导读:本文包含了单晶衬底论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:单晶金刚石,异质外延,偏压辅助形核,外延横向生长
单晶衬底论文文献综述
王杨,朱嘉琦,扈忠波,代兵[1]（2019）在《铱衬底上异质外延单晶金刚石:过程与机理》一文中研究指出金刚石因其独特的物理化学性质,在探测器、光电子器件等领域得到了广泛的应用,单晶金刚石更是因为具有大幅度提高这些器件功能的潜力而引起了众多学者的关注。目前在铱(Ir)衬底上异质外延生长的单晶金刚石具有最大尺寸和较为优异的生长质量。本文介绍了可用于外延金刚石的不同结构的衬底以及金刚石在铱(Ir)衬底上的形核和生长过程,重点阐述了金刚石偏压辅助形核(BEN)和外延横向生长(ELO)的机理,以及衬底图形化形核生长技术,指出了目前研究存在的不足,并对金刚石异质外延理论和实验研究方向进行了展望。(本文来源于《无机材料学报》期刊2019年09期）
黄丽[2]（2019）在《单晶和多晶衬底支撑石墨烯的扫描电镜成像表征研究》一文中研究指出石墨烯的结构和形貌特征表征是揭示其结构和性能关系的关键。SEM因其具有纳米级分辨率、观测范围大、成像速度快等优点,在石墨烯表面污染物、褶皱和缺陷观测,生长机理研究和层数鉴定等方面独具优势。但是,对于原子级厚度石墨烯的SEM成像,目前存在常规成像参数下石墨烯的图像衬度弱、石墨烯的衬度形成机制不清晰以及成像参数对石墨烯衬度的影响机制不统一等问题,导致难以实现石墨烯的高衬度SEM成像。本论文采用SEM对单晶衬底支撑石墨烯、惰性多晶衬底支撑石墨烯和非惰性多晶衬底支撑石墨烯进行表征,通过调节成像参数和调控衬底表面氧化程度,系统深入地研究了衬底支撑石墨烯的衬度形成机制,揭示了成像参数对石墨烯图像衬度的影响机制,为衬底支撑石墨烯的高衬度成像、衬底和石墨烯的正确区分以及石墨烯层数的准确鉴定提供了重要的理论指导。采用SEM系统表征了多种单晶衬底支撑石墨烯体系,包括高温热解法制备SiC基石墨烯(G/SiC)、转移SiO_2/Si基石墨烯(SLG/SiO_2/Si)和转移Al基石墨烯(SLG/Al)。通过优化成像参数加速电压(V_(acc))和工作距离(WD),实现了单晶衬底支撑石墨烯的高衬度成像和表面细节的清晰观测。将高衬度SEM图像与Raman和AFM表征结果相结合,建立了灰度值与石墨烯层数之间的一一对应关系,据此可准确鉴定SEM图像中石墨烯的层数。通过系统调节两个重要成像参数,发现在低V_(acc)/小WD和高V_(acc)/大WD下石墨烯的图像衬度较好,揭示了衬底和石墨烯之间的二次电子(SE)产率差值以及石墨烯对衬底发射SE和背散射电子(BSE)的衰减作用是石墨烯图像衬度形成的关键,并从E-T SE探测器收集叁类SE的角度提出了统一的V_(acc)和WD对石墨烯图像衬度的影响机制模型—SEM图像衬度提高的主要原因是探测器收集的总SE数量增多和各个区域之间的总SE数量差值增大。采用SEM对转移惰性多晶Au基石墨烯(SLG/Au)进行系统成像研究,发现多晶材料的电子通道效应使石墨烯的衬度具有晶粒取向依赖性,导致无法正确区分衬底和石墨烯以及准确鉴定石墨烯层数。通过改变V_(acc)、WD和样品台倾斜角度,阐明了E-T SE探测器通过收集SE2和SE3观测电子通道衬度(ECC),in-lens SE探测器通过收集SE2观测ECC。提出了两种消除ECC的有效方法:方法一,使用图像处理软件逐一调节图像中各晶粒的亮度,使各个晶粒亮度相同,消除晶粒间的ECC,实现多晶衬底和石墨烯的正确区分;方法二,在SEM成像过程中倾斜样品台或改变V_(acc),使相邻晶粒内满足电子通道效应的晶面取向相对于入射电子束方向相同,消除晶粒间的ECC,实现多晶衬底和石墨烯的正确区分。采用SEM对多种非惰性多晶衬底支撑石墨烯体系进行系统成像研究,包括CVD制备部分覆盖Cu基石墨烯(CVD G/Cu)、CVD制备全覆盖Cu基石墨烯(CVD SLG/Cu)和转移Cu基石墨烯(SLG/Cu)等。在小WD下,观察到了石墨烯亮度大于衬底的反常现象,导致无法正确区分衬底和石墨烯以及准确鉴定石墨烯层数。增大WD使各晶粒内石墨烯亮度较相邻衬底的小,可正确区分衬底和石墨烯。通过系统调节V_(acc)和WD,并结合Raman光谱、EDS和XPS分析,揭示了石墨烯覆盖Cu衬底与裸露Cu衬底表面之间的氧化层厚度差是产生图像中石墨烯反常衬度的关键因素。通过对比自然氧化前后的Cu基石墨烯的SEM图像,发现石墨烯缺陷是Cu衬底的初始氧化位点。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
肖龙飞,徐现刚[3]（2019）在《宽禁带碳化硅单晶衬底及器件研究进展》一文中研究指出碳化硅作为第叁代宽禁带半导体的核心材料之一,相对于传统的硅和砷化镓等半导体材料,具有禁带宽度大、载流子饱和迁移速度高,热导率高、临界击穿、场强高等诸多优异的性质。基于这些优良的特性,碳化硅材料是制备高温电子器件、高频大功率器件的理想材料。近年来在碳化硅材料生长和器件制备方面取得重大进展,对碳化硅材料特性和生长方法进行回顾,并研究了碳化硅光导开关偏压、触发能量、导通电流之间的关系,以及开关失效情况下电极表面的损伤情况。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2019年04期）
张保国[4]（2019）在《GaN缓冲衬底的制备及其单晶生长研究》一文中研究指出氮化镓(GaN)是第叁代半导体的典型代表,在高频、大功率器件方面有着广泛的应用。然而,当前使用的GaN基器件大部分都是依靠异质外延制备的,异质外延由于GaN与衬底之间存在晶格失配和热失配导致生长的GaN晶体具有很高的位错密度和残余应力,严重影响了 GaN基器件的性能,而利用GaN单晶衬底进行同质外延生长是解决这一问题的根本办法。氢化物气相外延法(Hydride Vapor Phase Epitaxy,HVPE)具有生长条件相对温和、生长速度快和可生长大尺寸GaN晶体的特点,被认为是最有可能进行GaN晶体商业化生长的方法。为减小GaN单晶中的位错和应力,对衬底进行预处理制备GaN缓冲衬底是生长高质量GaN单晶的关键技术。本文利用不同方法制备了多种GaN多孔缓冲衬底和二维材料涂覆层缓冲衬底,并使用制备的缓冲衬底进行GaN单晶的HVPE生长研究。论文的主要研究工作及结果如下:1.探索GaN在不同酸碱条件下的腐蚀行为,制备多孔缓冲衬底,确定多孔衬底上GaN晶体的成核生长模式。研究了GaN材料在酸、碱环境中反应形成不同的六方形腐蚀坑和面腐蚀效果,对比了 GaN衬底在横向和纵向上腐蚀速度变化,通过添加辅助氧化腐蚀剂和紫外光照射解决了碱性条件下腐蚀程度浅的问题,并以此成功制备了多孔缓冲衬底,Raman测试表明多孔缓冲衬底内应力降低;通过对多孔缓冲衬底在初期不同生长时间内的表面观测结果,发现在多孔缓冲衬底上HVPE生长GaN晶体上初期生长模式为叁维岛状生长模式,HRXRD测试结果表明在多孔缓冲衬底上生长的GaN晶体质量得到了显着提高。2.优化高温退火工艺,制备高温退火缓冲衬底,生长得到2英寸自剥离GaN单晶。利用GaN高温分解特性,设计制备高温退火GaN缓冲衬底,对比研究发现退火温度在1050-1100 ℃,退火时间在15-30 min条件下制备的缓冲衬底表面籽晶层结构完整连续,籽晶层与蓝宝石基底呈现弱连接,具有最理想的GaN生长结构;在高温退火制备的缓冲衬底上生长的GaN单晶,相比于未处理衬底生长的GaN单晶的(002)面和(102)面的FWHM分别减少了60 arcsec和146 arcsec,晶体内部残余应力降低了 0.42 GPa,光学质量也大幅提高,实验表明采用高温退火缓冲衬底有助于生长高质量GaN晶体。3.开发了水热条件下选择性腐蚀技术制备水热缓冲衬底,HVPE方法生长出具有自剥离效果、厚度接近1 mm的2英寸GaN单晶。借助于水热法提供的亚临界环境实现了GaN在低浓度溶液中的腐蚀,同时实现了 GaN衬底的双重选择性腐蚀,并通过控制腐蚀液浓度、反应温度和时间制备了腐蚀程度可控的水热缓冲衬底,不同条件下制备的水热缓冲衬底结果对比表明在1 50 ℃下、3 5%的H3PO4中水热反应150 min制备的缓冲衬底效果最好;HRXRD、Raman和PL测试表明在水热缓冲衬底上HVPE法生长的2英寸GaN单晶的晶体质量和光学质量得到提高,晶体内残余应力降低了0.35 GPa,而XPS表明水热腐蚀过程不会引入额外的杂质影响GaN单晶的生长;以获得的自支撑GaN单晶制备的MSM结构探测器在紫外光区域具有良好的光响应,证明其应用于制作器件的可能性。实验结果表明选择性腐蚀下制备的水热缓冲衬底在GaN晶体生长中具有很好的应用前景。4.利用BCN纳米片作为涂覆层,制备二维材料(2D)涂覆层缓冲衬底,并研了在这种衬底上GaN晶体的生长机制。对比研究BCN纳米片在衬底上均匀分散程度与溶液粘度、表面张力的关系,发现添加浓度为0.25 g/ml的PVP做粘度调节剂时能够得到BCN纳米片的均匀分散的2D涂覆层缓冲衬底;对用不同浓度(不同覆盖率)的BCN纳米片溶液涂覆制备的2D涂覆层缓冲衬底生长的GaN单晶晶体质量进行了表征,发现BCN溶液浓度为0.0025 mg/ml时制备的缓冲衬底生长得到GaN单晶的(002)面和(102)面半峰宽分别为192和213 arcsec,位错密度最小,晶体内残余应力最低,光学质量最好;计算表明2D涂覆层衬底促进了GaN晶体成核过程,EBSD测试结果表明2D涂覆层缓冲衬底在BCN纳米片附近的会产生应力缓冲区域,从而降低了生长的GaN晶体内部的应力,这与Raman测试结果相符合,TEM表征表明了 2D材料阻断了位错在GaN晶体内部延伸,起到降低位错密度提高晶体质量的作用。(本文来源于《山东大学》期刊2019-03-31）
赵岁花,梁津,王家鹏,衣忠波[5]（2018）在《碳化硅单晶衬底精密加工技术研究》一文中研究指出介绍了碳化硅(SiC)材料的结构和特性,分析了SiC材料的应用领域及发展趋势,研究了其单晶衬底精密加工技术,该研究对提高SiC单晶衬底加工表面质量具有指导意义。(本文来源于《电子工业专用设备》期刊2018年03期）
霍勤[6]（2018）在《利用多孔衬底HVPE生长GaN单晶及其不同晶面性质的研究》一文中研究指出第叁代半导体GaN材料因其优异的性能,被广泛地应用于短波长光电子器件和高频微波器件。目前大部分的GaN器件都是在异质衬底上外延生长制作的,由于GaN材料与衬底之间存在较大的晶格失配和热失配,导致GaN器件内部存在较大的位错密度和残余应力,损害了 GaN器件的性能和使用寿命。在GaN单晶衬底上同质外延生长制备GaN器件是解决该问题的根本方法。氢化物气相外延法(Hydride Vapor Phase Epitaxy,HVPE)被认为是最具有潜力的生长GaN晶体的方法。目前大部分GaN器件都是c向生长的,极化效应导致的内建电场会使c面GaN光电器件的发光波长红移,发光效率降低,大大降低了 GaN光电器件的性能。采用非极性面GaN衬底制备光电器件可以消除极化效应的影响,目前最有前景的生长非极性面GaN衬底的方法是利用HVPE生长出c面GaN体单晶,通过定向切割GaN体单晶得到非极性面GaN衬底。本文的主要工作是对HVPE生长GaN单晶的生长工艺进行了优化,开发了一种两步腐蚀制备多孔衬底的方法,并在两步腐蚀衬底上生长出了高质量的自支撑GaN单晶,对自支撑GaN单晶进行定向切割,得到了不同晶面的GaN晶片,对不同晶面的GaN晶片的晶体质量和物理化学性能进行了研究。具体研究内容如下:(1)研究了原料气体流量对GaN晶体生长和单晶性质的影响,发现NH3流量为2000 sccm时生长的GaN晶体具有最高的晶体质量和最好的光学性能。NH3流量从成核岛密度和侧向生长速率两个方面影响GaN晶体的生长。随着NH3流量的增加,成核岛密度增加,侧向生长速率降低,NH3流量在2000 sccm时的生长的GaN同时具有较大的成核岛密度与较高的侧向生长速率。研究发现当NH3流量在2000 sccm时,GaN晶体的表面形貌最好,晶体合并完整,没有明显的六方形坑;GaN晶体的(002)和(102)晶面的衍射峰半峰宽均最小,GaN晶体结晶质量最高,位错密度最低;GaN的带边发射峰最强,黄光带与绿光带最弱,说明样品的质量较好,具有最低的位错密度和最低的点缺陷浓度。通过拉曼散射谱E2(high)拉曼峰峰位的移动,发现NH3流量为1800 sccm与2000 sccm时的GaN晶体的残余应力较NH3流量为2200 sccm时的GaN晶体大,说明GaN晶体在NH3为2000 sccm时以2D生长为主。(2)开发了一种电化学腐蚀与磷酸腐蚀相结合的两步腐蚀工艺制备多孔衬底的方法,并利用两步腐蚀衬底生长出了 2英寸自支撑GaN单晶。热磷酸通过电化学腐蚀得到的腐蚀孔道输运到MOCVD-GaN内部,由于GaN晶体的N极性面比Ga极性面具有更高的化学活性,通过两步腐蚀的方法可以得到表面平整内部孔隙率高的多孔衬底。采用两步腐蚀衬底作为籽晶进行HVPE生长,由于两步腐蚀衬底具有较大的孔隙率,HVPE生长得到的GaN晶体与衬底的连接较弱,GaN晶体在降温后自行与衬底分离,得到了两英寸自支撑的GaN单晶。在两步腐蚀衬底上生长的GaN晶体的(002)和(102)晶面的双晶摇摆曲线半峰宽均小于在普通衬底上生长的GaN晶体的摇摆曲线半峰宽;PL测试发现在两步腐蚀衬底上生长的GaN晶体的带边发射峰强度高于在普通衬底上生长的GaN晶体,光学质量更高;拉曼测试表明在两步腐蚀衬底上生长的GaN晶体接近无应力状态;EBSD测试表明两步腐蚀衬底中腐蚀得到的多孔缓冲层结构对GaN晶体中应力的降低起到了重要的作用。(3)我们对在两步腐蚀衬底上生长得到了高质量大厚度的自支撑GaN单晶进行加工,得到了 Ga极性面,N极性面和非极性m面的GaN晶片,并分别对其质量和性质进行了研究。加工之后Ga极性面GaN晶片的衍射峰半峰宽仅为160arcsec,相比加工之前大大降低,非极性m面GaN晶片的衍射峰半峰宽仅为212arcsec,说明加工得到的非极性m面GaN晶片具有很高的晶体质量;拉曼测试表明,加工得到的不同晶面的GaN晶片具有良好的晶体取向,对不同晶面的GaN晶片的E2(high)拉曼峰进行分析,发现GaN晶体内部应力分布均匀;PL测试表明,加工得到的不同晶面的GaN晶片均具有很高的发光强度。(4)系统研究了 GaN晶体不同晶面的电催化性能,发现了 GaN晶体的非极性m面具有良好的催化活性和催化稳定性。线性伏安扫描曲线表明非极性m面GaN晶片在酸性条件下电催化析氢,在碱性条件下电催化析氢与在碱性条件下电催化析氧的过程中均具有更低的过电位与更低的Tafel斜率,表现出高于Ga极性面GaN晶体与N极性面GaN晶体的催化活性。通过密度泛函计算得知,活性H(H*)在GaN材料的非极性m面具有更低的吸附自由能导致非极性m面GaN具有更高的电催化活性。通过I-t和e-t测试说明了 GaN晶体具有很高的电催化稳定性;通过XRD与拉曼测试以及电催化反应后的GaN晶体SEM形貌的分析,发现非极性m面GaN晶片具有很高的化学稳定性,在长时间的电催化反应之后未发现明显的腐蚀痕迹。(本文来源于《山东大学》期刊2018-05-27）
曹阳[7]（2018）在《单晶碳化硅衬底合成CVD金刚石薄膜的研究》一文中研究指出碳化硅作为新型的第叁代半导体材料同时在海洋密封材料方面具有广泛的应用。金刚石则具有一系列优异的物理化学性能。以碳化硅为衬底制备金刚石薄膜便可以对碳化硅衬底的性能有一定的提升。本研究采用直流辉光放电等离子体设备在单晶碳化硅表面沉积金刚石薄膜。通过对比不同的工艺参数:如甲烷浓度、衬底温度和沉积气压,在单晶碳化硅衬底上沉积金刚石薄膜。研究了各个工艺参数对金刚石薄膜生长的影响。利用SEM、Raman、XRD、AFM和TEM等测试手段对沉积结果进行表征。实验结果表明:甲烷浓度的变化会对晶粒尺寸以及晶面产生重要影响。甲烷浓度从1%增加至9%时,金刚石薄膜的晶面从(111)转变为(100),最终再转变为(111),晶粒大小也逐渐增加。对比同一甲烷浓度下的碳/硅终端衬底沉积出来的薄膜,碳终端的薄膜致密性要高得多,但是晶粒形状及大小基本一致。沉积气压并不会对不同终端的衬底沉积结果产生影响,碳终端衬底的沉积结果依然在致密性方面要高于硅终端衬底。在同一个碳/硅终端衬底上沉积的薄膜,气压的改变会使得晶型从(111)转变为(100)最终转变为(110)。随着温度的增加,晶型开始有规则的方形变成无规则形状。晶粒尺寸也随着增加,由1μm大小增加至2~3μm。与前两组一致,碳终端衬底沉积的薄膜致密性依然高于硅终端沉积结果。由于碳硅终端衬底的沉积结果差异,因此我们研究了形核界面的微观情况,分析了形核界面的金刚石与碳化硅相互作用效果。由于碳终端不需要形成非晶层,所以其形核更为直接。因此在相同的时间内,碳终端衬底的形核结果适中要更优于硅终端衬底形核结果。由于硅终端形核效果更差,因此在薄膜沉积过程中会出现致密性较差,膜层不连续的现象。最后结合前面的工艺参数的研究结果以及形核结果的研究,使用最优的沉积参数在碳化硅表面沉积金刚石薄膜。在优化的参数基础上,进行深入研究。沉积出了连续均匀的金刚石薄膜,经过XRD测试,晶粒为(100)取向生长,同时经过AFM测试得薄膜粗糙度达到86.4nm。(本文来源于《武汉工程大学》期刊2018-03-31）
刘金颖,李宁,任丙彦,刘彩池[8]（2017）在《n型单晶硅衬底少子寿命对n-PERC电池性能的影响》一文中研究指出采用PC1D模拟软件模拟不同少子寿命的硅片条件下电阻率、扩散方块电阻、结深对n-PERC电池性能的影响。结果表明,随着硅片少子寿命的延长,电池效率提高。通过对实际生产中少子寿命和硅片径向不均匀度的研究,得出n-PERC电池使用硅片的最佳少子寿命值。(本文来源于《太阳能学报》期刊2017年11期）
张鹏[9]（2017）在《碳化硅单晶衬底超精密抛光关键技术研究》一文中研究指出半导体产业的发展密切关系到我国国防、军事、航空航天、能源等重要科技领域。以碳化硅(SiC)单晶为代表的第叁代半导体材料是一种重要的新型宽禁带半导体材料,通过外延可以作为生长氮化镓(GaN)、石墨烯的衬底材料。同时,它具有高杨氏模量、高硬度、耐高温、耐腐蚀等性质,可广泛用于制作高温、高频的大功率器件。尤其在军工方面,是新一代雷达、卫星通讯的核心,具有重要的应用价值和广阔的发展前景,已然经成为当今国际关注的焦点。由于硅(Si)电子元器件的开发已趋于极限,因此,研究第叁代宽带隙半导体材料显得更加重要和尤为迫切;同时,它将引领第叁次半导体产业革命。SiC单晶衬底的加工质量和精度直接影响器件的性能,故要求被加工表面超光滑、无缺陷、无损伤。超精密抛光技术是整个加工工艺的最后一步,分为机械抛光和化学机械抛光两道工艺。机械抛光对材料去除率和平坦度起到决定性作用,化学机械抛光是实现原子级表面粗糙度的核心。因此,超精密抛光技术是保证SiC单晶衬底高精度、高效率、低成本的关键。本文以3英寸SiC单晶衬底的表面粗糙度、平坦度和材料去除率为目标,对机械抛光和化学机械抛光的工艺和机理进行了研究。使用综合评分法来权衡表面粗糙度和材料去除率之间的关系,根据不同要求得到不同条件下的最佳工艺参数。从微观、宏观两个尺度出发,分析化学作用、机械作用以及化学机械耦合作用对SiC单晶衬底原子级去除机理的影响。具体的研究内容主要包括以下几个方面:(1)建立了无架行星式双面机械抛光二维几何模型,推导了 SiC单晶衬底和抛光垫上磨粒的相对运动轨迹方程。分析了磨粒分布半径、SiC衬底分布半径、齿圈与太阳轮转速比、抛光盘与太阳轮转速比对抛光轨迹和曲率的影响情况。构建抛光均匀性函数,使用统计学方法计算变异系数,研究了磨粒间隔半径、齿圈与太阳轮转速比、抛光盘与太阳轮转速比叁个因素对SiC单晶衬底均匀抛光和抛光垫上磨粒磨损的影响规律。(2)建立了基于无架行星差动轮系的双面机械抛光机构的叁维物理模型,分析了 3英寸SiC单晶衬底表面对称5点的位移、速度、加速度随时间变化曲线的重合情况,验证了理论模型的正确性和行星差动轮系参数的可行性。基于该模型设计了 3英寸SiC单晶衬底机械抛光正交试验,通过单因素分析法和综合分析法,研究了抛光压力、下抛光盘转速以及金刚石微粉直径叁个因素对材料去除率、表面粗糙度和平坦度的影响规律,获得了最优工艺参数。(3)从微观尺度出发,建立了6H-SiC单晶晶胞模型,进行量子力学的计算,分析了晶胞模型分子动力学特性。根据密度泛函理论和第一性原理,使用CASTEP模块对能带结构、总态密度、电子密度以及电荷密度进行了分子动力学仿真。使用Forcite模块对(1 0 0)、(0 1 0)、(0 0 1)叁个面的原子密度的相对浓度分布、结构无序化程度的径向分布函数、温度分布以及速度分布随位置的变化进行了研究,分析了晶胞势能、动能,非键合能,总能,总焓的变化规律。(4)建立了3英寸SiC单晶衬底化学机械抛光流固耦合模型,基于ANSYS分析了抛光液对SiC衬底被加工表面的单向流固耦合作用。分析了抛光液流量和抛光液底面转速对流固耦合界面的压力、应力、应变和应变能四个指标的影响情况,为化学机械抛光机理的研究提供理论指导。(5)研究了SiC衬底的Si面和C面的化学机械抛光的工艺参数对材料去除率和表面粗糙度的影响。首先,设计了化学机械抛光六因素五水平正交试验(抛光压力、抛光盘转速、磨粒直径、PH值、抛光液浓度和氧化剂浓度),通过极差、方差分析法确定了单因素的主次顺序,分别得到了材料去除率和表面粗糙度单目标的最优工艺参数。其次,通过综合评分法确定了材料去除率和表面粗糙度之间的权重系数,得到了多目标的最优工艺参数。然后,针对其中影响最大的叁个因素(抛光压力、抛光盘转速和抛光液浓度),设计了叁因子二次回归正交旋转试验,建立了回归模型的数学方程。通过曲面响应图分析了多因素之间的耦合作用对目标的影响规律,为实际加工过程中工艺参数的选择提供理论指导和借鉴,为下一步精密数字化控制提供保障。(本文来源于《山东大学》期刊2017-05-25）
孙鹏[10]（2016）在《铜单晶衬底上GaN薄膜的ECR-PEMOCVD低温生长研究》一文中研究指出氮化镓(GaN)基半导体发光二极管(LED)的绝大多数衬底为蓝宝石(α-Al2O3),而α-Al2O3衬底具有价格昂贵、绝缘、导热性差、尺寸小(直径仅为2~4英寸)的缺点。与α-Al2O3衬底相比,一些金属衬底具有廉价、导电、导热、大面积且反射率高的优点,金属衬底不但能够直接作为LED的电极使用,而且有助于提升芯片散热性能和光反射作用,从而大大提升LED亮度。在自支撑的全金属衬底上,制备垂直导电结构的GaN基LED,能彻底解决在α-Al2O3等绝缘衬底上制备的横向导电结构GaN基LED中存在的电流拥挤问题,提高LED的功率,大大降低LED的生产成本。因而在金属上制备GaN薄膜具有重要的研究意义。从国内外的进展来看,在自支撑的金属衬底上直接生长GaN薄膜的报导很少。其主要原因是常规金属有机物化学气相沉积(MOCVD)的生长温度高达1050℃左右,这使得很多金属衬底与GaN薄膜产生有害的界面反应,高温沉积会加速金属粒子扩散至GaN薄膜中,难以生长高质量的GaN薄膜。因此在金属上制备GaN薄膜需要一种低温的生长方法。本文使用电子回旋共振-等离子体增强金属有机物化学气相沉积(ECR-PEMOCVD)低温生长设备,在自支撑的单晶Cu金属衬底上低温外延生长单一c轴取向的高质量GaN薄膜。实验以叁甲基镓(TMGa)为镓源,氮气(N2)等离子体为活性氮源,通过氮等离子体与TMGa反应在单晶Cu衬底上生成GaN薄膜,重点研究控制缓冲层和生长层的TMGa流量对外延生长Ga N薄膜性能的影响,并给出优化的生长参数。用反射高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)光致发光谱(PL谱)以及电流—电压测试(I-V测试)等表征方法分析了GaN薄膜的晶体结构、表面形貌、光学性能以及电学特性。其中,缓冲层沉积温度为300℃,其TMGa流量为1.1 sccm,生长时间30分钟,生长层沉积温度为450℃,其TMGa流量为1 sccm,生长时间3小时,GaN薄膜的质量最好,具有较好的晶体质量和较强的紫外发光峰;且GaN薄膜与金属Cu之间的接触特性为良好的欧姆接触。(本文来源于《大连理工大学》期刊2016-12-10）
单晶衬底论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
石墨烯的结构和形貌特征表征是揭示其结构和性能关系的关键。SEM因其具有纳米级分辨率、观测范围大、成像速度快等优点,在石墨烯表面污染物、褶皱和缺陷观测,生长机理研究和层数鉴定等方面独具优势。但是,对于原子级厚度石墨烯的SEM成像,目前存在常规成像参数下石墨烯的图像衬度弱、石墨烯的衬度形成机制不清晰以及成像参数对石墨烯衬度的影响机制不统一等问题,导致难以实现石墨烯的高衬度SEM成像。本论文采用SEM对单晶衬底支撑石墨烯、惰性多晶衬底支撑石墨烯和非惰性多晶衬底支撑石墨烯进行表征,通过调节成像参数和调控衬底表面氧化程度,系统深入地研究了衬底支撑石墨烯的衬度形成机制,揭示了成像参数对石墨烯图像衬度的影响机制,为衬底支撑石墨烯的高衬度成像、衬底和石墨烯的正确区分以及石墨烯层数的准确鉴定提供了重要的理论指导。采用SEM系统表征了多种单晶衬底支撑石墨烯体系,包括高温热解法制备SiC基石墨烯(G/SiC)、转移SiO_2/Si基石墨烯(SLG/SiO_2/Si)和转移Al基石墨烯(SLG/Al)。通过优化成像参数加速电压(V_(acc))和工作距离(WD),实现了单晶衬底支撑石墨烯的高衬度成像和表面细节的清晰观测。将高衬度SEM图像与Raman和AFM表征结果相结合,建立了灰度值与石墨烯层数之间的一一对应关系,据此可准确鉴定SEM图像中石墨烯的层数。通过系统调节两个重要成像参数,发现在低V_(acc)/小WD和高V_(acc)/大WD下石墨烯的图像衬度较好,揭示了衬底和石墨烯之间的二次电子(SE)产率差值以及石墨烯对衬底发射SE和背散射电子(BSE)的衰减作用是石墨烯图像衬度形成的关键,并从E-T SE探测器收集叁类SE的角度提出了统一的V_(acc)和WD对石墨烯图像衬度的影响机制模型—SEM图像衬度提高的主要原因是探测器收集的总SE数量增多和各个区域之间的总SE数量差值增大。采用SEM对转移惰性多晶Au基石墨烯(SLG/Au)进行系统成像研究,发现多晶材料的电子通道效应使石墨烯的衬度具有晶粒取向依赖性,导致无法正确区分衬底和石墨烯以及准确鉴定石墨烯层数。通过改变V_(acc)、WD和样品台倾斜角度,阐明了E-T SE探测器通过收集SE2和SE3观测电子通道衬度(ECC),in-lens SE探测器通过收集SE2观测ECC。提出了两种消除ECC的有效方法:方法一,使用图像处理软件逐一调节图像中各晶粒的亮度,使各个晶粒亮度相同,消除晶粒间的ECC,实现多晶衬底和石墨烯的正确区分;方法二,在SEM成像过程中倾斜样品台或改变V_(acc),使相邻晶粒内满足电子通道效应的晶面取向相对于入射电子束方向相同,消除晶粒间的ECC,实现多晶衬底和石墨烯的正确区分。采用SEM对多种非惰性多晶衬底支撑石墨烯体系进行系统成像研究,包括CVD制备部分覆盖Cu基石墨烯(CVD G/Cu)、CVD制备全覆盖Cu基石墨烯(CVD SLG/Cu)和转移Cu基石墨烯(SLG/Cu)等。在小WD下,观察到了石墨烯亮度大于衬底的反常现象,导致无法正确区分衬底和石墨烯以及准确鉴定石墨烯层数。增大WD使各晶粒内石墨烯亮度较相邻衬底的小,可正确区分衬底和石墨烯。通过系统调节V_(acc)和WD,并结合Raman光谱、EDS和XPS分析,揭示了石墨烯覆盖Cu衬底与裸露Cu衬底表面之间的氧化层厚度差是产生图像中石墨烯反常衬度的关键因素。通过对比自然氧化前后的Cu基石墨烯的SEM图像,发现石墨烯缺陷是Cu衬底的初始氧化位点。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
单晶衬底论文参考文献
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