【摘 要】
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GaN具有宽带隙、高量子效率、优异的热稳定和抗辐射等特性，在高频、高功率电子及紫外光电器件中有着重要的作用。然而，目前制备GaN外延膜的方法需要极高的温度（＞1000℃）来裂解氮源（NH3），既容易产生有毒的或有腐蚀的污染气体，又增加了薄膜中的氮空位浓度和热应力，进而影响GaN外延膜的质量。在本工作中，采用绿色、低成本的等离子体增强化学气相沉积（PECVD）方法，通过使用高能N等离子体作为N源，在
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GaN具有宽带隙、高量子效率、优异的热稳定和抗辐射等特性，在高频、高功率电子及紫外光电器件中有着重要的作用。然而，目前制备GaN外延膜的方法需要极高的温度（＞1000℃）来裂解氮源（NH3），既容易产生有毒的或有腐蚀的污染气体，又增加了薄膜中的氮空位浓度和热应力，进而影响GaN外延膜的质量。在本工作中，采用绿色、低成本的等离子体增强化学气相沉积（PECVD）方法，通过使用高能N等离子体作为N源，在较低温度（850℃）下成功制备了高结晶质量的GaN薄膜，并研究了N2流量对薄膜结晶质量、生长速率和光学性能的影响。结果表明，随着N2流量的增加，反应原子的动能提高，薄膜生长速度和结晶质量得以提升。但随着N2流量进一步增加，过高的成核率会导致衬底吸附的原子无法迁移到适当的位置，薄膜沿着不同的方向上随机生长，晶体质量下降。本文制备的GaN薄膜的载流子浓度达到2.19×1018 cm-3，迁移率达到5.17 cm2 V-1 S-1，在光电子器件中展现出具有很强的应用潜力。
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