華東交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、LED外延片的MOCVD生長(zhǎng)和性質(zhì)研究寬禁帶III-V族氮化物半導(dǎo)體材料在短波長(zhǎng)高亮度發(fā)光器件、短波長(zhǎng)激光 器、光探測(cè)器以及高頻和大功率電子器件等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。自1994 年日本日亞化學(xué)工業(yè)公司率先在國(guó)際上突破了 GaN基藍(lán)光LED外延材料生長(zhǎng)技術(shù) 以來(lái)，美、日等國(guó)十余家公司相繼報(bào)導(dǎo)掌握了這項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，并分別實(shí)現(xiàn)了批量 或小批量生產(chǎn)GaN基LED。盡管如此，這項(xiàng)高技術(shù)仍處于高度保密狀態(tài)，材料生 長(zhǎng)的關(guān)鍵思想及核心技術(shù)仍未公開(kāi)，還無(wú)法從參考文獻(xiàn)及竺公報(bào)中獲取最重要 的材料生長(zhǎng)信息。本論文就是在這種情況下立題的，旨在研究GaN基材料生長(zhǎng)中 的物理及化學(xué)問(wèn)題，為生長(zhǎng)可商品化的高亮度GaN基

2、LED外延材料提供科學(xué)依據(jù)。本文在自制常壓MOCVD和英國(guó)進(jìn)口 MOCVD系統(tǒng)上對(duì)III-V族氮化物的生長(zhǎng) 機(jī)理進(jìn)行了研究，對(duì)材料的性能進(jìn)行了表征。通過(guò)設(shè)計(jì)并優(yōu)化外延片多層結(jié)構(gòu)， 生長(zhǎng)的藍(lán)光LED外延片質(zhì)量達(dá)到了目前國(guó)際上商品化的中高檔水平。并獲得了 如下有創(chuàng)新和有意義的研究結(jié)果：1.首次提出了采用偏離化學(xué)計(jì)量比的緩沖層在大晶格失配的襯底上生長(zhǎng)單 晶膜的思想，并在GaN外延生長(zhǎng)上得以實(shí)現(xiàn)。采用這種緩沖層，顯著改善了 GaN 外延膜的結(jié)品性能，使GaN基藍(lán)光LED器件整體性能大幅度提高，大大降低了 GaN基藍(lán)光LED的反向漏電流，降低了正向工作電壓，提高了光輸出功率。本文得到了國(guó)家863計(jì)劃、國(guó)

3、家自然科學(xué)基金以及教育部發(fā)光材料與器件工 程研究中心項(xiàng)目的資助。關(guān)鍵詞：-氮化物；MOCVD； LED；盧瑟福背散射溝道；光致發(fā)光；光透射譜關(guān)鍵詞用小4號(hào)黑體字、居左頂格、單獨(dú)占行，關(guān)鍵詞之間用分號(hào)間隔nitrides and high brightness blue LED wafersAbstract-abstract用偵心游鬼 字I體 號(hào)加棚e居單ve potential applications on high brightness LEDs, short wavelength lasers, ultraviolet detectors, high temperature and hi

4、gh powerelectronic devices. Study on physics issues and technologies of nitrides open a new area of 3 th generation semiconductor.More than ten companies in AmefifarOnd Nap aSiTSpor體d lohave developed the nitrides growth technology since_Nichieompany in Japan first realized the commercialization of

5、GaN bas-edpluc LED in 1994.In this thesis,GaN%nd its ternary were grown by a home-made atmosphere pressure metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) and Thomas Swan 6x2”MOCVD systems. High bright blue LED wafers were obtained by optimizing the nitrides growth technology and wafer structure. Som

6、e encouraging results are following as:1. We present the idea of using a buffer layer of deviation from stoichiometry for materials growth on large lattice mismatch substrates. This idea was realized in nitrides growth in this thesis. The epilayer crystalline quality was improved and the dislocation

7、 density was decreased by using GaN low and high temperature buffer layers of deviation from stoichiometry. The RBS/channeling spectra exhibited that the minimum yield xminof GaN layers was just only 1.5%. The leak electric current of GaN based LED was obviously decreased and lower than 1 A at 5 vol

8、t reverse voltage by using this new buffer technology.This work was supported by 863 program in China.Keyword-Nitrides； MOCVD； LED； Photoluminescence； RBS/channeling； Optical關(guān)鍵詞用Times New Roman小4號(hào)加粗、居左頂格、單獨(dú)占行，關(guān)鍵詞之間用分號(hào)間隔第一章GaN基半導(dǎo)體材料及器件進(jìn)展（多數(shù)文章為“緒論”）1 TOC o 1-5 h z 1 .1III族氮化物材料及其器件的進(jìn)展與應(yīng)用11. 2III族氮化物的基

9、本結(jié)構(gòu)和性質(zhì)41. 3摻雜和雜質(zhì)特性121. 4氮化物材料的制備131. 5氮化物器件1922243131321. 6 GaN基材料與目錄內(nèi)容生長(zhǎng)掣第和生長(zhǎng)工章藝和第二級(jí)標(biāo)題（節(jié)）前者用4號(hào)黑體字，后者用4號(hào)宋體字，號(hào)三級(jí)標(biāo)題燈4.號(hào)楷體字.居占有;“莓一級(jí)標(biāo)題后應(yīng)標(biāo)明起谿頁(yè)福7本論文工作的內(nèi)容與安排 第二章氮化物MOCVD2- 1 MOCVD材料懦長(zhǎng)機(jī)單獨(dú)2本論文氮化物生長(zhǎng)所用的MOCVD設(shè)備 TOC o 1-5 h z 結(jié)論136參考文獻(xiàn)（References） 138致謝150iii華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第一章GaN基半導(dǎo)體材料及器件進(jìn)展/節(jié)標(biāo)題：中文宋體，英文Times New

10、Roman，四號(hào)居左1 .1 III族氮化物材料及其器件的進(jìn)展與應(yīng)用在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程中，材料永遠(yuǎn)扮演著重要角色。在與現(xiàn)代科技成就息章標(biāo)題：中文息郴美的千萬(wàn)New材料中四半導(dǎo)體材料的作用尤其如此。以si為代表的第一代半導(dǎo)體誕生于20世紀(jì)40年代末，它們促成了文體管、中集成電路卻計(jì)算機(jī)的發(fā)明小四, 以GaAs為代表的第二代半導(dǎo)體誕生于20世紀(jì)對(duì)布，年落首它左們進(jìn)為制漢字符。電子器一 件的基礎(chǔ)。III-V族氮化物半導(dǎo)體材料及器件研究歷時(shí)30余年，前20年進(jìn)展緩 慢，后10年發(fā)展迅猛。由于III族氮化物特有的帶隙范圍，優(yōu)良的光、電性質(zhì)， 優(yōu)異的材料機(jī)械和化學(xué)性能，使得它在短波長(zhǎng)光電子器件方面有著廣

11、泛的應(yīng)用前 景；并且非常適合制作抗輻射、高頻、大功率和高密度集成的電子器件iiiv 族氮化物半導(dǎo)體材料已引起了國(guó)內(nèi)外眾多研究者的興趣。1. 2 III族氮化物的基本結(jié)構(gòu)和性質(zhì)表標(biāo)題置于表的上方，中文宋體，英文Times New Roman，五號(hào)加粗居中，表序與表名文字 之間空一個(gè)漢字符寬度；內(nèi)容：中文宋體，英 文 Times New Roman，五號(hào)。表1-1用不同技術(shù)得到的帶隙溫度系數(shù)、E妒ac和T0的值樣品類(lèi)型實(shí)驗(yàn)方法帶隙溫度系數(shù)dEg/dT(eV/K) T=300KEg0(eV)% (eV/K)T0 (K)參考文獻(xiàn)GaN/Al2O3光致發(fā)光-5.32x10-43.5035.08x10-4

12、-99661GaN/Al2O3光致發(fā)光3.4897.32x10-470059GaN/Al2O3光致發(fā)光-4.0 x10-4-7.2x10-460062GaN/Al2O3光吸收-4.5x10-43.471-9.3x10-477263偶數(shù)頁(yè)書(shū)寫(xiě)“學(xué)生姓名：畢業(yè)（論文）論文的題目”，用宋體小五號(hào)書(shū)寫(xiě)，居中加熱電阻氣流測(cè)溫元件測(cè)溫元件圖1-1熱原理圖標(biāo)題置于圖的下方，中文宋體，英文TimesNew Roman，五號(hào)加粗居中，圖序與圖名文字 之間空一個(gè)漢字符寬度；內(nèi)容：中文宋體，英 文 Times New Roman，五號(hào)。第二章氮化物MOCVD生長(zhǎng)系統(tǒng)和生長(zhǎng)工藝2.1 MOCVD材料生長(zhǎng)機(jī)理圖2-1

13、DDS方式AWG的工作流程1 Well. Multiple-modulator fraction-n dividerP. US Patent, 5038117.1986-02-02 Brian Miller. A multiple modulator fraction! . ,dividerJ . IEEE Transaction oninstrumentation and Measure，1991, 40(萬(wàn)心平，張厥盛.集成鎖相環(huán)路原理用特律體字應(yīng)用文Mtr北北京：ma人民郵電出版社，1990. 302-307.Miler. Frequency synthesizersP. US Patent, 4609881. 1991-08-06.Candy J C. A use of double-integretion in sigma-delta modulationJ. IEEETrans Commun, 1985, 33(COM)： 249-258.丁孝永.調(diào)制式小數(shù)分頻鎖相研究D.北京：航天部第二研究院，1997.常見(jiàn)參考文獻(xiàn)格式：科技書(shū)籍和專(zhuān)著：編著者.譯者.書(shū)名M（