华东交通大学本科毕业设计论文模板.docx

1、华东交通大学本科毕业设计论文模板本科毕业设计（论文）格式模板本彩页封面仅为电子稿样本，文本装订时请以班为单位到教材科领取纸质封面及资料袋后再装订毕业设计（论文）诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。就我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。如在文中涉及抄袭或剽窃行为，本人愿承担由此而造成的一切后果及责任。本人签名_ 导师签名_杨晓丹_年 月 日华东交通大学毕业设计（论文）任务书姓名学号毕业届别专业毕业设计（论文）题目指导

2、教师学 历职 称具体要求：进度安排： 指导教师签字： 年 月 日教研室意见： 教研室主任签字： 年 月 日题目发出日期设计（论文）起止时间附注：华东交通大学毕业设计（论文）开题报告书课题名称课题来源课题类型导 师学生姓名学 号专 业开题报告内容： 方法及预期目的： 指导教师签名： 日期：课题类型：（1）A工程设计；B技术开发；C软件工程；D理论研究； （2）X真实课题；Y模拟课题；Z虚拟课题 （1）、（2）均要填，如AY、BX等。华东交通大学毕业设计(论文)评阅书(1)姓名学号专业毕业设计(论文)题目指导教师评语：得分指导教师签字：年 月 日评阅人评语：得分评阅人签字：年 月 日华东交通大学毕

3、业设计(论文)评阅书(2)姓名学号专业毕业设计(论文)题目答辩小组评语：等级 组长签字：年 月 日答辩委员会意见： 等级 答辩委员会主任签字：年 月 日（学院公章）注：答辩小组根据评阅人的评阅签署意见、初步评定成绩，交答辩委员会审定，盖学院公章。“等级”用优、良、中、及、不及五级制（可按学院制定的毕业设计(论文)成绩评定办法评定最后成绩）。华东交通大学毕业设计（论文）答辩记录姓名学号毕业届别专业题目答辩时间答辩组成员（签字）：答辩记录： 记录人（签字）： 年 月 日 答辩小组组长（签字）：年 月 日附注：III-族氮化物及其高亮度蓝光LED外延片的MOCVD生长和性质研究专 业： 学 号：学生

4、姓名： 指导教师： 摘要宽禁带III族氮化物半导体材料在短波长高亮度发光器件、短波长激光器、光探测器以及高频和大功率电子器件等方面有着广泛的应用前景。自1994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

5、在自制常压MOCVD和英国进口MOCVD系统上对III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

6、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-nitrides and high brightness blue LED wafersAbstractGaN based - nitrides have potential applications on high brightness LEDs, short wavelength lasers, ultraviolet detectors, high temperature and high power electro

7、nic devices. Study on physics issues and technologies of nitrides open a new area of 3th generation semiconductor.More than ten companies in America and Japan reported to have developed the nitrides growth technology since Nichia company in Japan first realized the commercialization of GaN based blu

8、e 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 62” MOCVD systems. High bright blue LED wafers were obtained by optimizing the nitrides growth technology and wafer structure. Some encouragin

9、g 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

10、 decreased by using GaN low and high temperature buffer layers of deviation from stoichiometry. The RBS/channeling spectra exhibited that the minimum yield min of GaN layers was just only 1.5%. The leak electric current of GaN based LED was obviously decreased and lower than 1A at 5 volt reverse vol

11、tage by using this new buffer technology.This work was supported by 863 program in China.Keyword: Nitrides；MOCVD；LED；Photoluminescence；RBS/channeling；Optical absorption目录摘要 Abstract 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

12、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 31 2. 1 MOCVD材料生长机理 31 2. 2本论文氮化物生长所用的MOCVD设备 32结论 136参考文献（References） 138致谢 150第一章 GaN基半导体材料及器件进展1 .1 III族氮化物材料及其器件的进展与应用 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

13、为代表的第二代半导体诞生于20世纪60年代，它们成为制作光电子器件的基础。III族氮化物半导体材料及器件研究历时30余年，前20年进展缓慢，后10年发展迅猛。由于III族氮化物特有的带隙范围，优良的光、电性质，优异的材料机械和化学性能，使得它在短波长光电子器件方面有着广泛的应用前景；并且非常适合制作抗辐射、高频、大功率和高密度集成的电子器件。III族氮化物半导体材料已引起了国内外众多研究者的兴趣。 12 III族氮化物的基本结构和性质 表1-1 用不同技术得到的带隙温度系数、Eg0、c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)c (eV/K)T0

14、(K)参考文献GaN/Al2O3光致发光-5.3210-43.5035.0810-4-99661GaN/Al2O3光致发光3.4897.3210-470059GaN/Al2O3光致发光-4.010-4-7.210-460062GaN/Al2O3光吸收-4.510-43.471-9.310-477263 加热电阻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2.1 MOCVD材料生长机理转换控制频率信 号 源频率控 制 器地址发生 器波形存储 器转换器滤波器频率设置波形数据设置图2-1 DDS方式AWG的工作流程参考文献1 WellMultiple-modu

15、lator fraction-n dividerPUS Patent，50381171986-02-022 Brian MillerA multiple modulator fractionl dividerJIEEE Transaction on instrumentation and Measurement，1991，40(2)：578-5833 万心平，张厥盛集成锁相环路原理、特性、应用M北京：人民邮电出版社，1990302-3074 MilerFrequency synthesizersPUS Patent，46098811991-08-065 Candy J CA use of double-integretion in sigma-delta modulationJIEEE Trans Commun，1985，33(COM)：249-2586 丁孝永调制式小数分频锁相研究D北京：航天部第二研究院，1997致谢