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博碩士論文 etd-0726109-180632 詳細資訊
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論文名稱
Title
以氫化物氣相磊晶法在鋁酸鋰基板上生長非極性氮化鎵的研究
Growth of free-standing non-polar GaN on LiAlO2 substrates by Hydride Vapor Phase Epitaxy
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
60
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2009-06-29
繳交日期
Date of Submission
2009-07-26
關鍵字
Keywords
氫化物氣相磊晶、氮化鎵、鋁酸鋰、非極性
nonpolar, LiAlO2, HVPE, GaN
統計
Statistics
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中文摘要
本論文是以自行設計的氫化物氣相磊晶法(hydride vapor phase epitaxy, HVPE),在實驗室自行生長的鋁酸鋰(LiAlO2)基板上,嘗試生長非極性的GaN單晶。並以X光繞射儀(XRD)和掃描式電子顯微鏡(SEM)分析其生長方向及表面形貌。實驗分成兩個部分:第一部分是建造反應爐體,並利用藍寶石(c-Al2O3)基板生長,測試自行設計HVPE爐體內部結構的可運行性。第二部分以LiAlO2為基板,生長非極性(10-10) GaN於LiAlO2基板。經過分析,生長在LiAlO2基板上的獨立式(free standing) GaN同時有c-plane (0001) 與m-plane (10-10)的結晶。且非極性m-plane GaN在磊晶初期的環境較有利於形成。經過改良,第二片LiAlO2基板上則生長出排列凌亂的m-plane (10-10)的GaN結晶。經過光激發光譜儀(PL)分析,此兩LiAlO2基板上生長出的free standing GaN 皆有良好的放光品質。目前正努力研發,繼續改良HVPE反應爐的內部結構。
Abstract
A hydride vapor phase epitaxy, (HVPE) was designed to grow nonpolar GaN. LiAlO2 single crystal grown by Czochralski (Cz) method in our lab was used as the substrate. The X-ray diffraction and scanning electron microscopy were used to study the GaN epilayer’s orientation and surface morphology. At the first part, we used the c-plane sapphire as substrate and make sure that our HVPE reactive system is working. And the second part, we used LiAlO2 substrate to grow non-polar GaN substrate. After the growth, GaN was separated from LiAlO2 substrate and become free-standing. We found that as-grown GaN has both c-plane (0001) and m-plane (10-10) orientations. After some improvements, we got a nonpolar GaN substrate. But the m-plane (10-10) GaN grains are random. The photo-luminescence(PL)showed that the light emissive quality of these two GaN thick film are well. We will keep improving the design of our HVPE.
目次 Table of Contents
目錄
摘要 I
第一章 概論 1
第二章 文獻回顧 3
研究目的 7
第三章 實驗原理與方法 8
3-1氫化物氣相磊晶系統 8
3-2 實驗流程 14
3-3量測儀器簡介 20
第四章 結果與討論 22
第一階段:測試生長 22
第二階段:非極性氮化鎵厚膜生長 34
第五章 結論與未來工作 44
參考文獻 47
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