合成氮化镓leiming课件

CompanyLogoOUTLINE1基本介绍.3氮化镓材料的生长2GaN的应用CompanyLogoOUTLINE1基本介绍.3氮化镓1CompanyLogo1.释义络合物1微晶2CompanyLogowww.themegallery.c2CompanyLogo1.氮化镓这是一种具有较大禁带宽度的半导体，属于所谓宽禁带半导体之列。它是微波功率晶体管的优良材料，也是蓝色光发光器件中的一种具有重要应用价值的半导体。种植在（100）-硅晶圆上的氮化镓晶体管CompanyLogowww.themegallery.c3CompanyLogo1.氮化镓的特性导带底在Γ点，与导带的其他能谷之间能量差大GaN易与AlN、InN等构成混晶能制成各种异质结构晶格对称性比较低，具有很强的压电性和铁电性禁带宽度大（3.4eV），热导率高（1.3W/cm-K电子饱和漂移速度高良好的化学稳定性理论上电光、光电转换效率最高的材料体系，并可以成为制备宽波谱、高功率、高效率的微电子、电力电子、光电子等器件的关键基础材料。CompanyLogowww.themegallery.c4CompanyLogo2.氮化镓的应用氮化镓砷化镓硅应用于光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用到于光纤通讯，主要解决数据传输的问题主要解决数据运算、存储的问题CompanyLogowww.themegallery.c5CompanyLogo2.氮化镓的应用CompanyLogowww.themegallery.c6CompanyLogo2.氮化镓的应用蓝光LED照明理想的短波长发光器件2.

DVD中的蓝光激光器高密度存储3.紫外探测器件4.医学造影——如拍摄X光片的设备中减少辐射5.太阳能电池极高的光电转换能力CompanyLogowww.themegallery.c7CompanyLogo3.氮化镓材料的生长GaN材料的生长是在高温下，通过TMGa分解出的Ga与NH3的化学反应实现的，其可逆的反应方程式为：Ga+NH3=GaN+3/2H2

生长GaN需要一定的生长温度，且需要一定的NH3分压。人们通常采用的方法有常规MOCVD(包括APMOCVD、LPMOCVD)、等离子体增强MOCVD（PE—MOCVD）和电子回旋共振辅助MBE等CompanyLogo3.氮化镓材料的生长GaN材料的生长8CompanyLogo3.氮化镓材料的生长

MOCVD(MetalOrganicChemicalVaporDeposition)金属有机物化学气相沉积，另称MOVPE金属有机物气相外延生长.MOCVD法用III族元素的有机化合物和V族元素的氢化物作为原材料，通过氢气或氮气等载运气体带入反应室在高温加热的衬底上外延成化合物单晶薄膜。反应时的关键是避免有机分子中的C沉积下来污染样品。CompanyLogowww.themegallery.c9CompanyLogoGaN外延生长流程

要想生长出完美的GaN，存在两个关键性问题一如何能避免NH3和TMGa的强烈寄生反应，使两反应物比较完全地沉积于蓝宝石和Si衬底上设计了多种气流模型和多种形式的反应器，最后终于摸索出独特的反应器结构，通过调节器TMGa管道与衬底的距离，在衬底上生长出了GaN。同时为了确保GaN的质量及重复性，采用硅基座作为加热体，防止了高温下NH3和石墨在高温下的剧烈反应。二是怎样生长完美的单晶。采用常规两步生长法，经过高温处理的蓝宝石材料，在550℃，首先生长250A0左右的GaN缓冲层，而后在1050℃生长完美的GaN单晶材料CompanyLogowww.themegallery.c10CompanyLogo标准GaN外延生长流程

CompanyLogowww.themegallery.c11CompanyLogoGaN器件制造中的主要问题

因为GaN是宽禁带半导体，极性太大，则较难以通过高掺杂来获得较好的金属-半导体的欧姆接触，这是GaN器件制造中的一个难题，故GaN器件性能的好坏往往与欧姆接触的制作结果有关。现在比较好的一种解决办法就是采用异质结，首先让禁带宽度逐渐过渡到较小一些，然后再采用高掺杂来实现欧姆接触，但这种工艺较复杂。总之，欧姆接触是GaN器件制造中需要很好解决的一个主要问题CompanyLogowww.themegallery.c12精品课件！精品课件！13精品课件！精品课件！14谢谢谢谢CompanyLogoOUTLINE1基本介绍.3氮化镓材料的生长2GaN的应用CompanyLogoOUTLINE1基本介绍.3氮化镓16CompanyLogo1.释义络合物1微晶2CompanyLogowww.themegallery.c17CompanyLogo1.氮化镓这是一种具有较大禁带宽度的半导体，属于所谓宽禁带半导体之列。它是微波功率晶体管的优良材料，也是蓝色光发光器件中的一种具有重要应用价值的半导体。种植在（100）-硅晶圆上的氮化镓晶体管CompanyLogowww.themegallery.c18CompanyLogo1.氮化镓的特性导带底在Γ点，与导带的其他能谷之间能量差大GaN易与AlN、InN等构成混晶能制成各种异质结构晶格对称性比较低，具有很强的压电性和铁电性禁带宽度大（3.4eV），热导率高（1.3W/cm-K电子饱和漂移速度高良好的化学稳定性理论上电光、光电转换效率最高的材料体系，并可以成为制备宽波谱、高功率、高效率的微电子、电力电子、光电子等器件的关键基础材料。CompanyLogowww.themegallery.c19CompanyLogo2.氮化镓的应用氮化镓砷化镓硅应用于光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用到于光纤通讯，主要解决数据传输的问题主要解决数据运算、存储的问题CompanyLogowww.themegallery.c20CompanyLogo2.氮化镓的应用CompanyLogowww.themegallery.c21CompanyLogo2.氮化镓的应用蓝光LED照明理想的短波长发光器件2.

DVD中的蓝光激光器高密度存储3.紫外探测器件4.医学造影——如拍摄X光片的设备中减少辐射5.太阳能电池极高的光电转换能力CompanyLogowww.themegallery.c22CompanyLogo3.氮化镓材料的生长GaN材料的生长是在高温下，通过TMGa分解出的Ga与NH3的化学反应实现的，其可逆的反应方程式为：Ga+NH3=GaN+3/2H2

生长GaN需要一定的生长温度，且需要一定的NH3分压。人们通常采用的方法有常规MOCVD(包括APMOCVD、LPMOCVD)、等离子体增强MOCVD（PE—MOCVD）和电子回旋共振辅助MBE等CompanyLogo3.氮化镓材料的生长GaN材料的生长23CompanyLogo3.氮化镓材料的生长

MOCVD(MetalOrganicChemicalVaporDeposition)金属有机物化学气相沉积，另称MOVPE金属有机物气相外延生长.MOCVD法用III族元素的有机化合物和V族元素的氢化物作为原材料，通过氢气或氮气等载运气体带入反应室在高温加热的衬底上外延成化合物单晶薄膜。反应时的关键是避免有机分子中的C沉积下来污染样品。CompanyLogowww.themegallery.c24CompanyLogoGaN外延生长流程

要想生长出完美的GaN，存在两个关键性问题一如何能避免NH3和TMGa的强烈寄生反应，使两反应物比较完全地沉积于蓝宝石和Si衬底上设计了多种气流模型和多种形式的反应器，最后终于摸索出独特的反应器结构，通过调节器TMGa管道与衬底的距离，在衬底上生长出了GaN。同时为了确保GaN的质量及重复性，采用硅基座作为加热体，防止了高温下NH3和石墨在高温下的剧烈反应。二是怎样生长完美的单晶。采用常规两步生长法，经过高温处理的蓝宝石材料，在550℃，首先生长250A0左右的GaN缓冲层，而后在1050℃生长完美的GaN单晶材料CompanyLogowww.themegallery.c25CompanyLogo标准GaN外延生长流程

CompanyLogowww.themegallery.c26CompanyLogoGaN器件制造中的主要问题

因为GaN是宽禁带半导体，极性太大，则较难以通过高掺杂来获得较好的金属-半导体的欧姆接触，这是