自支撑GaN衬底的研究

论文摘要

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。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• §1.1 GaN的晶体结构及其性质
• §1.2 GaN材料的应用
• §1.3 GaN材料的制备方法及其进展
• §1.4 本文研究目的及内容
• 第二章 MOCVD生长2μm GaN/Si
• §2.1 Si衬底上生长GaN的难点
• §2.2 解决办法
• §2.3 MOCVD设备
• §2.4 2μm GaN/Si的生长条件
• 第三章 GaN薄膜的剥离及性质研究
• §3.1 剥离分析
• §3.2 GaN的剥离实验
• §3.3 GaN品质测量仪器
• §3.4 GaN剥离前后的性质研究对比
• §3.5 小结
• 第四章 GaN厚膜的HVPE生长
• §4.1 HVPE原理
• §4.2 HVPE系统结构
• §4.3 GaN厚膜的生长分析
• §4.4 自支撑GaN的生长条件及结果
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献