Si(111)衬底上GaN外延的MOCVD生长与特性研究的任务书.docx

Si(111)衬底上GaN外延的MOCVD生长与特性研究的任务书
任务书：
任务起因
氮化镓（GaN）是一种重要的半导体材料，其具有优异的光电特性和热稳定性。GaN在高电压、高频和高温环境下的工作性能稳定，使得它在蓝、绿、紫外LED、激光器、功率器件和无线电通信等领域都有着广泛的应用。随着半导体器件越来越小型化，GaN的需求量逐年攀升。目前，GaN外延薄膜主要采用MetalOrganicChemicalVaporDeposition(MOCVD)工艺进行生长，然而MOCVD生长过程中晶体生长质量受到许多因素的影响，需要对其进行优化，以提高生长质量和性能。
任务目的
本任务旨在研究MOCVD工艺在Si(111)衬底上GaN外延薄膜的生长，探究不同生长条件对晶体质量和性能的影响，以提高生长质量和性能，并提供实验数据和理论支持。
任务内容
1.物质与设备准备
准备必要的MOCVD生长物质和设备，包括化学物品、Si(111)衬底、反应室、加热器、气源等。
2.生长工艺优化
针对Si(111)衬底进行外延生长不同条件下的试验，如反应温度、气氛、反应时间、前驱物流量等。调整实验参数，优化生长过程。
3.结构、形貌与光学性质的表征
使用X-ray衍射仪、扫描电镜、原子力显微镜等测试仪器对生长的GaN薄膜进行表征，研究晶体结构、形貌以及其光学性质，如发光强度、波长、半高宽等。
4.生长机理探究
基于生长形貌和物理性质，研究Si(111)衬底上GaN外延薄膜生长机理。
5.结果分析与讨论
对实验数据进行分析，展开讨论。分析生长条件对晶体质量和性能的影响，总结所得到的结论，并探讨生长过程中存在的问题和其原因。
任务要求
本任务要求独立设计实验，对实验条件进行优化，并正确进行数据处理和分析。所得到的结果必须有一定的科学意义和研究价值。任务完成后，需撰写一份答辩材料，进行答辩。
参考文献
[1]Wang,X.;Zhang,R.;Zhang,X.etal.SurfaceeffectonGaNcrystalgrowth.AppliedSurfaceScience,2019(479):p.78-84.
[2]Hu,Z.;Zhuang,D.;Zeng,X.etal.MechanismofepitaxialgrowthofGaNonSi(111)substrateunderdifferenttemperaturesbyusingMOCVD.JournalofCrystalGrowth,2016(437):p.181-184.
[3]Zhu,T.andWei,T.Effectofgrowthtemperatureandatmosphericpressureonthestructureandmorphologiesofsilicon-dopedGaNfilmsgrownbyMOCVDprocess.JournalofAlloysandCompounds,2018(767):p.105-110.