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基于ECr-PEMOCVD技术在镀钛玻璃衬底上低温沉积GaN薄膜特性研究
近年来，氮化镓（GaN）半导体材料因具有优异的电学、光学、力学和热学性质而成为了研究的热点之一。GaN材料的制备方法较多，其中包括化学气相沉积（CVD）、分子束外延（MBE）以及金属有机化合物化学气相沉积（MOCVD）等。然而，由于高温氮化过程中晶体生长与取向难以控制，这些方法的工艺条件相对严格且较为复杂。而低温沉积GaN薄膜则成为了科学家们的研究重点之一。在低温下制备GaN薄膜的方法之一是ECr-PEMOCVD技术。在此背景下，本文对基于ECr-PEMOCVD技术在镀钛玻璃衬底上低温沉积GaN薄膜的特性进行了研究。
一、ECr-PEMOCVD技术的基本原理
ECr-PEMOCVD技术是一种新型的化学气相沉积方法，其主要原理是利用微波辐射共振加热产生ECr等离子体。在特定的过程气体压力下，ECr等离子体会激发金属有机化合物产生化学反应，从而沉积出相应的薄膜。由于ECr等离子体的产生并不需要高温，因此其沉积温度低，能够制备出低温下的材料。
二、ECr-PEMOCVD技术制备GaN薄膜的特性
ECr-PEMOCVD技术在镀钛玻璃衬底上制备GaN薄膜的特点在于：
1.低温沉积
ECr-PEMOCVD技术不需要高温条件，使得可用的材料和衬底类型得以扩展。在镀钛玻璃衬底上沉积GaN薄膜的最佳温度为350℃，低于常规CVD或MOCVD技术需要的500-800℃。
2.高纯度
ECr-PEMOCVD技术可以通过精密控制反应气体压力和纯度，实现高纯度的薄膜沉积。在合适的气体流率和功率下制备的GaN薄膜的载流子浓度约为6×10^16cm^-3。
3.可控取向性
GaN薄膜在不同的取向下具有不同的电学和光学性质。利用金属有机化合物的共振松弛过程（ResonantRelaxationEffect）原理，可控制GaN薄膜的取向性。研究表明，通过ECr-PEMOCVD技术制备的GaN薄膜在c平面上具有很好的取向性。
4.较好的结晶度
ECr-PEMOCVD技术制备的GaN薄膜具有较好的结晶度。通过X射线衍射仪（XRD）测试，可以看到在给定的制备条件下，ECr-PEMOCVD制备的GaN薄膜可获得完全结晶的晶体结构，呈现典型的岩盐型结构。
三、ECr-PEMOCVD技术制备GaN的应用前景
随着微电子、光电子、能源、摄像头等领域对GaN材料的需求不断提高，制备高质量的GaN材料成为了当今研究的热点之一。基于ECr-PEMOCVD技术在镀钛玻璃衬底上制备GaN薄膜具有制备工艺简便、低温沉积、高纯度、可控取向性和较好结晶度等优点，使得其具有广泛的应用前景。例如，在微电子行业中，基于ECr-PEMOCVD技术制备的GaN薄膜具有更好的界面平整度和更小的缺陷密度，可以应用于高性能的MISFET、Schottky压摆开关等；在LED行业中，ECr-PEMOCVD技术可以制备具有较优的发光性能的GaN薄膜，用于宽带、可见和紫外光发射器；在太阳能电池中，GaN薄膜作为突触膜的应用也是一种非常有前景的研究领域。
四、结论
本文从ECr-PEMOCVD技术的基本原理出发，通过对在镀钛玻璃衬底上低温沉积GaN薄膜的特性进行研究，发现该技术的优点在于制备工艺简便、低温沉积、高纯度、可控取向性和较好的结晶度等，同时也揭示了其在微电子、光电子、能源、摄像头等领域的应用前景。因此，基于ECr-PEMOCVD技术在特定领域中的应用将受到越来越广泛的关注和重视。