页面设置：上 2.54cm,下 2.54cm,左 3.67cm,右 2.67cm， 页眉1.5cm，页脚1.75cm ,1.35倍行距，应用于整篇文档校名标识（cm）59，居中校名标识11.88X6.5南昌大学NANCHANG UNIVERSITY 二学士学位论奁校名外文（大写）Times New Roman，四号，居中宋体，30磅，居中THESIS OF BACHELORTimes New Roman，四号，居中(2020年）中文：宋体；数字：Times New Roman校徽标识（cm）3.33X3.33，居中学专业班级:学生姓名:学号:指导教师:职称:起讫日期:南昌大学学士学位论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的 研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写的成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权南昌大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在 年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密口。（请在以上相应方框内打“”）日期：作者签名：日期：导师签名:III宋体，小二号，居中宋体，五号，对齐居中学指导教师:III-V族氮化物及其高亮度蓝光 LED外延片的MOCVD生长和性质研究=一一一专 业:学生姓名：摘要标题：宋体，四号，两端对齐，1.35倍行距宽禁带III-V族氮化物半导体材料在短波长高内度发光器牧文字波长激淅Roman，小四,S ，一一5-.一一 ， ，一，一一斐端对齐，项以倍行距,器、光探测器以及高频和大功率电子器件等万面有着碱的应用前景咖自关鲤词用“;”分隔年日本日亚化学工业公司率先在国际上突破了 GaN基蓝光LED外延材料生长技术 以来，美、日等国十余家公司相继报导掌握了这项关键技术，并分别实现了批量 或小批量生产GaN基LED。尽管如此，这项高技术仍处于高度保密状态，材料生 长的关键思想及核心技术仍未公开，还无法从参考文献及专利公报中获取最重要 的材料生长信息。本论文就是在这种情况下立题的，旨在研究GaN基材料生长中 的物理及化学问题，为生长可商品化的高亮度GaN基LED外延材料提供科学依据。本文在自制常压MOCVD和英国进口 MOCVD系统上对III-V族氮化物的生长机 理进行了研究，对材料的性能进行了表征。通过设计并优化外延片多层结构，生 长的蓝光LED外延片质量达到了目前国际上商品化的中高档水平。并获得了如下 有创新和有意义的研究结果：1.首次提出了采用偏离化学计量比的缓冲层在大晶格失配的衬底上生长单 晶膜的思想，并在GaN外延生长上得以实现。采用这种缓冲层，显著改善了 GaN 外延膜的结晶性能，使GaN基蓝光LED器件整体性能大幅度提高，大大降低了 GaN基蓝光LED的反向漏电流，降低了正向工作电压，提高了光输出功率。本文得到了国家863计划、国家自然科学基金以及教育部发光材料与器件工 程研究中心项目的资助。关键词：氮化物；MOCVD； LED；卢瑟福背散射沟道；光致发光；光透射谱Study on MOCVD growth and properties of III-V nitrides and high brightness blue lED wafjr居中wRoman，小二AbstractGaN based III-V nitrides have potential applications on high brightness LEDs, short wavelength lasers, ultraviolet detectors, high temperature and high power electronic devices. Study on physics issues and 明咋题:哗os deman，op号,a两端对齐，1.35 倍行距 area of 3th generation semiconductor.内容：Times New Roman，小四，两端对齐，1-35 倍行距关键词：“Keyword”三字加粗，关键词用“；”分隔More than ten companies in America and Japdn reported to hanitrides growth technology since Nichia company in Japan first realized thecommercialization of GaN based blue LED in 1994.In this thesis,GaN and its ternary were grown by a home-made atmosphere pressure metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) and Thomas Swan 6x2 MOCVD systems. High bright blue LED wafers were obtained by optimizing the nitrides growth technology and wafer structure. Some encouraging results are following as:1. We present the idea of using a buffer layer of deviation from stoichiometry for materials growth on large lattice mismatch substrates. This idea was realized in nitrides growth in this thesis. The epilayer crystalline quality was improved and the dislocation density was decreased by using GaN low and high temperature buffer layers of deviation from stoichiometry. The RBS/channeling spectra exhibited that the minimum yield xminof GaN layers was just only 1.5%. The leak electric current of GaN based LED was obviously decreased and lower than 1 uA at 5 volt reverse voltage by using this new buffer technology.This work was supported by 863 program in China.Keyword: Nitrides； MOCVD； LED； Photoluminescence； RBS/channeling； Optical absorption目录目 一 I宋体，小三号，居中摘要IAbstractII第一章GaN基半导体材料及器件进展(多数文章为“绪论”)11 .1 III族氮化物材料及其器件的进展与应用11. 2 III族氮化物的基本结构和性质41. 3掺杂和杂质特性121. 4氮化物材料的制备131. 5氮化物器件191. 6 GaN基材料与其它材料的比较221. 7本论文工作的内容与安排24第二章 氮化物MOCVD生长系统和生长工艺312. 1 MOCVD材料生长机理312. 2本论文氮化物生长所用的MOCVD设备32结论参考文献(References)致谢目录内容：中文宋体，英文和数字Times New Roman, 小.四页码编号：摘要,Abstract使用页码“I,II,”；正 文开始使用页码 “1; -2 ； -3 ； ”； 小节标题左侧缩进T 字符；页码数字居中对齐 136 138 150 器件标题展中文宋体，英文Times New Roman,四号居中第一章GaN基半导体材料芨器件迸展一、一节标题：中文宋体，英文Times New Roman，四号居左1 .1 III族氮化物材料及其器件的进展与应用二二-一一一一一一一一在科学技术的发展进程中，材料永远扮演着重要角色。在与现代科技成就息 息相关的千万种材料中，半导体材料的作用尤其如此。以Si为代表的第一代半 导体诞生于20世纪40年代末，它们促成了晶体管、集成电路和计算机的发明。以GaAs为代表的第二代半导体诞生于20世,（段落中有教学公式时顼根据表达需 光电*fk面后着疽之的应电子器件。III-V，首优良进光、电性成距1.35倍一Ff置该段的件的基础。III-V族氮化物半导体材料及器件研究历时中文余年英前如年进展缓，小四 慢，后10年发展迅猛。由于III族氮化物特有 优异的材料机械和化学性能，使得它在短波长 景；并且非常适合制作抗辐射、高频、大功率和高密度集成 族氮化物半导体材料已引起了国内外众多研究者的兴趣。1. 2 III族氮化物的基本结构和性质表标题置于表的上方，中文宋体，英文Times New Roman，五号加粗居中，表序与表名文字 之间空一个汉字符宽度；内容：中文宋体，英 文 Times New Roman，五号，行距 1.35。表1-1用不同技术得到的带隙温度系数、Eg0、ac和T0的值样品类型实验方法带隙温度系数dEg/dT(eV/K)T=300KEg0(eV)ac (eV/K)T0（K）参考文献GaN/Al2O3光致发光-5.32x10-43.5035.08x10-4-99661GaN/Al2O3光致发光3.4897.32x10-470059GaN/Al2O3光致发光-4.0x10-4-7.2x10-460062GaN/Al2O3光吸收-4.5x10-43.471-9.3x10-477263第一章GaN基半导体材料及器件进展图标题置于图的下方，中文宋体，英文Times New Roman，五号加粗居中，图序与图名文字 之间空一个汉字符宽度；内容：中文宋体，英 文 Times New Roman，五号，行距 1.35。加热电阻/U f 气流测温元件测温元件图1-1热风速计原理第二章氮化物MOCVD生长系统和生长工艺第二章氮化物MOCVD