氮化镓基材料的合成研究进展_彭必先.pdfVIP

第 22 卷第 5 期 中 国科 学 院 研 究 生 院 学 报 Vol . 22 No . 5 2005 年 9 月 Journal of the Graduate School of the Chinese Academy of Sciences September 　2005 ( ) 文章编号 2005 　综 述 氮化镓基材料的合成研究进展 1 2 2 1 3 3 彭必先 　钱海生 　岳 　军 　陈丽娟 　王崇臣 　张丽娟 ( 1 中国科学院理化技术研究所 , 北京 100101 ; 2 中国科学技术大学化学与材料科学学院 , 合肥 230026 ; 3 北京化工大学理学院应用化学系 , 北京 100029) (2003 年 6 月 17 日收稿 ; 2005 年 1 月 20 日收修改稿) Peng BX , Qian HS ,Yue J , et al . The research progress in synthesis and application of gallium nitridebased materials. J ournal of the Graduate School of the Chinese Academy of Sciences ,2005 ,22 ( ) :536～544 5 ( ) 摘 　要 　氮化镓是直接带隙半导体材料 ,在室温下有很宽的带隙 339eV . 它在光电子器件如 蓝光 、紫外 、紫光等光发射二极管和激光二极管方面有着重要的应用. 本文系统介绍了氮化镓 的各种制备方法 ,对其结构和性能关系的研究 ,揭示了它在半导体领域广泛且重要的应用前 景. 关键词 　氮化镓 ,半导体 ,制备方法 ,应用 中图分类号 　TN304 1 　引言 ( ) 氮化镓 Gallium nitride 基材料是指元素周期表中 ⅢA 族的Al 、Ga 、In 元素与 ⅤA 族氮元素形成的 一类化合物 ,它是直接带隙半导体 ,在室温下有很宽的带隙[ 1～3 ] . 20 世纪 30 年代氮化镓粉末就被制备出 ( ) 来了;20 世纪 60 年代用氢化物气相外延 HVPE 工艺实现了氮化镓材料的外延生长 ,这些对最初的物理 性能的研究起到了积极的作用. 但是这种方法不能制备出低阻p 型材料 ,这导致了对氮化镓制备新方法 和工艺的探索 ,MOCVD 还有其他的一些方法包括 MBE 也应运而生. 氮化镓基材料在从蓝光到紫外的光发射二极管的制造和应用上 , 已经显示了巨大的应用价值. 在一 些高温高功率电子器件上也有着潜在的应用价值. 随着氮化镓基材料的兴起 ,半导体科学进入一个全新 时代. 本文拟对氮化镓基材料的制备 、结构与功能的关系进行总结. 2 　氮化镓的制备方法 21 　金属有机物气相外延( MOVPE) ( ) [4～11] MOVPE 有时也称为 MOCVD 是以物质从气相向固相转移为主的外延生长过程