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GaN单晶的HVPE生长及其应力和晶体取向研究

目录第4-9页
Contents第9-14页
摘要第14-17页
ABSTRACT第17-19页
第一章 绪论第20-46页
    1.1 引言第20-21页
    1.2 GaN的晶体结构与结构缺陷第21-27页
        1.2.1 GaN单晶的基本结构第21-23页
        1.2.2 GaN晶体中的各种缺陷第23-27页
            1.2.2.1 GaN单晶中的点缺陷第23-24页
            1.2.2.2 GaN单晶中的二维缺陷第24-26页
            1.2.2.3 GaN单晶中的体缺陷第26-27页
    1.3 GaN单晶生长技术第27-32页
        1.3.1 GaN单晶的液相生长方法第27-29页
            1.3.1.1 高压溶液法生长GaN单晶第28页
            1.3.1.2 氨热法生长GaN单晶第28-29页
            1.3.1.3 助熔剂法生长GaN单晶第29页
        1.3.2 GaN单晶的气相生长方法第29-30页
        1.3.3 HVPE法生长GaN单晶进展第30-32页
    1.4 GaN单晶性质与表征第32-38页
        1.4.1 GaN单晶的基本性质第32-33页
        1.4.2 GaN单晶的表征手段第33-36页
            1.4.2.1 GaN单晶的结构分析方法第33-34页
            1.4.2.2 GaN单晶的光学分析方法第34-36页
            1.4.2.3 GaN单晶的形貌表征手段第36页
        1.4.3 利用EBSD技术分析GaN单晶结构和性质第36-38页
    1.5 GaN晶体材料发展展望第38-40页
        1.5.1 GaN单晶衬底材料的发展第38页
        1.5.2 非极性面GaN单晶生长第38-39页
        1.5.3 GaN基材料基本科学问题的研究第39-40页
    1.6 选题依据和主要研究内容第40页
    参考文献第40-46页
第二章 生长工艺对HVPE-GaN单晶性质的影响第46-65页
    2.1 HVPE生长条件对GaN性质的影响第46-47页
    2.2 HVPE生长实验设备与GaN单晶生长和测试过程第47-48页
        2.2.1 立式HVEP生长系统第47页
        2.2.2 测试与分析手段第47-48页
    2.3 GaCl载气流量对GaN晶体结构的影响第48-51页
        2.3.1 GaN单晶结构的XRD分析第48-49页
        2.3.2 不同GaCl载气流量生长GaN单晶质量分析第49-51页
    2.4 GaCl载气流量对GaN晶体光学性质的影响第51-52页
        2.4.1 GaCl载气流量对带边发射峰的影响第51-52页
        2.4.2 GaN单晶PL中的黄光带第52页
    2.5 GaCl载气流量对GaN单晶残余应力的影响第52-56页
        2.5.1 拉曼光谱分析六方GaN单晶的性质第53-54页
        2.5.2 不同GaCl载气流量下生长GaN单晶残余应力的分析第54-56页
    2.6 GaCl载气流量对GaN晶体表面形貌的影响第56-57页
    2.7 利用拉曼光谱分析GaN单晶的电学性质第57-61页
        2.7.1 LOPC模式拉曼散射峰的拟合第57-58页
        2.7.2 不同GaCl载气流量生长GaN单晶拉曼谱A_1(LO)峰的拟合第58-61页
    2.8 本章小结第61页
    参考文献第61-65页
第三章 通过磷酸腐蚀衬底制备自剥离GaN单晶的研究第65-79页
    3.1 HVPE生长GaN自剥离获得自支撑单晶衬底第65-67页
        3.1.1 主要的自剥离方法第65-66页
        3.1.2 磷酸腐蚀衬底用于实现自剥离第66-67页
    3.2 磷酸腐蚀MOCVD-GaN衬底第67-69页
        3.2.1 不同腐蚀时间下GaN表面形貌的区别第67-68页
        3.2.2 N面腐蚀结构形貌第68-69页
    3.3 磷酸腐蚀N面GaN形成十二面锥状结构第69-72页
        3.3.1 GaN单晶N面腐蚀特征第69-71页
        3.3.2 N面腐蚀十二面锥形结构晶面分析第71-72页
    3.4 磷酸腐蚀衬底HVPE生长GaN单晶和自剥离第72-73页
        3.4.1 磷酸N面腐蚀衬底实现自剥离第72页
        3.4.2 GaN晶体N面腐蚀结构的HVPE生长第72-73页
    3.5 自支撑GaN单晶衬底应力分析第73-76页
        3.5.1 使用拉曼光谱分析自剥离GaN单晶中残余应力第74页
        3.5.2 蓝宝石衬底上外延生长GaN结构的应力计算第74-76页
    3.6 本章小结第76页
    参考文献第76-79页
第四章 利用EBSD技术研究图形衬底上生长GaN晶体应力分布第79-93页
    4.1 图形衬底上HVPE生长GaN晶体第79-80页
        4.1.1 图形衬底结构降低GaN晶体残余应力第79-80页
        4.1.2 使用EBSD技术分析GaN单晶的结构第80页
    4.2 图形衬底上HVPE生长GaN晶体的生长模式第80-82页
        4.2.1 图形衬底和HVPE生长第80-82页
        4.2.2 图形衬底上的生长模式第82页
    4.3 GaN晶体与蓝宝石衬底之间晶体取向关系第82-87页
        4.3.1 使用EBSD分析异质外延系统晶体取向关系第83-85页
        4.3.2 晶体取向关系和晶格失配第85-87页
    4.4 图形衬底上生长GaN晶体的应力分布第87-90页
        4.4.1 利用EBSD分析蓝宝石衬底上生长GaN晶体中的应力第87-88页
        4.4.2 利用拉曼光谱分析图形衬底上生长GaN晶体中的应力第88-90页
    4.5 本章小结第90页
    参考文献第90-93页
第五章 EBSD技术定量分析GaN晶体中应力分布第93-110页
    5.1 晶体中的应力和应力分析第93-95页
        5.1.1 晶体中的应力第93页
        5.1.2 晶体中应力的传统测试方法第93-94页
        5.1.3 使用EBSD技术分析晶体中的应力第94-95页
    5.2 HVPE生长GaN和测试条件第95页
    5.3 异质外延生长GaN晶体应力的描述第95-96页
        5.3.1 晶体材料中应力和应变的关系第95-96页
        5.3.2 异质外延生长GaN晶体中应力第96页
    5.4 晶体取向参数的分析第96-101页
        5.4.1 使用EBSD得到晶体取向参数第96-97页
        5.4.2 实际HVPE生长GaN晶体中的晶体取向第97-98页
        5.4.3 HVPE生长GaN晶体中晶体取向的变化规律第98-101页
    5.5 HVPE生长GaN单晶利用晶体取向参数计算应力第101-104页
        5.5.1 利用晶体取向参数计算应力第101-103页
        5.5.2 HVPE生长GaN晶体中应力分布第103-104页
    5.6 不同方法分析HVPE生长GaN晶体应力沿厚度方向的分布第104-106页
        5.6.1 理论计算得到的GaN晶体不同厚度应力值第104-105页
        5.6.2 利用拉曼光谱分析GaN晶体中应力沿厚度方向的分布第105-106页
    5.7 本章小结第106页
    参考文献第106-110页
第六章 不同衬底上生长GaN晶体的比较第110-122页
    6.1 使用6H-SiC衬底HVPE生长GaN晶体第110-113页
        6.1.1 6H-SiC衬底用于外延生长GaN第110-111页
        6.1.2 6H-SiC的基本结构和性质第111-113页
    6.2 HVPE生长GaN晶体与6H-SiC衬底晶体取向关系第113-117页
        6.2.1 在6H-SiC衬底上HVPE生长GaN晶体第113页
        6.2.2 使用EBSD技术分析GaN晶体与6H-SiC衬底晶体取向关系第113-116页
        6.2.3 GaN晶体与6H-SiC衬底之间的晶格失配第116-117页
    6.3 蓝宝石衬底与6H-SiC衬底上HVPE生长GaN晶体的比较第117-118页
    6.4 蓝宝石衬底小角晶界的研究第118-120页
    6.5 本章小结第120页
    参考文献第120-122页
第七章 总结与展望第122-126页
    7.1 总结第122-123页
    7.2 主要创新点第123-124页
    7.3 有待解决的问题和展望第124-126页
致谢第126-128页
攻读博士学位期间发表的论文第128-130页
附录第130-140页
附件第140页

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