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《中国科学技术大学》 2010年
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宽带隙半导体SiC和ZnO的光电性质及掺杂研究

陈小庆  
【摘要】: SiC和ZnO属于第三代宽禁带半导体材料,它们都有很多优良的性能,所以一直都是人们研究的热点。 SiC是一种典型的宽禁带半导体材料,迁移率很高、热稳定性和化学稳定性比较优良,在一些特殊的电子器件制造方面有非常大的应用潜力,比如高频、大功率、耐高温、抗辐射等。然而,SiC材料单晶片价格昂贵,目前国内虽已有了SiC单晶材料生长的相关报道,但其质量不好,高质量的SiC单晶片还需要进口,并且进口的单晶片还只是小尺寸的,大面积单晶片依然难以制备。这样的现状促使人们探讨在一些廉价衬底上生长SiC薄膜的方法,比如硅基片。一方面由于目前硅工艺比较成熟,可以买到很廉价的大面积的高纯硅基片,另一方面,在Si衬底上生长SiC薄膜,可以使我们的SiC制备与目前世界上已经比较成熟的Si工艺相结合,制备出相应的Si基器件,以适应大规模集成电路的需要。 ZnO是一种Ⅱ-Ⅵ族的半导体材料,在室温下有着3.37 eV的禁带宽度(直接带隙),激子结合能高达60 meV,因而受到了广泛关注,人们普遍认为它有望取代GaN而作为新一代短波长光电子材料的领军者。随着ZnO半导体材料的性质和制备工艺的研究不断的进展,基于ZnO的器件,特别是其光电子方面的器件研究取得了巨大进展,但目前来说还未达到实用化水平,其发展已到了瓶颈阶段,因而需要对ZnO材料的一些最基本的问题进行深入研究,比如说ZnO中的掺杂和缺陷,ZnO的生长设备改进,高质量的p型ZnO制备等等。另一方面,可以寻找其它p型衬底,来异质外延n型ZnO薄膜,制造异质pn结,并且研究其电致发光,也引起了人们的广泛关注。 围绕上述背景,本论文分为五章,主要内容概括如下: 第一章,简单介绍了SiC和ZnO的基本性质,包括结构,力学性质,热学性质,光电性质,介绍了它们的常用制备方法和表征手段,以及它们的广泛应用前景。 第二章,具体介绍了我们实验组自行设计的,联通式双反应室的MOCVD设备。 第三章,用MOCVD设备在硅衬底上制备了高质量的SiC掺Al薄膜,研究了Al在SiC薄膜中的掺杂机制,研究了SiC掺Al薄膜的导电类型调控。 第四章,利用磁控溅射方法,在6H-SiC单晶片上外延掺Sb的ZnO薄膜,同时生长纯的ZnO薄膜作为对比,研究Sb掺杂对于ZnO薄膜的缺陷和光学性质的影响。 第五章,总结和展望。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN304.2

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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【相似文献】
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10 赵军;MOCVD系统温度控制算法研究[D];西安电子科技大学;2008年
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