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文檔簡介
1、Al N材料以其高禁帶寬度、擊穿電場強(qiáng)、熱導(dǎo)率高和高紫外透過率等優(yōu)越的物理、光學(xué)和電學(xué)性質(zhì),在大功率器件、耐高壓器件、高溫器件和紫外光電器件等領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用。雖然MOCVD方法是生長高質(zhì)量AlN薄膜的主流技術(shù),但其生長動力學(xué)機(jī)理與生長模型等理論研究遠(yuǎn)落后生長實驗研究。
基于Grove理論和KMC方法,本文進(jìn)行了MOCVD生長AlN薄膜的動力學(xué)模型建立與模擬研究,并將模型模擬結(jié)果與實驗數(shù)值進(jìn)行了對比,模型對于實際工藝生
2、長具有指導(dǎo)意義。
基于MOCVD技術(shù)生長AlN薄膜的生長工藝、生長特性和生長動力學(xué)實驗,本論文對反應(yīng)前軀體 TMAl和 NH3的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理和氣相輸運過程進(jìn)行了系統(tǒng)地分析研究,深入理解了各條反應(yīng)路徑對于最終薄膜生長的影響。
基于 AlN生長特性和反應(yīng)機(jī)理的研究分析結(jié)果,本論文采用Grove理論,研究建立了MOCVD生長AlN薄膜的生長速率模型,根據(jù)AlN的生長特性,計算并確定了氣相輸運系數(shù)hg、表面反應(yīng)速率常數(shù)ks、
3、單位薄膜生長所需分子數(shù)等模型參數(shù);基于該模型,進(jìn)行了不同溫度(523K-1223K)下和不同壓強(qiáng)(0Pa-2240Pa)下AlN生長速率模型的實驗驗證;對比結(jié)果表明,該模型計算結(jié)果與實驗結(jié)果十分吻合:不同溫度下生長速率模型的平均誤差為8.63%,不同壓強(qiáng)下生長速率模型的平均誤差為8.03%。
采用動力學(xué)蒙特卡洛(KMC)算法,本論文對MOCVD工藝生長AlN薄膜的生長動力學(xué)及表面形貌進(jìn)行了模擬研究。根據(jù) AlN的結(jié)構(gòu)和生長特性
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