基于ECr-PEMOCVD技術(shù)在鍍鈦玻璃襯底上低溫沉積GaN薄膜特性研究.pdf

1、氮化鎵(GaN)是Ⅲ-Ⅴ族寬帶隙半導(dǎo)體材料，晶體結(jié)構(gòu)為六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)，在室溫下的禁帶寬度為3.39 eV，在光電子和微電子領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。由于GaN和InN、AlN合金的能帶寬度是連續(xù)可調(diào)的，因此可作為藍(lán)光和綠光半導(dǎo)體二極管的理想材料。另一方面GaN良好的熱穩(wěn)定性，又使其成為高溫和高功率器件的理想材料。但是工業(yè)上很難得到大量的GaN晶體，許多研究人員都是通過異質(zhì)外延的方法獲得GaN薄膜，其中藍(lán)寶石(α-Al2O3)是使用最廣泛的襯底

2、。然而，其昂貴的價格和其電絕緣性以及低的導(dǎo)熱性限制了GaN在器件尤其是高功率器件方面的應(yīng)用。與此相反，金屬是電和熱的理想導(dǎo)體，在金屬襯底上直接外延生長GaN薄膜相對來說是較好的一種方法。
　　目前，已經(jīng)有在銅和銀襯底上外延生長GaN薄膜的報導(dǎo)，然而傳統(tǒng)的生長技術(shù)需要高的生長溫度，這會導(dǎo)致金屬襯底和GaN薄膜接觸面之間發(fā)生一系列的有害反應(yīng)，且加劇襯底中的金屬粒子向GaN薄膜中的擴散。為了解決這一問題，本論文使用電子回旋共振-等離子體

3、增強金屬有機物化學(xué)氣相沉積(ECR-PEMOCVD)低溫生長方法來沉積GaN薄膜。
　　本文通過以三甲基鎵(TMGa)為鎵源，N2為氮源，獲得了高c軸擇優(yōu)取向的GaN薄膜。并且對樣品做了一系列測試來研究了氮化時間和TMGa流量分別對外延生長GaN薄膜的質(zhì)量以及Ti/GaN結(jié)構(gòu)電學(xué)性質(zhì)的影響。測試手段包括:反射高能電子衍射(RHEED)、原子力顯微鏡(AFM)、光致發(fā)光光譜、X射線衍射(XRD)、拉曼光譜和I-V特性等。通過以上測試