AlN是重要的寬帶隙半導(dǎo)體材料,具有耐高溫、高擊穿場強(qiáng)等特點,是制備紫外和深紫外器件的關(guān)鍵材料。金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積（MOCVD）是生長AlN薄膜的主要方法。在AlN的MOCVD生長中,由于Al-N鍵能強(qiáng),導(dǎo)致氣相寄生反應(yīng)嚴(yán)重,源氣體大量的轉(zhuǎn)化為納米粒子,造成生長效率低、薄膜質(zhì)量差、生長速率慢等缺點。因此,深入了解AlN-MOCVD生長過程中的氣相化學(xué)反應(yīng)機(jī)理具有重要意義。利用量子化學(xué)的密度泛函理論（DFT）與過渡態(tài)理論,對MOCVD生長AlN的氣相化學(xué)反應(yīng)路徑進(jìn)行研究,包括加合路徑、熱解路徑和氫解路徑。通過優(yōu)化AlN-MOCVD中各反應(yīng)路徑的分子構(gòu)型和勢能面,計算不同溫度下反應(yīng)的焓差和Gibbs自由能差,以及過渡態(tài)的活化自由能,進(jìn)而確定不同溫度下,反應(yīng)發(fā)生的方向和概率,從熱力學(xué)和動力學(xué)的角度給出定性的判斷。主要研究結(jié)論如下:（1）計算了不同溫度下NH₃分別與[DMAlNH₂]₂、[MMAlNH]₂、[MMAlNH]₃發(fā)生雙分子反應(yīng)的吉布斯自由能。根據(jù)自由能的判據(jù)可知,在高溫條件...

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【學(xué)位級別】：碩士

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圖1.1AlN的應(yīng)用

紫外線消毒設(shè)備汽車照明存儲設(shè)備圖1.1AlN的應(yīng)用Fig1.1ApplicationofAlN制備AlN薄膜的方法有金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積（MOCVD）、脈沖準(zhǔn)分子激

圖1.2MOCVD生長過程示意圖

在到達(dá)襯底表面后，開始表面吸附。吸附后的粒子會進(jìn)行表面擴(kuò)散和能發(fā)生脫附并隨著氣相中產(chǎn)生的副產(chǎn)物重新回到主氣流中，排出反應(yīng)OCVD生長過程示意圖。

圖1.3生長速率隨溫度的變化關(guān)系示意圖

因此反應(yīng)室內(nèi)存在著的壓力差、濃度梯度都將會驅(qū)動著輸運過程，并同時決定著長速率的快慢取決襯底表面化學(xué)反應(yīng)速率和到度的關(guān)系可通過如圖1.3所示的Arrhenius曲線

圖1.4AlN-MOCVD反應(yīng)器內(nèi)存在兩種對流示意圖：（a）自然對流；（b）強(qiáng)迫對流[13]

(a)(b)OCVD反應(yīng)器內(nèi)存在兩種對流示意圖：（a）自然對流；（b）強(qiáng)迫differentconvectioninAlN-MOCVDreactor：(a)Naturalconvection;(convection[13]

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