| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 GaN基宽禁带半导体材料及其研究意义 | 第10-12页 |
| 1.1.1 GaN基半导体材料在光电器件领域的应用 | 第10-11页 |
| 1.1.2 GaN基半导体材料在电子器件领域的应用 | 第11-12页 |
| 1.3 GaN基LED相关材料与器件研究进展 | 第12-14页 |
| 1.3.1 GaN基半导体材料的研究进展 | 第12-13页 |
| 1.3.2 p型GaN材料的研究进展 | 第13页 |
| 1.3.3 GaN基LED的研究现状 | 第13-14页 |
| 1.4 论文工作内容及安排 | 第14-18页 |
| 第二章 GaN基体材料外延生长设备 | 第18-28页 |
| 2.1 引言 | 第18页 |
| 2.2 自主MOCVD设备解决方案 | 第18-21页 |
| 2.2.1 反应室污染问题及其解决方案 | 第19-20页 |
| 2.2.2 配气系统波动及其解决方案 | 第20页 |
| 2.2.3 无人职守控制系统及其解决方案 | 第20-21页 |
| 2.3 自主MOCVD设备的实现 | 第21-26页 |
| 2.3.1 MOCVD系统总成 | 第22-23页 |
| 2.3.2 MOCVD反应室系统 | 第23-24页 |
| 2.3.3 无人值守控制系统 | 第24-26页 |
| 2.4 小结 | 第26-28页 |
| 第三章 GaN基体材料制备方法研究 | 第28-62页 |
| 3.1 引言 | 第28-29页 |
| 3.2 成核层生长工艺研究 | 第29-40页 |
| 3.2.1 蓝宝石衬底GaN外延薄膜表面形貌和结晶质量的演变研究 | 第30-33页 |
| 3.2.2 蓝宝石衬底GaN缓冲层退火工艺 | 第33-34页 |
| 3.2.3 蓝宝石衬底AlN成核层厚度工艺优化 | 第34-39页 |
| 3.2.4 成核层工艺优化小结 | 第39-40页 |
| 3.3 脉冲AlN缓冲层生长工艺研究 | 第40-48页 |
| 3.3.1 初步的实验 | 第42-44页 |
| 3.3.2 TMA与NH3流量参数交叉优化 | 第44-47页 |
| 3.3.3 脉冲法制备AlN外延材料的优化结果 | 第47-48页 |
| 3.4 AlGaN外延材料的初步生长实验 | 第48-52页 |
| 3.4.1 初步试验 | 第48页 |
| 3.4.2 试验结果的分析 | 第48-51页 |
| 3.4.3 AlN基础外延层上直接生长AlGaN材料的小结 | 第51-52页 |
| 3.5 基于应力调制的超晶格插入层工艺与优化 | 第52-61页 |
| 3.5.1 NH3流量优化 | 第52-53页 |
| 3.5.2 超晶格周期厚度优化 | 第53-55页 |
| 3.5.3 超晶格AlGaN/AlN厚度比例优化 | 第55页 |
| 3.5.4 超晶格Al组份优化 | 第55-57页 |
| 3.5.5 应力调制的超晶格插入层工艺小结 | 第57-59页 |
| 3.5.6 超晶格作用的分析 | 第59-61页 |
| 3.6 小结 | 第61-62页 |
| 第四章 GaN基材料p型掺杂技术研究 | 第62-82页 |
| 4.1 引言 | 第62-64页 |
| 4.2 GaN外延材料p型掺杂工艺研究 | 第64-68页 |
| 4.2.1 退火温度对p型掺杂性能的影响 | 第64-65页 |
| 4.2.2 生长温度对p型掺杂性能的影响 | 第65-66页 |
| 4.2.3 Mg/Ga流量比对p型掺杂性能的影响 | 第66-67页 |
| 4.2.4 低温大气退火工艺 | 第67-68页 |
| 4.2.5 p-GaN制备工艺小结 | 第68页 |
| 4.3 AlGaN材料p型掺杂工艺研究 | 第68-72页 |
| 4.3.1 均匀Mg掺杂AlGaN的外延制备 | 第69-70页 |
| 4.3.2 p型性能测试结果 | 第70-71页 |
| 4.3.3 退火对材料结晶质量的影响 | 第71-72页 |
| 4.3.4 均匀Mg掺杂AlGaN材料的外延生长小结 | 第72页 |
| 4.4 AlGaN材料的脉冲式δ掺杂工艺研究 | 第72-81页 |
| 4.4.1 脉冲δ法Mg掺杂AlGaN外延制备 | 第73-74页 |
| 4.4.2 不同Ⅴ/Ⅲ比对结晶质量的影响 | 第74-76页 |
| 4.4.3 表面形貌的变化 | 第76-78页 |
| 4.4.4 p型性能测试分析 | 第78-79页 |
| 4.4.5 元素深度分布的SIMS分析 | 第79-80页 |
| 4.4.6 PL谱分析 | 第80页 |
| 4.4.7 脉冲式δ掺杂AlGaN工艺小结 | 第80-81页 |
| 4.5 小结 | 第81-82页 |
| 第五章 GaN基多量子阱结构生长方法研究 | 第82-106页 |
| 5.1 引言 | 第82页 |
| 5.2 InGaN/GaN多量子阱量子发光理论研究 | 第82-86页 |
| 5.2.1 方势阱近似 | 第82-84页 |
| 5.2.2 具有极化的量子阱波函数形态分析 | 第84-86页 |
| 5.3 采用量子阱退火的多量子阱制备工艺 | 第86-91页 |
| 5.3.1 采用量子阱退火的多量子阱制备工艺 | 第87-88页 |
| 5.3.2 试验样品的PL谱测试与分析 | 第88-91页 |
| 5.3.3 量子阱退火温度钝化工艺的小结 | 第91页 |
| 5.4 恒流配气系统对的PL谱黄带发光抑制与半峰宽改善 | 第91-97页 |
| 5.4.1 Run/Vent切换方式的气流波动及对PL特性的影响 | 第91-93页 |
| 5.4.2 恒流配气模块的设计与工艺实现 | 第93-97页 |
| 5.4.3 恒流配气模块与工艺的实施效果 | 第97页 |
| 5.5 量子阱应变控制与内量子效率提升 | 第97-103页 |
| 5.5.1 势垒掺In的LED结构制备 | 第98-99页 |
| 5.5.2 高分辨率XRD摇摆曲线测试分析 | 第99-101页 |
| 5.5.3 对量子阱结构的分析 | 第101页 |
| 5.5.4 光电性能测试 | 第101-103页 |
| 5.5.5 势垒层掺In工艺小结 | 第103页 |
| 5.6 本章小结 | 第103-106页 |
| 第六章 结束语 | 第106-110页 |
| 第七章 致谢 | 第110-112页 |
| 参考文献 | 第112-118页 |
| 附录 作者在攻读博士学位期间的研究成果及获奖情况 | 第118-120页 |
