导读:本文包含了自支撑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:垂直结构,CAVET,电流阻挡层,HVPE
自支撑衬底论文文献综述
孙世闯[1]（2017）在《基于自支撑GaN衬底上垂直结构AlGaN/GaN CAVET MOCVD外延生长及器件性能研究》一文中研究指出近年来,Ⅲ-Ⅴ族GaN材料及AlGaN/GaN异质结由于临界击穿场强高、热传导性好、电子饱和迁移率快和电子面密度高等优点在高频、高压和大功率器件的应用使其得到国内外广泛关注。然而,水平结构AlGaN/GaNHEMT目前面临着电流崩塌、增强型、封装兼容性、可靠性以及高耐压等问题阻碍其应用和进一步发展。垂直结构AlGaN/GaN CAVET(Current Aperture Vertical Electron Transistor)结合了水平结构AlGaN/GaN HEMT高浓度二维电子气和垂直结构GaN基MOSFET高击穿电压等优势开始获得关注。器件工作时电流从源极沿着二维电子气沟道到达栅极,利用高阻GaN或p-GaN作为电流阻挡层使电子只能通过高电导率的导通通孔到达GaN衬底上漏电极,控制栅极电压释放和耗尽沟道中的电子,实现器件的开启与关断。基于A1离子注入形成高阻GaN、Mg掺杂或者Mg离子注入形成p-GaN作为电流阻挡层的垂直结构AlGaN/GaN CAVET在调节导通通孔电导率、抑制二次外延生长界面污染、修复离子注入导致晶格损伤、消除Mg记忆效应、解决N面GaN欧姆接触和DC-RF电流崩塌等问题上进行深入研究。本论文从软件Silvaco Altas和TRIM模拟、MOCVD外延生长和器件工艺制作以及电学性能表征等对存在的问题展开讨论,研究内容如下:1.提出了 MOCVD外延GaN成核层时载气由H2切换为N2引入刃位错,结合外延GaN漂移区时降低生长温度和Ⅴ/Ⅲ比引入非故意C掺杂降低背景载流子浓度,获得方块电阻RSH为106Ω/□的高阻GaN。进而优化势垒层AlGaN的Al组分和厚度、AlN插入层和GaN盖帽层外延AlGaN/GaN HEMT全结构,Hall测试结果为:方块电阻RSH=332.9 Ω/□,迁移率μ=1920 cm2/V·s,载流子浓度Ns为9.7×1012cm-2。器件饱和电流IDS为478.9 mA/mm,跨导Gm为60 mS/mm,器件开关比Ion/IOff为0.96×108,耐压VBR为600 V@0.01 mA/mm,完成垂直结构AlGaN/GaN CAVET沟道处的优化。2.系统研究了二次外延生长存在的界面污染的问题,C-V测试表明了 MOCVD外延生长前900 s高温1180 ℃退火使二次外延生长界面背景载流子浓度降低一个数量级,从而减小C、O和Si等杂质浓度。此外,我们还对比了 HVPE GaN自支撑衬底和Sapphire/GaN模板上二次外延生长AlGaN/GaN HEMT晶体质量、直流电学特性和电流崩塌特性。3.研究发现AlGaN/GaN HEMT阈值电压VTH会随着栅电极钝化层LPCVD SiNx厚度呈VTH=-0.25x-2.93线性递减,根据阈值电压变化提取SiNx/AlGaN界面处缺陷态密度为QSiNx/AlGN=2.87×1013 cm-2,通过变频 1 kHz-1 MHz 的 C-V 电导法提取 AlGaN/GaN界面处缺陷能级EC-ET、缺陷态密度Dit以及时间常数tit,解释了随着钝化层厚度增加电流崩塌减弱的原因。研究Si离子注入及退火温度对减小欧姆接触电阻的影响,采用 Si 离子注入的能量和剂量为 80 keV(l×1015cm-2)+30 keV(1.6×1014 cm-2),经过 5 min高温1200 ℃退火激活Si可以将接触电阻率Rc降低到0.5 Q·mm。4.通过水平结构AlGaN/GaN HEMT器件制作C-V测试表明Al离子注入形成高阻GaN相当于A10.058Ga0 942N背势垒层,并且SIMS测试表征A1离子注入在高温二次外延生长过程中没有发生扩散。进而成功制备了 A1离子注入GaN作为CBL垂直结构AlGaN/GaNCAVET,器件的饱和电流IDS=107A/cm2,跨导Gm=2mS/mm,导通电阻ROn-A=49.1 mΩ·cm2。通过减薄、研磨和抛光低掺杂电阻率为R>0.5Ω·mm自支撑GaN衬底取代原来的高掺杂电阻率为R<0.05 Q·mm衬底提高垂直结构器件的耐压特性。5.通过Hall和SIMS测试表明阻挡层LT-GaN相对于A1N能更好抑制Mg在MOCVD外延过程中记忆效应。成功制备了 p-GaN带有LT-GaN 阻挡层作为电流阻挡层的垂直结构AlGaN/GaN CAVET,器件饱和电流IDS =769 mA/mm,跨导Gm =35.1 mS/mm,开关比IOn/lOff=2.5×107。CAVET器件输出特性的膝点电压偏高归结于Mg在MOCVD外延生长的横向扩散导致导通通孔电导率下降。6.成功制备了 Mg离子注入形成p-GaN作为电流阻挡层垂直结构AlGaN/GaN CAVET,器件件饱和电流IDS=2894 mA/mm@VDS=20V,VGS=2 V,跨导Gm=62.4 mS/mm。最后对A1离子注入形成高阻GaN、Mg掺杂和Mg离子注入形成p-GaN作为CBL垂直结构AlGaN/GaNCAVET电流崩塌特性进行分析讨论。(本文来源于《华中科技大学》期刊2017-05-01）
王猛,李成明,陈良贤,刘金龙,郭建超[2]（2014）在《金刚石自支撑膜衬底生长立方Y_2O_3薄膜的性能》一文中研究指出采用射频磁控溅射法在抛光的CVD金刚石膜上制备了立方(222)择优取向的Y2O3薄膜,利用XRD,纳米力学探针,划痕仪,FTIR和TEM等手段研究了退火对Y2O3薄膜的结构、力学性能和红外透过率的影响及Y2O3的微观结构。结果表明:通过退火Y2O3薄膜的结晶程度增加,退火后的择优取向仍为立方相(222)晶面结构;薄膜的硬度降低而弹性模量升高,薄膜与金刚石的结合力增加;薄膜的红外透过率略有降低;薄膜为柱状晶结构并存在大量非晶态。(本文来源于《材料热处理学报》期刊2014年07期）
林娜[3]（2014）在《GaN自支撑衬底的原位自分离及Cu纳米丝透明欧姆电极研究》一文中研究指出Ⅲ族氮化物以其具有宽广直接带隙的突出特点,成为开发短波长、高速度光电子器件最重要的半导体材料之一。随着氮化物技术口益成熟,留待解决或者尚未解决的问题就越发显得难度巨大。当前,光电子器件的主流结构,依然是以电学驱动和外延薄膜异质结来实现各种光电的功能性。从这个基本结构的角度来分析,衬底材料、外延层品质、电极材料就是器件叁立的鼎足,成为最关键的研究课题。针对这叁大基础问题,本论文的主要工作进行了包括GaN自支撑衬底、AlN异质薄膜外延生长、铜纳米丝透明欧姆电极叁方面的研究,并取得重要的进展：一、实现GaN自支撑衬底的原位自分离。采用第一性原理计算,研究了GaN非极性面和极性面的表面分离能与应变场的变化关系,结果发现,(i)不同的非极性面的裂纹容易出现在不同的应变区域,m面和a面裂纹分别倾向于产生在外延膜生长的高温和降温阶段,于是我们提出优化缓冲层和衬底预处理等技术,可实现有效的裂纹抑制作用,采用HVPE方法,获得完整无损的高质量GaN厚膜。(ii)极性c面的表面分离能与应变场呈渐近线特征,且存在分离能的骤变区,当应变梯度区经过骤变拐点时,容易促使c面分离。根据这一规律,提出调控梯度应力场思想,在实验上,利用调节GaN外延膜的厚度的方法,减小其外延片翘曲曲率半径以获得梯度更陡峭应变场分布,当厚度超过400μm以上时,由于在应变成功跨越分离骤变点,最终成功了实现2”GaN厚膜的原位自分离,获得的GaN自支撑衬底表面光滑,晶体质量良好。二、实现MOVPE中1100℃下AlN高质量外延薄膜生长。进行了系统地AlN异质外延生长技术和机理的研究,包括蓝宝石的氮化、成核缓冲层生长,高温AlN外延、晶体掺杂优化等几个重要方面的技术。结果表明：(i)优化氮化以及中高温缓冲层时间,可以有效减少AlN和蓝宝石之间的晶格失配,促使张应力转变为压应力。(ii)采用优化的MMEE方法。脉冲周期变长,二维生长得到促进,晶粒的取向性将变好,但晶粒之间接合的应力增大；相对的,连续生长模式,有助于加速叁维生长,降低位错密度,但是晶粒的取向变差。通过配合两种模式的时间比例和周期,提高了AlN晶体质量,(0002)和(10-12)峰的半高宽分别为59aresec和610aresec。(iii) Mg掺杂和Mg—Si的δ交替掺杂法改善AlN晶体品质,由于Mg原子半径较Al原子大,有助于减小AlN中的残余应力场,降低刃位错密度,同时可有效阻止预反应,促进了Al原子在表面的横向迁移,提高表面平整度,最终,AlN表面粗糙度降低至0.47nm。叁、合成Cu纳米丝透明欧姆电极,并应用于GaN基LED。我们采用液相法,以Ni+2为催化剂、油胺为分散剂、二水合氯化铜为Cu+2前驱物反应源,Cl-为侧壁钝化剂,成功合成了目前世界上超长(>40μm)、且超细(～16nm)的Cu纳米丝。接着,研发真空抽滤系统和压印转移技术,制备了Cu纳米丝网络透明电极,获得较高的透光率且具较低的电阻(93%@51Ω/sq),其性能已基本追平传统的ITO电极,并且从深紫外到红外波段都具有很好的透光特性。最后,经过真空低温退火,实现与n-GaN和p-GaN良好的欧姆接触,并成功点亮了应用Cu纳米丝透明电极的GaN基蓝光LED芯片,其EL发光表现出优良的透光特性,并保持良好的电学稳定性。预示Cu纳米丝透明电极未来取代ITO的希望和在新型光电子器件应用领域的广阔前景。(本文来源于《厦门大学》期刊2014-04-01）
张东[4]（2013）在《自支撑金刚石衬底上GaN、AIN薄膜ECR-PEMOCVD法生长研究》一文中研究指出自支撑金刚石膜基片既具有天然金刚石最高的弹性刚度系数又具有最高声速的优异性能,使之成为声表面波滤波器(SAW)最佳的衬底选择材料,避免了其它基片散热差的问题。压电薄膜／自支撑金刚石膜结构的SAW器件既利用了压电薄膜良好的压电特性和金刚石最高声速的优异性能,又充分利用了二者高导热性和优良耐热性的优点。所以这种结构是制作高频、大功率SAW滤波器的理想选择。本研究使用电子回旋共振等离子体增强有机物化学气相沉积(ECR-PEMOCVD)系统在自支撑金刚石厚膜上沉积制备了GaN和A1N压电薄膜,主要通过怎样在白支撑金刚石基片上得到性能优异的压电薄膜这一主题”开展了系统的研究工作。结论如下：1、ECR-PEMOCVD系统在自支撑金刚石厚膜基片上沉积制备GaN压电薄膜(1)基片温度对薄膜质量有很大的影响,基片温度为400℃时薄膜具有较好的结晶质量,呈高C轴择优取向。此时薄膜表面形貌光滑平整且具有较好的光学和电学特性。(2)改变TMGa源流量对薄膜进行了制备及其性能分析,TMGa流量是0.5sccm时薄膜具有较好的质量,而且此时的薄膜具有较高的择优取向和平整光滑的表面形貌。(3)改变N2流量,对薄膜进行了沉积制备,N2流量为100sccm时,薄膜具有较好的择优取向以及光滑的表面形貌,此时薄膜的电学性能比较优越。(4)缓冲层的改变对薄膜的制备影响较为明显,改变缓冲层的温度对薄膜进行了制备与分析,在温度适中的情形下,薄膜具有择优的生长取向和平整光滑的表面形貌。2、ECR-PEMOCVD系统在自支撑金刚石厚膜基片上沉积制备A1N压电薄膜(1)改变基片温度对样品薄膜质量影响较为明显。基片温度为600℃时,薄膜具有较高的择优取向和较平整光滑的表面形貌,该条件下的样品满足器件的制备要求。(2)N2流量对薄膜的影响较大,N2流量的大小直接影响到反应活性N粒子的多少,N2流量适中的情形下薄膜具有较高的择优取向以及平整的表面形貌。并对其薄膜样品的成分进行了分析,薄膜中N的含量很高,这与N空位有很大的关系。对薄膜进行了电学性能测试,结果表明薄膜样品为高阻抗性。实验检测发现改变基片温度、反应源流量以及缓冲层条件对样品的影响很明显。这说明自支撑金刚石厚膜上沉积压电薄膜的工艺要求很严格。实验中已经制备出满足SAW器件的高质量压电薄膜,这对提高SAW器件的频率有很大的作用。(本文来源于《大连理工大学》期刊2013-06-01）
张营营,李成明,陈良贤,刘金龙,黑立富[5]（2011）在《金刚石自支撑膜衬底制备AlN薄膜的性能》一文中研究指出采用射频磁控反应溅射法在金刚石自支撑膜衬底上沉积了AlN薄膜,XRD结果表明得到了(002)面择优取向的AlN薄膜;AFM的表面形貌结果显示薄膜表面平整,晶粒均匀,表面粗糙度为2.97 nm。XPS分析结果表明,离子剥蚀2.1 nm后Al/N原子百分比接近于1∶1;结合红外透过曲线和纳米力学探针测试,表明AlN薄膜在1500～800 cm-1波段对金刚石膜有约14%的增透作用,其平均硬度为21.5 GPa,平均弹性模量为233.3 GPa。(本文来源于《材料热处理学报》期刊2011年08期）
[6]（2011）在《“HVPE法生长GaN自支撑衬底项目”落户德泓》一文中研究指出近日,中国科学院上海微系统与信息技术研究所与德泓(福建)光电科技有限公司正式签订《技术转让合同》和《技术开发协议书》,中国科学院上海微系统与信息技术研究所"HVPE法生长GaN衬底技术"的所有知识产权,包括与此相(本文来源于《光机电信息》期刊2011年08期）
黄华[7]（2008）在《自支撑GaN衬底的研究》一文中研究指出在硅衬底上生长GaN取得了极大进展的基础上,本文创新性地提出了一种制备自支撑GaN衬底的新方法,即首先利用MOCVD,通过插入层和缓冲层技术在硅衬底上生长2μm的无微裂GaN薄膜;然后通过化学腐蚀的方法去除硅衬底,得到应力释放的GaN薄膜;最后在此薄膜上利用HVPE生长20-100μm的厚GaN薄膜,形成自支撑GaN衬底。设计和加工了一套剥离GaN薄膜的夹具,并对2μm厚的GaN薄膜成功的剥离,尺寸为10×10mm。利用XRD对剥离前后的GaN薄膜进行了测试,发现剥离后的GaN(0002)面摇摆曲线的FWHM有所下降。计算了剥离之后的C轴晶格参数,和标准晶格常数接近,说明剥离之后应力有所释放,基本处于完全松弛状态。利用HVPE,在粘贴到石英衬底上的GaN膜上进行了自支撑GaN生长。(本文来源于《长春理工大学》期刊2008-04-01）
陈洪建,张维连,陈贵峰,李养贤[8]（2007）在《氢化物气相外延自支撑GaN衬底制备技术研究进展》一文中研究指出氢化物气相外延(HVPE)是制备氮化镓(GaN)衬底最有希望的方法.本文介绍了氮化镓材料的电学、光学性质及重要用途,总结了GaN体单晶及薄膜材料制备方法,描述了氢化物气相外延技术原理,分析了HVPE制备自支撑(Free-Standing)GaN衬底方法,综述了HVPE技术国内外研究进展,指出今后研究方向.(本文来源于《河北工业大学学报》期刊2007年02期）
李浩,李成明,吕反修,唐伟忠,陈广超[9]（2006）在《用镀有钛过渡层的钼衬底制备无裂纹自支撑金刚石膜》一文中研究指出为了解决金刚石膜脱膜开裂的问题,尝试了一种复合衬底,即镀有钛过渡层的钼衬底。利用直流等离子体喷射法在复合衬底上制备了不同厚度无裂纹的自支撑金刚石膜。用扫描电镜(SEM)、拉曼谱和X射线衍射表征金刚石膜的特征,并检测了其断裂强度。结果表明,用复合衬底制备的金刚石膜在950℃具有最小半高宽,在实验温度下所获得的金刚石自支撑膜的断裂强度均超过了500MPa。(本文来源于《人工晶体学报》期刊2006年01期）
黄天斌,刘敬明,钟国仿,唐伟忠,佟玉梅[10]（2000）在《大面积无衬底自支撑金刚石厚膜沉积》一文中研究指出讨论了在采用直流电弧等离子体喷射CVD工艺沉积大面积无衬底自支撑金刚石厚膜时遇到的若干技术问题．在制备过程中经常出现的膜炸裂现象，主要是由于膜和衬底材料线膨胀系数差异引起的巨大热应力，而衬底表面状态的控制、沉积过程中工艺参数的优化和控制也是一个重要的因素．因此，必须对整个金刚石厚膜沉积过程进行严格而系统的控制，才能有效地保证获得无裂纹大面积金刚石自支撑厚膜．(本文来源于《北京科技大学学报》期刊2000年03期）
自支撑衬底论文开题报告
（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：
采用射频磁控溅射法在抛光的CVD金刚石膜上制备了立方(222)择优取向的Y2O3薄膜,利用XRD,纳米力学探针,划痕仪,FTIR和TEM等手段研究了退火对Y2O3薄膜的结构、力学性能和红外透过率的影响及Y2O3的微观结构。结果表明:通过退火Y2O3薄膜的结晶程度增加,退火后的择优取向仍为立方相(222)晶面结构;薄膜的硬度降低而弹性模量升高,薄膜与金刚石的结合力增加;薄膜的红外透过率略有降低;薄膜为柱状晶结构并存在大量非晶态。
（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。
自支撑衬底论文参考文献
[1].孙世闯.基于自支撑GaN衬底上垂直结构AlGaN/GaNCAVETMOCVD外延生长及器件性能研究[D].华中科技大学.2017
[2].王猛,李成明,陈良贤,刘金龙,郭建超.金刚石自支撑膜衬底生长立方Y_2O_3薄膜的性能[J].材料热处理学报.2014
[3].林娜.GaN自支撑衬底的原位自分离及Cu纳米丝透明欧姆电极研究[D].厦门大学.2014
[4].张东.自支撑金刚石衬底上GaN、AIN薄膜ECR-PEMOCVD法生长研究[D].大连理工大学.2013
[5].张营营,李成明,陈良贤,刘金龙,黑立富.金刚石自支撑膜衬底制备AlN薄膜的性能[J].材料热处理学报.2011
[6]..“HVPE法生长GaN自支撑衬底项目”落户德泓[J].光机电信息.2011
[7].黄华.自支撑GaN衬底的研究[D].长春理工大学.2008
[8].陈洪建,张维连,陈贵峰,李养贤.氢化物气相外延自支撑GaN衬底制备技术研究进展[J].河北工业大学学报.2007
[9].李浩,李成明,吕反修,唐伟忠,陈广超.用镀有钛过渡层的钼衬底制备无裂纹自支撑金刚石膜[J].人工晶体学报.2006
[10].黄天斌,刘敬明,钟国仿,唐伟忠,佟玉梅.大面积无衬底自支撑金刚石厚膜沉积[J].北京科技大学学报.2000