| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 主要符号表 | 第21-22页 |
| 1 绪论 | 第22-48页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第22-25页 |
| 1.2 超宽带隙半导体材料Ga_2O_3及BN的基本性质与应用 | 第25-34页 |
| 1.2.1 Ga_2O_3材料基本性质与应用 | 第25-29页 |
| 1.2.2 BN材料基本性质与应用 | 第29-34页 |
| 1.3 化学气相沉积制备超宽带隙Ga_2O_3及BN研究进展 | 第34-38页 |
| 1.3.1 Ga_2O_3材料的制备进展 | 第34-35页 |
| 1.3.2 sp~2-BN材料的制备进展 | 第35-38页 |
| 1.4 阻变特性及阻变存储器 | 第38-47页 |
| 1.4.1 阻变特性及工作原理 | 第40-44页 |
| 1.4.2 宽带隙阻变材料及器件研究背景 | 第44-47页 |
| 1.5 本文主要研究思路与内容 | 第47-48页 |
| 2 超宽带隙Ga_2O_3和BN薄膜及阻变器件的制备和表征方法 | 第48-57页 |
| 2.1 引言 | 第48-49页 |
| 2.2 本论文使用的用于Ga_2O_3生长的MOCVD系统 | 第49-50页 |
| 2.3 本论文使用的自主搭建的高温管式炉CVD系统介绍 | 第50-53页 |
| 2.3.1 单前驱体化学气相沉积sp~2-BN材料设备及原理简介 | 第50页 |
| 2.3.2 固态前驱体加热供给系统 | 第50-52页 |
| 2.3.3 水平反应室中的生长均匀性 | 第52-53页 |
| 2.4 本论文中使用的材料和器件表征方法 | 第53-56页 |
| 2.4.1 X射线衍射 | 第53-54页 |
| 2.4.2 扫描电子显微镜 | 第54页 |
| 2.4.3 X射线光电子能谱 | 第54-55页 |
| 2.4.4 透射电子显微镜 | 第55页 |
| 2.4.5 拉曼光谱 | 第55-56页 |
| 2.4.6 红外-可见-紫外透射吸收反射光谱 | 第56页 |
| 2.4.7 其它表征方法 | 第56页 |
| 2.5 本章小结 | 第56-57页 |
| 3 MOCVD外延生长高质量β-相以及ε-相Ga_2O_3薄膜 | 第57-91页 |
| 3.1 引言 | 第57页 |
| 3.2 立方晶体结构GaAs衬底(100)面上β-Ga_2O_3薄膜的制备 | 第57-64页 |
| 3.2.1 实验过程 | 第57-58页 |
| 3.2.2 GaAs衬底上Ga_2O_3薄膜晶相的表征 | 第58-61页 |
| 3.2.3 压力对β-Ga_2O_3薄膜择优生长取向的影响 | 第61-62页 |
| 3.2.4 生长压力对β-Ga_2O_3薄膜生长速率的影响 | 第62-64页 |
| 3.3 六方晶体结构衬底上ε-Ga_2O_3的制备 | 第64-74页 |
| 3.3.1 实验过程 | 第65-66页 |
| 3.3.2 GaN/Al_2O_3衬底上外延生长ε-Ga_2O_3薄膜 | 第66-68页 |
| 3.3.3 GaN衬底上ε-Ga_2O_3薄膜的退火相变 | 第68-69页 |
| 3.3.4 6H-SiC衬底上ε-Ga_2O_3薄膜的制备及相变研究 | 第69-74页 |
| 3.4 反应室压强调控的成核模式对Ga_2O_3生长的相调控 | 第74-89页 |
| 3.4.1 实验过程 | 第75页 |
| 3.4.2 压力诱导的成核控制实现纯β-和ε-Ga_2O_3薄膜的生长 | 第75-84页 |
| 3.4.3 反应室压力对Ga_2O_3薄膜光学特性的影响 | 第84-85页 |
| 3.4.4 ε-到β-相变过程中Ga_2O_3薄膜的晶格扭曲 | 第85-89页 |
| 3.5 本章小结 | 第89-91页 |
| 4 高温单前驱体CVD法制备sp~2-BN材料的研究 | 第91-118页 |
| 4.1 引言 | 第91-92页 |
| 4.2 Al_2O_3衬底上sp~2-BN薄膜的制备 | 第92-100页 |
| 4.2.1 实验过程 | 第92-93页 |
| 4.2.2 生长温度对BN表面化学成分的影响 | 第93-95页 |
| 4.2.3 生长温度对BN生长速率和表面形貌的影响 | 第95-97页 |
| 4.2.4 生长温度对BN成键状态及光学特性的影响 | 第97-100页 |
| 4.3 生长压强控制的成核模式对生长BN材料微观结构的调控 | 第100-111页 |
| 4.3.1 实验过程 | 第101页 |
| 4.3.2 CVD中生长压力对薄膜形貌的影响 | 第101-102页 |
| 4.3.3 同质成核生长多孔sp~2-BN薄膜理论 | 第102-104页 |
| 4.3.4 H_2刻蚀作用对多孔sp~2-BN薄膜的影响 | 第104-108页 |
| 4.3.5 多孔sp~2-BN薄膜的应力状态及光学特性表征 | 第108-111页 |
| 4.4 6H-SiC衬底上生长sp~2-BN的电学特性 | 第111-117页 |
| 4.4.1 实验过程 | 第111-112页 |
| 4.4.2 6H-SiC衬底上BN薄膜的表面形貌及生长速率 | 第112-113页 |
| 4.4.3 6H-SiC衬底上BN薄膜的结晶状态 | 第113-114页 |
| 4.4.4 6H-SiC衬底上sp~2-BN薄膜的电学特性表征 | 第114-117页 |
| 4.5 本章小结 | 第117-118页 |
| 5 基于超宽带隙半导体材料阻性存储器的制备研究 | 第118-159页 |
| 5.1 引言 | 第118-119页 |
| 5.2 Si衬底上用于阻变器件的超薄sp~2-BN薄膜的制备 | 第119-126页 |
| 5.2.1 实验过程 | 第120页 |
| 5.2.2 生长温度对sp~2-BN/Si表面化学成分的影响 | 第120-122页 |
| 5.2.3 sp~2-BN/Si表面形貌随生长温度的变化 | 第122-123页 |
| 5.2.4 低温条件下超薄sp~2-BN薄膜的制备及表征 | 第123-126页 |
| 5.3 sp~2-BN基阻变器件的制备及阻变特性的研究 | 第126-139页 |
| 5.3.1 实验过程 | 第126-127页 |
| 5.3.2 sp~2-BN/Si结构及BN阻变层的击穿特性 | 第127-129页 |
| 5.3.3 Cu/sp~2-BN/Si结构阻变器件的电学特性 | 第129-130页 |
| 5.3.4 Au/sp~2-BN/Si结构阻变器件的极性 | 第130-136页 |
| 5.3.5 Au/sp~2-BN/Si阻变器件的阻变及电流传输机制 | 第136-139页 |
| 5.4 基于Ga_2O_3阻变器件的研究 | 第139-158页 |
| 5.4.1 实验过程 | 第140-141页 |
| 5.4.2 氧化GaN形成Ga_2O_3的基本特性 | 第141-146页 |
| 5.4.3 不同氧化条件下制备的Au/Ga_2O_3/GaN三明治结构的接触特性 | 第146-149页 |
| 5.4.4 Au/β-Ga_2O_3/GaN阻变器件极性及基本电学特性表征 | 第149-155页 |
| 5.4.5 器件导电机制及氧化条件对阻变器件性能的影响 | 第155-158页 |
| 5.5 本章小结 | 第158-159页 |
| 6 结论与展望 | 第159-162页 |
| 6.1 结论 | 第159-161页 |
| 6.2 创新点 | 第161页 |
| 6.3 展望 | 第161-162页 |
| 参考文献 | 第162-176页 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 | 第176-178页 |
| 致谢 | 第178-179页 |
| 作者简介 | 第179页 |
