工程硕士：材料工程硕士毕业论文10篇.docx

工程硕士：材料工程硕士毕业论文10篇  本文是一篇材料工程论文，材料工程师在积累的一定的工作经验以后，就可以开始负责整个项目；如果是技术方向，则会一直做到最高级的工程师级别，负责更大更复杂的项目（以上内容来自百度百科）今天为大家推荐一篇材料工程论文，供大家参考。  材料工程硕士毕业论文篇一  第1章 绪论  1.1 引言 半导体科学技术的发展使人类相继进入了电子工业时代和信息化时代，半导体材料和器件是此技术的基石。正如第二代半导体材料GaAs在很多方面突破第一代半导体Si器件性能的限制一样，以GaN和SiC为代表的宽禁带第三代半导体材料和器件的发展，又将使半导体科学技术进入一个崭新的时代。III族氮化物半导体包括AlN、GaN和InN，通常有六方和立方两种晶体结构，六方氮化物属于直接带隙半导体，它们的禁带宽度分别为6.2、3.4和0.75eV[1]。与第一代半导体材料Si及第二代半导体材料GaAs、InP相比，GaN具有更大的禁带宽度、更高的电子饱和漂移速度、更高的击穿电压和较高的热导率等特点。另外，GaN基合金AlGaN、InGaN、InAlGaN可与GaN构成非常有用的异质结，六方钎锌矿结构的GaN基材料具有自发极化和压电极化效应，利用这些效应可以获得很高的载流子浓度和迁移率。这些特性决定了GaN基材料非常适合于制作高温、高频、大功率微电子器件。目前，GaN基微电子材料和器件、特别是AlGaN/GaNHEMT材料和器件的研究和开发已成为世界各国竞相占领的高科技制高点，是半导体科学、材料科学、高温电子学、超过兆瓦的固态功率电子学、高功率密度射频电子学的前沿研究领域。 ………………  1.2 高压开关AlGaN/GaN HEMT的研究意义  1.2.1 GaN材料的基本性质 氮化镓（GaN）基化合物半导体材料或称III族氮化物材料，是指元素周期表中III族元素铝（Al）、镓（Ga）、铟（In）与V族元素氮（N）形成的化合物，以氮化镓（GaN）、氮化铝（AlN）、氮化铟（InN）以及多元混晶材料（AlxGa1-xN、InxGa1-xN、AlxInyGa1-x-yN等）为代表。GaN材料具有宽的直接带隙，高热稳定性，抗辐射，抗腐蚀等诸多优异的物理特性。1928年Johnson等人首先研制出了世界上第一个GaN薄膜材料[2]。Juza和Hahn首次报道了热力学稳定的GaN结构是六方对称的纤锌矿结构[3][4]，该结构由两套六方密集堆积结构沿c轴方向平移5c/8套构而成（图1-1（a））,其晶格常数为a=0.318nm和c=0.516nm。纤锌矿结构GaN（α-GaN）是热力学上稳定的结构，但是在某种条件下，在立方结构的材料上比如（001）Si，MgO和（001）GaAs等衬底上也可生长出亚稳态立方对称的闪锌矿GaN（β-GaN），该结构由两套面心立方结构沿对角线方向平移1/4对角线长度套构而成（图1-1（b））。但在这些衬底上生长的闪锌矿结构GaN的缺陷密度都很高，大多数缺陷属于{111}微孪晶和堆积层错，其原因在于严重的晶格失配和热失配，晶体质量以及热稳定性都低于纤锌矿结构GaN。目前在微电子和光电子领域广泛研究和应用的是六方纤锌矿结构GaN材料。GaN单晶薄膜的晶体结构主要受衬底材料和衬底表面对称性的影响,当GaN生长在（0001）面蓝宝石、（0001）面SiC和（111）面Si等衬底上时，通常具有六方纤锌矿结构。 ……………………  第2章 材料生长、器件制备以及测试技术  2.1 材料生长技术 2.1.1 MOCVD简介 MOCVD技术采用的反应物在较低温度下即成气态存在，避免了像其它外延技术中存在的液体金属蒸发的复杂过程，可以通过控制气态反应物流量来控制外延层生长状况，灵活性高，均匀性好。另外MOCVD技术涉及到的化合物裂解、化合、沉积过程对温度变化的敏感性相对较低，提高了外延生长的重复性。MOCVD技术可以多片、大片外延生长，可用于工业化大批量生产。MOCVD设备作为化合物半导体材料研究和生产的手段，不仅成为制备化合物半导体异质结、超晶格、量子阱等低维结构的主要手段，而且还是生产化合物半导体光电子、微电子器件的重要方法。特别是作为微电子工业半导体结构材料批量化生产的设备，它的高质量、稳定性、重复性及规模化是其它的半导体材料生长设备无法替代的。另外用MOCVD生产半导体激光器、发光管、太阳能电池和高频