【摘要】：GaN作為第三代半導(dǎo)體材料,具有直接帶隙寬、熱導(dǎo)率高、飽和電子速率高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等諸多優(yōu)異特性。這些特性在藍(lán)綠波段的LED器件、紫外探測(cè)器、外空間和海底通訊等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。本文基于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)原理,采用有限元分析軟件對(duì)自行設(shè)計(jì)的立式HVPE生長(zhǎng)GaN材料系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。該研究主要側(cè)重于重力、襯底與入氣口之間的距離、反應(yīng)氣體與非反應(yīng)氣體的流速、反應(yīng)氣體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等因素對(duì)GaN的沉積速率和均勻性的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):(1)為了使GaN的生長(zhǎng)速率提高,均勻性較好,結(jié)合實(shí)際情況,選擇襯底與氣體入口距離為50mm的反應(yīng)器;(2)通過改變氣體流速與重力的方向發(fā)現(xiàn),當(dāng)流速與重力方向相同時(shí),GaN的沉積速率最高,但是沉積的均勻性卻最差,因此該研究選擇氣體流速與重力方向相反的HVPE反應(yīng)器;(3)通過改變反應(yīng)氣體GaCl/N2與NH3/N2流速可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)保持NH3/N2流速不變的情況下,增大GaCl/N2的流速,GaN的沉積速率上升,但是均勻性出現(xiàn)了先升后降的現(xiàn)象;(4)在保持GaCl/N2流速不變的情況下,增大NH3/N2的流速,GaN的沉積速率與均勻性均出現(xiàn)了先升后降的趨勢(shì);(5)改變非反應(yīng)氣體的流速來(lái)觀測(cè)GaN的沉積速率與均勻性。增大N2(隔離氣)的流速,發(fā)現(xiàn)GaN的沉積速率出現(xiàn)先升后降的現(xiàn)象,而均勻性卻變化不大;(6)增大N2(載氣)的流速時(shí),GaN的沉積速率與均勻性都呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì);(7)通過增大反應(yīng)氣體GaCl與NH3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來(lái)看,GaN的沉積速率均出現(xiàn)了不同程度的上升,而均勻性卻隨著GaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提升而下降,隨著NH3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN304
【圖文】：

圖１－丨纖鋅礦（Ｗｕｒｔｚｉｔｅ）、閃鋅礦（Ｚｉｎｃ－ｂｌｅｎｄｅ）和巖鹽礦（Ｒｏｃｋ－ｓａｌｔ）型晶體結(jié)逡逑構(gòu)示意圖［｜３］逡逑氮化鎵的晶體結(jié)構(gòu)有三種，如圖１－１所示：六方相的纖鋅礦（Ｗｕｒｔｚｉｔｅ）結(jié)逡逑構(gòu)、立方相的閃鋅礦（Ｚｉｎｃ－ｂｌｅｎｄｅ邋）結(jié)構(gòu)和立方相的巖鹽礦（Ｒｏｃｋ－ｓａｌｔ）結(jié)逡逑構(gòu)。在共價(jià)結(jié)合中離子鍵成分占比越高，纖鋅礦結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性越好。ＧａＮ具有逡逑較高的離子性，因此閃鋅礦型ＧａＮ屬于亞穩(wěn)態(tài)形式。巖鹽礦型結(jié)構(gòu)屬于高溫逡逑相，據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)記載，巖鹽礦型結(jié)構(gòu)存在于５５．３ＧＰａ左右的壓力下，且隨著壓逡逑力的減小能夠促使其向更加穩(wěn)定的纖鋅礦結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化［１３、１４］。逡逑在常溫常壓下，ＧａＮ以對(duì)稱的六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)存在。每個(gè)原胞由四個(gè)原子逡逑組成，每個(gè)原子體積大約為ＧａＡｓ原子體積的二分之一。當(dāng)外界環(huán)境發(fā)生改變逡逑時(shí)，ＧａＮ從六方相的纖鋅礦結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)殚W鋅礦結(jié)構(gòu)，這種閃鋅礦的結(jié)構(gòu)同樣也逡逑是對(duì)稱的。這兩種結(jié)構(gòu)的原子層堆積次序不同決定了邋ＧａＮ的六方相纖鋅礦結(jié)構(gòu)逡逑與閃鋅礦結(jié)構(gòu)在電學(xué)特性方面的差異。逡逑４逡逑

天津工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文功研制出了具有高響應(yīng)特性的ＡｌＧａ合金。當(dāng)ｘ分．６１時(shí)，其帶隙波長(zhǎng)出現(xiàn)了不同的結(jié)果，分別對(duì)應(yīng)，邋５０ｎｍ。在最近的研宄過程中，對(duì)ＧａＮ基紫外光。研究人員發(fā)現(xiàn)ＧａＮ材料的截止波長(zhǎng)為３６９ｎｍ，已。利用這一特點(diǎn)ＧａＮ基光探測(cè)器可以將更大截止波大大降低了對(duì)濾波器的要求，可以更高效精準(zhǔn)的在紫目前ＡＰＡ光學(xué)公司于１９９８年推出了第一批ＧａＮ光該公司陸續(xù)的研發(fā)出一批具有高性能且可以長(zhǎng)時(shí)間品。逡逑

單位／ｍｍ逡逑圖４－１立式ＨＶＰＥ系統(tǒng)平面模型逡逑４．邋６本章小結(jié)逡逑本章主要介紹了邋ＨＶＰＥ的系統(tǒng)原理、模擬采用的統(tǒng)御方程等。并在此基礎(chǔ)逡逑上對(duì)軟件模擬過程中的－？般性假設(shè)做出了設(shè)定，設(shè)計(jì)了生長(zhǎng)３英寸ＧａＮ的腔體逡逑結(jié)構(gòu)。逡逑

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 L.R.DUARA;R.K.RAWAT;陳仁輝;;碳的表面反應(yīng)性[J];新型碳材料;1987年04期

2 賴高惠;細(xì)粉粒用的高效過濾器[J];化工裝備技術(shù);1989年06期

3 劉永盛;;大幅度氣體流速計(jì)[J];化學(xué)通報(bào);1966年07期

4 王小未;;有關(guān)氣體流速與壓強(qiáng)問題的幾類題解[J];數(shù)理化解題研究(初中版);2008年07期

5 陳永盛;幾種特殊設(shè)計(jì)的毛細(xì)管氣體流速計(jì)[J];東北林學(xué)院學(xué)報(bào);1980年03期

6 付敬奇,王士卿,齊立峰,陳關(guān)君;氣體流速流向傳感器[J];傳感器技術(shù);2000年03期

7 趙勇綱;孫保民;劉志強(qiáng);楊定華;;短管道中平均氣體流速測(cè)量系統(tǒng)的原理與應(yīng)用[J];鍋爐技術(shù);2014年02期

8 關(guān)有俊,鮑衛(wèi)仁,呂永康,謝克昌;電弧等離子體發(fā)生器特性的研究[J];太原理工大學(xué)學(xué)報(bào);2004年02期

9 朱蘇康,張志奮,蔣世祥;便攜式氣體流速測(cè)定儀的研制[J];紡織學(xué)報(bào);1994年09期

10 李理光,許斯都,龔允怡;氣體流速對(duì)柴油機(jī)噴霧特性影響的試驗(yàn)研究[J];內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào);1998年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前2條

1 谷建龍;張芝濤;殷燕;;強(qiáng)電離高速流經(jīng)放電區(qū)氣體的實(shí)驗(yàn)研究[A];中國(guó)物理學(xué)會(huì)靜電專業(yè)委員會(huì)第十三屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

2 李道火;風(fēng)雷;鄭韜;;激光合成Si_3N_4參量匹配關(guān)系的研究[A];1996全國(guó)青年激光學(xué)術(shù)研討會(huì)及中科院光束特性及變換高研研討班論文摘要集[C];1996年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 付強(qiáng);立式HVPE生長(zhǎng)三英寸GaN三維模擬研究[D];天津工業(yè)大學(xué);2018年

2 許麗娟;膜氣提法去除水體中VOCs的研究[D];天津大學(xué);2007年

3 李偉;基于模糊控制的氣體流速控制儀設(shè)計(jì)[D];吉林大學(xué);2005年

4 許天驕;大空間低流速超聲法氣體流速測(cè)量研究[D];南京理工大學(xué);2016年

5 鮑海明;基于直流電機(jī)的大氣采樣儀[D];吉林大學(xué);2007年

6 謝傳金;加熱煤矸石用于煤層氣脫氧的工藝及動(dòng)力學(xué)研究[D];太原理工大學(xué);2014年

7 陳銳佳;廢舊冰箱中CFC-11的回收研究[D];華南理工大學(xué);2011年

8 劉金玲;數(shù)字式大氣采樣儀的研制[D];吉林大學(xué);2009年

9 趙潔;新型準(zhǔn)分子燈光解及光催化降解VOCs的研究[D];江蘇理工學(xué)院;2015年

10 鄭朝攀;正常成年人鼻腔結(jié)構(gòu)與氣體流場(chǎng)的計(jì)算機(jī)模擬[D];大連醫(yī)科大學(xué);2004年

本文編號(hào)：2776083