寬帶隙半導體SiC和ZnO的光電性質及摻雜研究.pdf

1、SiC和ZnO屬于第三代寬禁帶半導體材料，它們都有很多優(yōu)良的性能，所以一直都是人們研究的熱點。
　　 SiC是一種典型的寬禁帶半導體材料，遷移率很高、熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性比較優(yōu)良，在一些特殊的電子器件制造方面有非常大的應用潛力，比如高頻、大功率、耐高溫、抗輻射等。然而，SiC材料單晶片價格昂貴，目前國內雖已有了SiC單晶材料生長的相關報道，但其質量不好，高質量的SiC單晶片還需要進口，并且進口的單晶片還只是小尺寸的，大面積單晶片

2、依然難以制備。這樣的現(xiàn)狀促使人們探討在一些廉價襯底上生長SiC薄膜的方法，比如硅基片。一方面由于目前硅工藝比較成熟，可以買到很廉價的大面積的高純硅基片，另一方面，在Si襯底上生長SiC薄膜，可以使我們的SiC制備與目前世界上已經比較成熟的Si工藝相結合，制備出相應的Si基器件，以適應大規(guī)模集成電路的需要。
　　 ZnO是一種Ⅱ-Ⅵ族的半導體材料，在室溫下有著3.37 eV的禁帶寬度(直接帶隙)，激子結合能高達60 meV，因而受

3、到了廣泛關注，人們普遍認為它有望取代GaN而作為新一代短波長光電子材料的領軍者。隨著ZnO半導體材料的性質和制備工藝的研究不斷的進展，基于ZnO的器件，特別是其光電子方面的器件研究取得了巨大進展，但目前來說還未達到實用化水平，其發(fā)展已到了瓶頸階段，因而需要對ZnO材料的一些最基本的問題進行深入研究，比如說ZnO中的摻雜和缺陷，ZnO的生長設備改進，高質量的p型ZnO制備等等。另一方面，可以尋找其它p型襯底，來異質外延n型ZnO薄膜，制造

4、異質pn結，并且研究其電致發(fā)光，也引起了人們的廣泛關注。
　　 圍繞上述背景，本論文分為五章，主要內容概括如下：
　　 第一章，簡單介紹了SiC和ZnO的基本性質，包括結構，力學性質，熱學性質，光電性質，介紹了它們的常用制備方法和表征手段，以及它們的廣泛應用前景。
　　 第二章，具體介紹了我們實驗組自行設計的，聯(lián)通式雙反應室的MOCVD設備。
　　 第三章，用MOCVD設備在硅襯底上制備了高質量的SiC摻