GaN外延生长中的SOI柔性衬底技术研究的任务书.docx

GaN外延生长中的SOI柔性衬底技术研究的任务书
任务书
题目：GaN外延生长中的SOI柔性衬底技术研究
一、研究背景
氮化镓(GaN)外延片在高功率、高频、高温等领域有着广泛的应用，因此具有极高的市场价值。而且由于GaN材料的难度较大，且成本较高，因此在实际生产中，GaN外延片的生长技术十分重要。从历史上来看，生长外延片所用的衬底材料一直是硅(Si)，然而，随着技术的发展，研究人员逐渐发现，在某些情况下，使用SOI(硅上绝缘层)进行GaN的生长可以获得更好的性能，同时这也可以解决其他问题，比如衬底和芯片的匹配度等。因此，在GaN外延片生长技术的研究方面，SOI柔性衬底的发展显得尤为重要。
二、研究目的
本项目旨在探究使用SOI柔性衬底进行GaN外延生长的技术研究，具体目的如下：
1.开发一种新的GaN生长技术，使用SOI柔性衬底进行外延生长。
2.探究SOI衬底的表面质量和层序对GaN生长的影响。
3.确定最佳GaN外延片生长条件，同时优化生长过程的参数。
4.通过实验数据和分析，建立理论模型，为未来的研究提供基础。
5.探究SOI柔性衬底的性能特点，以及在其他领域的应用前景。
三、研究内容
1.SOI柔性衬底制备和表征。
通过制备各种类型和规格的SOI柔性衬底，并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等仪器对其进行表征，评估其质量和性能指标，如层序、表面光洁度、薄膜厚度等等。
2.SOI柔性衬底对GaN生长的影响研究。
在SOI柔性衬底上，采用化学气相外延(CVD)等方法进行GaN生长，探究SOI柔性衬底对生长速率、结晶度和材料特性等方面的影响。研究不同衬底结构和材料的对GaN生长性能的影响，如不同厚度和材料的硅基板、硅绝缘层等。
3.生长条件优化。
在探究各种参数对GaN生长性能的影响的基础上，优化生长参数，从而获得最佳的生长体系和生长条件，例如生长时间、温度、气压等等。
4.结果分析模型建立。
将实验得到的GaN外延片的性能等数据进行分析，建立GaN生长模型，探究可行的GaN生长机理。
5.SOI柔性衬底在其他领域应用的探究。
深入了解和探究这种新型材料的性能特点，并在其他领域进行应用的探究和试验。例如：SOI柔性衬底在光电领域、微电子技术、物理内部等领域中的应用。
四、时间安排
1.2021年10月至2022年1月：确定SOI柔性衬底的控制制备方法、分析技术及表征方法等；
2.2022年1月至2022年6月：在SOI柔性衬底上进行GaN外延结构生长研究；
3.2022年6月至2022年10月：探究SOI柔性衬底在其他领域的应用前景；
4.2022年10月至2022年12月：撰写毕业论文，最终呈交。
五、研究方案
1.SOI柔性衬底制备和表征。
主要包括对SOI柔性衬底的制备方法、分析技术、表征方法等方面的研究。
2.SOI柔性衬底对GaN生长的影响研究。
主要包括对SOI柔性衬底的结构、表面、厚度等等方面的研究，并对不同的GaN生长条件进行优化研究。
3.生长条件优化。
主要是对生长过程的参数进行优化，如生长时间、温度、气压等等。
4.结果分析模型建立。
主要是通过实验数据和模拟计算等方法，对GaN外延片进行分析，并建立生长模型。
5.SOI柔性衬底在其他领域应用的探究。
主要是探究和试验SOI柔性衬底在光电领域、物理内部等领域中的应用潜力。
六、预期成果
1.完成SOI柔性衬底对GaN生长技术的研究，获得SOI柔性衬底在GaN生长应用方面的性能数据和实验图像，并且确定最佳的生长条件；
2.建立GaN生长模型，探究可行的GaN生长机理；
3.探究SOI柔性衬底的性能特点，宣传并实现在光电领域、物理内部等领域中的应用；
4.编写并提交毕业论文，完成教育任务。
七、研究团队
本项目由三位硕士研究生组成，主要研究方向为固体电子学、半导体物理等。此外，本团队还将邀请相关领域的专家和教授参加，协助本项目的研究工作。
八、参考文献
1.科学网.GaN/Si衬底和GaN/SiC衬底的比较及其应用[J].材料导报,2009,1(1).
2.张志平.非晶硅基SOI匹配GaN外延生长工艺研究[D].重庆邮电大学,2016.
3.韦岚杰,张力,夏运超等.新型奈米结构高场效应晶体管及其制备方法[P].中国,2004.
4.ZhangM.etal.SimulationsofquasidropletGaNgrowthonSiO2-patternedsubstrates[J].PhysicaE:Low-dimensionalSystemsandNanostructures,2018,102:170-173.