如下：（1）制备催化金属和基底；（2）调节反应气氛和沉积温度，通过MOCVD技术制备GaN纳米线；（3）使用SEM、TEM和XRD等技术对GaN纳米线的形貌和结构特征进行表征；（4）通过光谱技术研究GaN纳米线的光学性质。
5. 预期结果通过本次研究，我们将制备高品质的GaN纳米线，并优化相关生长参数。
同时，我们也将深入分析GaN纳米线的结构、形貌和光学性质。
最终实现对GaN纳米线的高效合成和性质调控，为GaN材料的应用提供新思路和方法。
参考文献：1. K. L. H. Tsui, A. Ng, W. J. Liu, et al. Growth of GaN nanowire arrays for photovoltaic applications by MOCVD. Journal of Crystal Growth, 2011, 316(1): 29-34.2. W. Zhou, J. Song, J. Sui, et al. Enhanced ultra-violet emission from ZnO/GaN hybrid nanowires synthesized by MOCVD. Journal of Luminescence, 2017, 184: 40-45.3. H. Y. Shi, Y. B. Zhan, L. S. Cui, et al. MOCVD growth of vertically aligned GaN nanorods. Applied Surface Science, 2008, 254(19): 6227-6231.。
MOCVD生长非故意掺杂GaNSi薄膜的电阻率控制研究
MOCVD生长非故意掺杂GaNSi薄膜的电阻率控制研究摘要:本文采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)在Si (111)衬底上生长了非故意掺杂GaN薄膜。
高分辨率X射线衍射(HRXRD)和Lehighton非接触面电阻测量系统用来表征GaN外延层的质量和面电阻(Rs)。
通过计算HRXRD测量得到的GaN(0002)和(10-12)半高宽(FWHM),估算了GaN外延层中的线性位错密度(TDD)。
GaN外延层的Rs和TDD之间的关系被研究。
下面GaN初始层生长条件,包括载气种类(H2或N2)、生长温度和生长压力,对上面GaN外延层的影响被讨论和分析。
我们认为H2作为载气能提高GaN质量,减少GaN外延层中的TDD,并由于其活泼的化学特性,能通过还原反应去除GaN 外延层中的O和C等杂质。
另外,下面GaN初始层在低温和高压下生长,更有助于提高GaN质量和减少TDD。
下面GaN初始层通过在H2载气、低生长温度(1050℃)和高生长压力(400mba)下外延生长,上GaN 外延层的电阻率得到了提高。
关键词:非故意掺杂GaN Si衬底金属有机物化学气相沉积高电阻率线性位错密度1 引言III族氮化物宽禁带化合物半导体材料，具有高的电子迁移率和高的击穿电压，被广泛应用高功率微波器件，如高电子迁移率晶体管（HEMT）等。
高电阻率GaN作为AlGaN/GaN HEMT器件结构的缓冲层，对于提高HEMT器件的特性具有至关重要的作用。
GaN缓冲层中的高电阻率能有效避免器件的平行电导，减少缓冲层中的漏电流，提高器件的击穿电压，降低器件在高频应用中的寄生损耗和不同器件之间的信号干扰[1]。
作为GaN外延生长的衬底，蓝宝石由于其较差的热导率，严重的限制了AlGaN/GaN HEMT器件在高功率方面的应用。
SiC衬底又非常昂贵，难以实现器件的规模化生产。
Si衬底以其低成本，高热导率，易集成等优点[2]，被视作取代蓝宝石和SiC衬底进行GaN外延生长的最佳衬底。
mocvd生长gan原理
MOCVD生长GaN原理引言氮化镓（GaN）是一种重要的半导体材料，具有广泛的应用前景，例如高亮度发光二极管（LED）、高电子迁移率晶体管（HEMT）等。
其中，MOCVD（金属有机化学气相沉积）是一种常用的GaN生长技术。
本文将详细解释MOCVD生长GaN的基本原理，包括反应机理、生长过程和影响因素等内容。
1. 反应机理MOCVD生长GaN的基本反应机理可以分为两个步骤：金属有机前体分解和氮化反应。
1.1 金属有机前体分解MOCVD使用金属有机前体作为源材料，常用的有三甲基镓（TMGa）和氨（NH3）。
在高温下（通常为700-1100°C）和低压（几百帕）的条件下，TMGa分解为镓原子和甲烷（CH4），反应如下：TMGa + CH4 -> Ga + 3CH3这个反应是一个热解反应，通过热能将TMGa分解为金属镓和甲烷。
金属镓可以在衬底表面扩散并形成薄膜。
1.2 氮化反应在金属镓薄膜形成后，需要进行氮化反应将其转化为GaN。
这一步骤通常在高温下进行，使用氨作为氮源。
氨分解为氮原子和氢气，然后与金属镓反应生成GaN，反应如下：GaN + NH3 -> GaN + 3/2H2这个反应是一个气相反应，通过金属镓和氮原子的反应生成GaN。
氮源的供应量和反应温度会影响GaN的生长速率和质量。
2. 生长过程MOCVD生长GaN的过程可以分为几个关键步骤：表面吸附、扩散、反应和脱附。
2.1 表面吸附金属有机前体和氮源在气相中输送到衬底表面后，会先发生吸附。
金属有机前体通过表面吸附在衬底上，形成一个镓原子层。
氮源中的氮原子也会吸附在衬底表面。
2.2 扩散金属有机前体和氮源吸附在衬底表面后，会向表面下方扩散。
金属有机前体中的金属镓原子会在表面扩散并形成一个薄膜。
氮原子也会在表面扩散并与金属镓反应形成GaN晶体。
2.3 反应金属镓和氮原子在表面扩散后会发生反应，生成GaN晶体。
反应速率和质量受到金属有机前体和氮源的供应量、反应温度和压力等因素的影响。
MOCVD生长GaN材料特性分析的开题报告
MOCVD生长GaN材料特性分析的开题报告一、研究背景和意义氮化镓（GaN）是一种重要的III-V族化合物半导体，由于其具有宽带隙、高电子迁移率和高载流子浓度等优异特性，被广泛应用于高功率电子器件、蓝色LED、激光和光电化学电池等领域。
其中，GaN在蓝色LED市场上占据着绝对的地位，现已成为全球照明市场的主导产品之一。
因此，掌握GaN的生长技术和特性分析具有重要的研究意义和应用前景。
二、研究内容本课题旨在研究GaN材料的生长技术和物理特性，重点探究以下方面：1. MOCVD生长技术的优化通过对MOCVD生长过程中影响GaN薄膜质量的各种参数进行系统分析，寻求出稳定的生长条件和最佳的工艺参数组合，以提高GaN薄膜的质量和晶体结构。
涉及到气相成分、反应温度、气氛压力等因素的优化。
2. 生长GaN材料的物理特性分析通过采用一系列表征手段研究GaN材料的物理特性，包括X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、光谱分析以及电学测试等，全面分析GaN材料的物理化学性质和微观结构，进一步完善GaN材料相关理论模型。
三、研究方法本研究采用MOCVD生长技术生长GaN材料，对生长工艺进行优化。
同时，采用XRD、SEM、AFM、光谱分析以及电学测试等多种表征手段，对GaN材料的物理化学性质和微观结构进行全面分析。
四、预期成果1. 对MOCVD生长技术进行优化，得到稳定和高质量的GaN薄膜。
2. 对GaN材料的物理化学性质和微观结构进行全面分析，掌握GaN 材料的基本特性。
3. 分析GaN材料的相关理论模型，进一步完善GaN材料的理论研究。
五、研究意义1. 为GaN材料的进一步应用提供技术支持和理论基础。
2. 深入理解GaN材料的物理化学性质和微观结构，为GaN材料的改性和功能化设计提供新思路。
3. 提高国内半导体材料学科的水平，在相关领域占有更高的学术声誉和影响力。
非极性(11-20)a面GaN薄膜MOCVD生长及性质研究
171 引言非极性氮化镓（G a N）基化合物半导体材料具有不存在内建电场和晶面内极化各向异性的特点，因此它们在发光二极管（L E D）和偏振敏感光电探测器（P S P D）等光电子器件领域的重要应用价值吸引了广大科研工作者的极大兴趣[1-5]。
非极性（11-20）a 面或（10-10）m 面G a N 薄膜在生长过程中沿晶面内不同方向的生长速度差异较大，导致这些薄膜存在较高的位错密度。
C r a v e n 等采用了各种不同的方法，以降低非极性（11-20）a 面G a N 薄膜的螺旋位错密度和堆垛层错密度[6-8]。
同时，Song 等研究了基于分子束外延法在半极性（1-102）r 面蓝宝石衬底上生长的非极性（11-20）a 面G a N 薄膜的结构各向异性[9，10]。
由于生长高质量的非极性（11-20）a 面G a N 薄膜是制备高性能G a N 基光电子器件的关键因素，因此需要深入地研究非极性（11-20）a 面G a N 薄膜在M O C V D 生长过程中所采用的生长工艺参数与其结构各项异性的关系。
本论文利用MOCVD 技术在半极性（1-102）r 面蓝宝石衬底上生长了非极性（11-20）a 面GaN 薄膜，并分别研究了这些薄膜的表面形貌和晶体质量，同时详细地分析了非极性（11-20）a 面GaN 薄膜在生长过程中所用的生长工艺参数对其结构各向异性的影响。
2 实验方法本论文采用低压金属有机化合物化学气相沉积（L P -M O C V D）系统，在半极性（1-102）r 面蓝宝石衬底上生长了非极性（11-20）a 面G a N 薄膜。
实验中生长这些薄膜所使用的镓源和氮源分别是三甲基镓（TMGa）和氨气（N H 3）。
首先，将半极性（1-102）r 面蓝宝石衬底置于L P -M O C V D 系统反应室中，载入氢气（H 2），并在反应室温度为1000℃维持5分钟，以清洁蓝宝石衬底表面。
MOCVD外延生长GaN材料的开题报告
MOCVD外延生长GaN材料的开题报告【摘要】氮化镓（GaN）材料具有优异的电学、光学和机械性能，被广泛应用于高功率、高频、高亮度等领域。
本文将介绍一种基于金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术的外延生长方法，用于制备高质量的GaN材料。
本文将讨论生长过程、影响生长的关键参数，以及对生长材料进行表征的方法。
通过该研究，期望能够为GaN材料在半导体器件应用中的进一步发展提供有力支持。
【关键词】外延生长，氮化镓材料，金属有机化学气相沉积，MOCVD【引言】氮化镓（GaN）材料由于其优异的电学、光学和机械性能被广泛应用于半导体器件工业。
MOCVD技术通常被用于在衬底上生长GaN外延层，用于制备高质量的GaN材料。
在MOCVD生长GaN材料的过程中，温度、压力、气体流量等成为影响生长质量的关键因素。
本文将介绍在MOCVD 技术下，外延生长高质量GaN材料的方法，并讨论影响生长的关键因素和生长质量评估。
【生长方法】MOCVD技术是一种在物质蒸汽和反应气体的存在下，通过有机金属化合物的热分解来沉积材料的技术。
在MOCVD生长GaN层的过程中，金属有机化合物作为前驱体（例如：铝氨、三甲基镓等）被加入反应气体中，而衬底会在一定的温度、压力、气体流量等条件下，与前驱体反应，从而沉积出GaN外延层。
在MOCVD生长GaN层的过程中，最重要的因素是温度、压力和气体流量。
首先，高温可以促进金属有机化合物的分解和反应，从而提高生长速率和改进膜质量。
其次，在高压下，可以有效地减少衬底表面的缺陷、降低杂质的污染。
最后，气体流量不仅影响了材料的生长速率，还影响了晶格的生长模式和形貌。
【表征方法】在MOCVD生长GaN层之后，需要对材料进行表征以评估其物理、电学和光学性质。
多种表征技术可以用于表征GaN材料，如X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）等。
XRD用于分析材料结构，SEM和AFM用于分析材料形貌和表面特性。
MOCVD生长GaN基激光器及其特性研究的开题报告
MOCVD生长GaN基激光器及其特性研究的开题报告1. 研究背景和意义近年来，GaN材料及其衍生物的研究逐渐成为了光电子学领域的热点。
GaN材料具有极佳的电学和物理性质，是高亮度LED、蓝宝石激光器、高功率RF器件等的关键材料。
其中，GaN基激光器对于光通信、图像识别、生物医疗等应用至关重要。
因此，本课题计划通过MOCVD生长GaN基激光器，并对其特性进行研究，旨在探究如何提高GaN基激光器的输出功率、寿命、可靠性等性能，进一步推动GaN材料的应用。
2. 研究内容和方法本课题将通过以下步骤对GaN基激光器进行研究：(1) 确定实验条件：首先需要确定MOCVD生长GaN基激光器的实验条件，包括载气、生长温度、哪些掺杂剂等参数，以确保生长出质量较高的样品。
(2) 样品制备：根据实验条件，利用MOCVD生长技术制备GaN基激光器样品。
制备完成后，利用扫描电镜、X射线衍射仪等对样品进行表征，检测其结构和纯度。
(3) 系数设计：针对特定的样品和器件参数，设计出基于理论模型的系数。
利用这些系数，可以模拟GaN基激光器的性能。
(4) 特性测试：用光学测试仪器对GaN基激光器的波长、光强、温度等特性进行测试，同时还需进行性能寿命测试，以评价其可靠性。
3. 预期结果和意义通过本次研究，预计可以获得以下结果和意义：(1) 研究生长条件对GaN基激光器的影响，优化生长条件，提高样品质量。
(2) 检测样品结构和纯度，为后续测试提供依据。
(3) 利用理论模型的系数，模拟并预测GaN基激光器的性能和输出功率，为器件制造提供参考。
(4) 测试GaN基激光器的性能、寿命、可靠性等特性，为其在光电子学及其他领域的推广应用提供技术支持。
综上所述，本研究对于推动GaN材料应用和促进光电子学领域的发展具有重要意义。
MOCVD生长GaN的表面形貌及缺陷研究
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迅猛发展，但对材料本身的研究还很不充分【４１５ Ｊ对外延膜表面形貌的分析和研究能反映出丰
富的信息，如材料的生长状况、掺杂情况、缺陷、结晶性能等，还能间接反映出材料的光、电性
能．光学显微镜是～种十分有效且简便快捷的适台观察外延薄膜表面形貌以及厚度的仪器．
目前，尽管有关ｃａＮ生长及性质研究的报道很多，但很少有采用光学显微镜就生长参数对ＧａＮ
参考文献：
Ａｌｉ圳ＲＡ ［１］Ｎ脚ｎ＾ｌＩＪＲＡ ｓ，ｓＥＮｏＩｌＭ．１ｈｅ ｂｌ∞ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ［Ｍ］Ｂｅｒｈｎ：ｓｐｄ“哿吐一ｖｅｄａｇ，１９９７
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ｂｌｕｅ—Ｉｉ—Ⅱ一ｅＩＩｌｉ曲ｌｇ ｄｉ。ｄ瞄【Ｊ］ＡｐｐＩ Ｐ｝驴Ⅻ，１９９４，“（１７）：１６８７—１６８９．
１实验
本文采用的氮化物样品是在自制ＭＯｃｖＤ和１１１０ｍａｓ Ｓｗ鲫ＭＯＣｖＤ设备上生长的．村底是 Ａｂ０］（０００１）面．以纯度达６Ｎ的三甲基镓（１ＭＧａ）、三甲基铟（ＴＭｈｌ）和蓝氨（Ｂ—ＮＨ３）分别为Ｇａ
源、Ｊｎ源和Ｎ源．以尉地和ｃｐ２Ｍｇ分别为ｎ型和ｐ型掺杂剂．以高纯（７Ｎ以上）的Ｎ２和Ｈｚ混 合气作载气．生长具体过程如下：生长前先在１ １００℃高温处理衬底１０，试ｎ，再降至５２０℃生长厚
《GaN基LED不同功能层的MOCVD生长及其性能研究》范文
《GaN基LED不同功能层的MOCVD生长及其性能研究》篇一一、引言随着科技的进步和照明技术的不断革新，GaN基LED因其高效率、长寿命和低能耗等优点，已经成为现代照明领域的主流技术。
GaN基LED的核心在于其多层结构，包括n型层、i型层和p型层等不同功能层。
因此，研究各功能层的MOCVD生长过程及其性能对于提高LED性能具有至关重要的意义。
本文将重点探讨GaN基LED不同功能层的MOCVD生长技术及其性能研究。
二、MOCVD生长技术概述金属有机化合物化学气相沉积（MOCVD）是一种广泛应用于GaN基LED生长的技术。
该技术通过将金属有机化合物和V族元素的气态源在反应室内反应，从而在衬底上形成所需的结构。
MOCVD生长过程中，需要精确控制反应条件如温度、压力、流量等，以获得高质量的GaN基LED材料。
三、GaN基LED不同功能层的MOCVD生长（一）n型层MOCVD生长n型层是GaN基LED的重要组成部分，主要作用是提供电子。
在MOCVD生长过程中，需要选择合适的n型掺杂剂（如Si）和适当的生长条件，以获得高质量的n型层。
此外，还需要对n型层的厚度、掺杂浓度等参数进行优化，以提高LED的发光效率。
（二）i型层MOCVD生长i型层是GaN基LED的核心部分，主要起到光子产生的作用。
在MOCVD生长过程中，需要控制好生长温度、压力、流量等参数，以获得高质量的i型层。
此外，还需要对i型层的厚度进行优化，以实现最佳的发光效果。
（三）p型层MOCVD生长p型层主要作用是收集空穴，并与n型层中的电子复合产生光子。
在MOCVD生长过程中，需要选择合适的p型掺杂剂（如Mg）和适当的生长条件，以获得高质量的p型层。
同时，还需要考虑p型层的导电性能和表面形貌等因素，以提高LED的光电性能。
四、性能研究（一）光学性能研究通过对GaN基LED不同功能层的MOCVD生长过程进行优化，可以提高LED的光学性能。
包括发光效率、光色纯度、色温等指标。
mocvd氮化镓生长工艺
mocvd氮化镓生长工艺英文回答：MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition) is a widely used technique for the growth of gallium nitride (GaN) films. It is a chemical vapor deposition method that involves the reaction of metal-organic precursors with a nitrogen source to form GaN layers on a substrate.The MOCVD process typically involves several steps. First, the substrate is prepared by cleaning and heating to remove any impurities. Then, the metal-organic precursors, such as trimethylgallium (TMGa) and ammonia (NH3), are introduced into the reaction chamber. TMGa is a liquid at room temperature and easily vaporizes, while NH3 is a gas. The precursors are typically delivered to the reaction chamber using a carrier gas, such as hydrogen or nitrogen.Once inside the reaction chamber, the precursors undergo a series of chemical reactions to form GaN. Themetal-organic precursor decomposes, releasing gallium atoms, which then react with nitrogen from the ammonia to form GaN. The reactions occur at high temperatures, typically around 800-1100 degrees Celsius, and are facilitated by the presence of a heated substrate.During the growth process, the substrate temperature, precursor flow rates, and other parameters are carefully controlled to achieve the desired film properties. For example, adjusting the substrate temperature can affect the crystal quality and morphology of the GaN film. Higher temperatures can promote faster growth but may also lead to increased defects.After the growth is complete, the samples are cooled down gradually to room temperature to avoid thermal stress and cracking. The resulting GaN films can be used for various applications, such as in optoelectronic deviceslike LEDs and laser diodes.中文回答：MOCVD（金属有机化学气相沉积）是一种广泛应用于氮化镓（GaN）薄膜生长的技术。
MOCVD生长GaN的输运-反应模型研究的开题报告
MOCVD生长GaN的输运-反应模型研究的开题报告
一、选题背景
氮化镓(GaN)材料因其具有良好的物理和化学性质，被广泛应用于半导体器件、光电子器件、芯片制造等领域。
其中，MOCVD生长技术是制备高质量GaN材料的主要方法之一。
MOCVD过程中，反应物输运和反应过程相互影响，对GaN材料的质量和性能有着至关重要的影响。
因此，
研究MOCVD生长GaN的输运-反应模型，对于提高GaN材料生长质量和制备效率具有重要意义。
二、研究内容
本文拟通过对MOCVD生长GaN过程中输运-反应模型的研究，深入探究反应物输运过程和反应过程的相互作用机理，并通过数值模拟方法
对其进行分析。
具体研究内容如下：
1. 对MOCVD生长GaN过程中反应物输运和反应过程进行深入研究，探究其物理机理和化学反应原理；
2. 构建MOCVD生长GaN的输运-反应模型，并基于该模型开展数值模拟分析，探究反应物输运和反应过程对GaN材料生长质量的影响；
3. 利用实验数据对模型进行验证，并对模型进行优化改进，提高模
型的精度和准确性；
4. 最终，通过对MOCVD生长GaN的输运-反应模型的研究，得出结论并提出相关的改进建议，为GaN材料的生长提供理论指导和技术支持。
三、研究意义
通过对MOCVD生长GaN的输运-反应模型的研究，可以深入认识反应物输运和反应过程的相互作用机理，为制备高质量的GaN材料提供理
论依据。
另外，本研究还可以为优化MOCVD生长工艺提供参考，提高
GaN材料的生长效率和制备周期。
因此，研究MOCVD生长GaN的输运-反应模型具有重要的理论意义和应用价值。
MOCVD法制备氧化镁薄膜及其光学性能测试
MOCVD法制备氧化镁薄膜及其光学性能测试MOCVD（金属有机化学气相沉积）法是一种常用的制备氧化镁（MgO）薄膜的方法。
该方法基于金属有机化合物在高温下分解产生金属元素和有机物，然后再通过热反应生成所需的氧化物薄膜。
MOCVD法制备的氧化镁薄膜具有良好的结晶性、较高的纯度和均匀性，被广泛应用于光学和电子器件等领域。
MOCVD法的制备过程主要包括前驱体制备、化学反应和薄膜沉积三个步骤。
首先，将金属有机化合物和溶剂混合，生成MgO的前驱体。
常用的金属有机化合物有镁肽、镁二甲基二异丙酰胺等。
其次，在高温下，将前驱体蒸发并进入反应室，与加载在基底上的衬底反应，生成MgO薄膜。
最后，通过控制反应温度、气体流量和反应时间等参数，可以控制薄膜的生成速度和厚度。
MOCVD法制备的氧化镁薄膜具有优良的光学性能。
氧化镁具有宽能隙（7.8eV），因此其薄膜在可见光到紫外光范围内具有很好的透明性。
此外，氧化镁薄膜还具有良好的抗反射性能和高的折射率。
抗反射性能使得氧化镁薄膜在太阳电池、光伏设备和光学仪器等领域有广泛应用；而高的折射率则为制备光学波导器件提供了基础。
为了评价MOCVD法制备的氧化镁薄膜的光学性能，通常采用多种测试方法。
其中，传统的测试方法包括UV-Vis-NIR吸收光谱、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、拉曼光谱和X射线衍射（XRD）等。
UV-Vis-NIR吸收光谱可以用来检测薄膜的光学透过率，通过透射光谱可以得到透明度和抗反射性能等信息。
FTIR可以用来研究薄膜的化学成分和结构。
拉曼光谱则可以提供薄膜的晶格振动信息，从而进一步了解其结晶性。
XRD可用于分析薄膜的晶体结构和晶格常数等。
与传统测试方法相比，近年来，人们还开发了一些新的测试方法来评价氧化镁薄膜的光学性能。
例如，椭偏测量、透射电子显微镜（TEM）和原子力显微镜（AFM）等。
椭偏测量是利用光线的旋光性质来研究薄膜的光学吸收、透过和反射特性。
TEM可以提供薄膜的显微结构信息，如晶体形貌和晶界等。
GaN同质衬底制备及MOCVD外延生长的开题报告
GaN同质衬底制备及MOCVD外延生长的开题报告1. 研究背景和意义GaN（氮化镓）研究是当前化学材料研究领域的热点之一。
GaN材料具有宽带隙、高电子迁移率、优良的热导率等优良性能，因此在LED、激光器、功率器件等领域有着广泛的应用。
其中，GaN同质衬底是制备GaN外延薄膜最重要的基底材料之一。
目前，GaN同质衬底制备及外延生长技术已经比较成熟，但是仍然存在一些问题，例如低位错密度、均匀性等方面需要进一步提高。
2. 研究内容和方法本研究将主要围绕GaN同质衬底制备及MOCVD外延生长展开。
具体包括以下内容：（1）GaN同质衬底制备方法的研究：借鉴已有的研究成果，采用低压化学气相沉积方法制备GaN同质衬底，并优化制备参数以提高材料质量。
（2）GaN同质衬底的表征：采用X射线衍射、扫描电镜等表征手段对制备的GaN同质衬底进行结构、形貌等方面的表征。
（3）MOCVD外延生长方法的研究：通过改变不同的生长条件，如温度、压力、流量等，来优化GaN外延生长过程中的生长质量和均匀性。
（4）外延薄膜的表征：采用X射线衍射、扫描电镜等表征手段对GaN外延薄膜进行材料结构、形貌等方面的表征。
3. 预期结果本研究预期能够成功制备出低位错密度、高质量的GaN同质衬底，并且通过优化生长条件，得到具备良好性能的GaN外延薄膜。
同时，通过对制备和生长过程的深入研究，将会揭示其内在机理和生长方式，为今后的GaN材料研究提供有益的参考。
4. 研究意义本研究对于促进GaN材料的研究和应用具有重要的意义。
一方面，优化制备和生长过程可以提高GaN材料的质量，从而更好地满足其在LED等领域的应用需求；另一方面，对GaN同质衬底制备和生长过程的深入探索，将有助于我们更深入地理解GaN材料的性质和机理，推动相关研究的进一步发展。
MOCVD外延生长InN薄膜及其光学性质研究
2. 0 eV附近的能隙相关的发光结果。 之后该带隙值长期被广泛接受,并经常用作 InGaN 合金中带隙外推的
终点值 [10] 。 2001 年,Yodo 等
[11]
通过电子回旋共振辅助分子束外延( molecular beam epitaxy, MBE) ,首次观
电子累积层的超高密度。 实际上大多数 InN 样品都是电子浓度约为 1 × 10 18 cm - 3 甚至更高的简并 n 型材
料,所以结合 InN 外延层中和表面的各种缺陷结构形成的多种表面,导致实际 InN 的发光特性不能遵从经典
的半导体辐射复合规律。
本文使用 MOCVD 方法,通过在 GaN 与 InN 的外延结构中加入一层 InGaN 垫层以降低 GaN 与 InN 的晶
应变的。 室温下 InN 薄膜的光吸收和强光致发光结果表明,所制备的 InN 薄膜能带隙约为 0. 74 eV。 本文还初步研究
了 InN 的异常激发依赖性的光致发光行为,证明了 InN 材料的表面效应对辐射复合的强烈作用。
关键词:InN;MOCVD;外延生长;应变;表面缺陷;光学性质;光致发光
中图分类号:O782;TN304;O484. 1
的 InN 表面形貌连续平整。 采用光学显微镜、高分辨率 X 射线衍射( HR-XRD) 、透射电子显微镜( TEM) 、光吸收和室
温光致发光等方法研究了 InN 的晶体结构和光学性质。 HR-XRD 的 ω 和 ω-2θ 扫描显示,InGaN 垫层消除了 In 滴的衍
射信号,并且 ω 扫描给出了 150 nm 的 InN 薄膜的(0002) 半峰全宽为 0. 23°。 TEM 选区电子衍射发现,InN 几乎是无