臺灣博碩士論文加值系統

針對既有的氮化鎵磊晶系統三甲基鎵及氨氣，需高至一千度的反應溫度及高V/III族進料比，本論文中以現階段TMG/NH3改變氮源氣體，使用二甲基聯胺（dimethlyhydrazine, DMHy）及一更新穎的第三丁基聯胺(tertiarybutylhydrazine, TBHy)，在商用機台成長的氮化鎵磊晶片上作同質磊晶。
長膜使用一冷壁垂直流動式CVD反應器。結果發現在600~700℃的低溫以約數十倍的V/III族比，即可長出氮化鎵磊晶膜來，經由薄膜成長速率對諸如基材溫度、氮源原料濃度、三甲基鎵濃度等變數的關係探討，發現兩者與TMG的反應皆屬Langmuir-Hinshelwood型式的表面吸附機制。將此一模型與成長速率的實驗數據作fitting後，發現DMHy的吸附平衡常數約為TMG的二十分之一倍，表示欲獲得與TMG同等的吸附量只需約20倍的V/III族進料比。
此外，由薄膜中殘留的含碳官能基與其鍵結的形式的探討發現，以DMHy為氮源時易有殘碳的問題，可能肇因於N(CH3)2中不易斷裂的碳氮鍵結。此一殘碳的途徑可氫氣的大量加入而有效地阻礙。反之，以TBHy為氮源時較無殘碳現象，可能與異丁基本身可經由β位置的氫原子移除產生穩定的異丁烯而脫去含碳物種有關。經由拉曼光譜與光激光(PL)光譜測試發現，相對於DMHy可能因碳污染造成的不良影響，使用TBHy時即獲得磊晶性與光電特性極佳的薄膜。

中文摘要I
英文摘要II
誌謝III
目錄IV
圖索引VI
表索引XIII
第一章 緒論1
第二章 實驗相關部份
2.1 實驗氣體及藥品13
2.2 實驗設備及分析儀器
2.2.1 實驗裝置及方法17
2.2.2 分析儀器22
第三章 結果與討論
3.1 DMHy/TMG系統成長氮化鎵薄膜的反應模式的建立
3.1-1不同長膜溫度時的氮化鎵薄膜成長24
3.1-2薄膜成長速率與二甲基聯胺(DMHy)濃度的關係29
3.1-3薄膜成長速率與三甲基鎵濃度的關係30
3.1-4 DMHy/TMG系統成長氮化鎵薄膜過程反應模式的建立
39
3.1-5實驗數據與反應模型的fitting42
3.1-6 DMHy/TMG系統成長氮化鎵薄膜的殘碳問題48
3.1-7 DMHy/TMG系統長膜途徑的探討58
3.2 TBHy/TMG系統氮化鎵薄膜成長
3.2-1 不同長膜溫度下的薄膜成長速率62
3.2-2薄膜成長速率對第三丁基聯胺(TBHy)濃度的關係67
3.2-3薄膜成長速率與三甲基鎵濃度的關係68
3.2-4 TBHy/TMG系統成長氮化鎵薄膜的反應模式77
3.2-5 TBHy/TMG系統成長氮化鎵薄膜的殘碳之探討83
3.2-6 TBHy/TMG系統長膜途徑的探討91
第四章 結論93
參考文獻94
作者簡介95

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