GaN MOCVD生长速率及表面形貌随生长参数的变化

稀有金属, 2008, 32(1): 28-33. doi: 10.3969/j.issn.0258-7076.2008.01.006

GaN MOCVD生长速率及表面形貌随生长参数的变化

符凯 ^1, , 张禹 ^2, , 陈敦军 ^3, , 韩平 ^4, , 谢自力 ^5, , 张荣 ^6,

1.南京大学物理学系江苏省光电信息功能材料重点实验室,江苏南京,210093

2.南京大学物理学系江苏省光电信息功能材料重点实验室,江苏南京,210093

3.南京大学物理学系江苏省光电信息功能材料重点实验室,江苏南京,210093

4.南京大学物理学系江苏省光电信息功能材料重点实验室,江苏南京,210093

5.南京大学物理学系江苏省光电信息功能材料重点实验室,江苏南京,210093

6.南京大学物理学系江苏省光电信息功能材料重点实验室,江苏南京,210093

基金项目: 国家重点基础研究发展计划(973计划)(2006CB604900) 国家自然科学基金(6039072;60476030;60421003;60676057) 教育部高等学校博士学科点专项科研基金(20050284004) 江苏省自然科学基金(BK2005210;BK2006126) 教育部科学技术研究项目(10416)

关键词：氮化镓 , 计算流体力学 , 蒙特卡洛 , 计算机模拟

Growth Rate and Surface Morphology as A Function of Growth Parameter for GaN MOCVD

根据现有氮化镓(GaN)金属有机物化学气相淀积(Metalorganic Chemical Vapor Deposotion)生长动力学理论,结合具体的MOCVD反应腔体的构造,用计算流体力学和动力学蒙特卡罗方法对GaN MOcvD生长过程中的生长速率和表面形貌演变进行了计算机模拟.结果表明,在950～1350 K的温度范围内反应气体充分热分解,是适合GaN外延生长的温度区间;温度低于950 K,反应气体未能充分地分解,导致较低的生长速率;而温度高于1350 K则Ga组分的脱附现象开始变得严重,从而抑制GaN的生长速率.另一方面,较高的v/Ⅲ也会抑制GaN的生长速率.生长过程中表面形貌随时间的演变结果显示,GsN薄膜在高温下(1073～1473 K)为2D层状生长,在1373 K的温度下生长的GaN薄膜表面最为平整.

参考文献

[1]	Sengupta D;Mazumder S;Kuykendall W;Lowry SA .Combined ab initio quantum chemistry and computational fluid dynamics calculations for prediction of gallium nitride growth[J].Journal of Crystal Growth,2005(3/4):369-382.
[2]	Mihopoulos T G .Reaction and transport processes in OMCVD selective and group Ill-Nitride growth[D].Massachusetts Institute of Technology,1999.
[3]	Moscatelli D;Caccioppoli P;Cavallotti C .Ab initio study of the gas phase nucleation mechanism of CaN[J].Applied Physics Letters,2005,86(09):091106.
[4]	Kusakabe K;Hirako A;Tanaka S;Ohkawa K .Computational fluid dynamics on gaseous and surface chemistry of GaN-MOVPE system for various pressurcs[J].Phys Star So1 (c),2004,1(10):2569.
[5]	Akira HIRAKO;Kazuhide KUSAKABE;Kazuhiro OHKAWA .Modeling of Reaction Pathways of GaN Growth by Metalorganic Vapor-Phase Epitaxy Using TMGa/NH_3/H_2 System: A Computational Fluid Dynamics Simulation Study[J].Japanese journal of applied physics,2005(2):874-879.
[6]	Petaccia L;Baraldi A;Vinod C P;Nieuwenhuys B E .NH3 adsorption and decomposition on Ir(110):A combined temperature programmed decomposition and high resolution fast X-ray photoelectron spectroscopy study[J].Journal of Chemical Physics,2005,122(18):184705.
[7]	Battaile C C .Atomic-scale kinetic Monte Carlo simulations of diamond chemical vapor deposition[D].University of Michigan,1998.
[8]	Mammder S;Lowry S A .The importance of predicting rate-limited growth for accurate modeling of commercoal MOCVD reactors[J].J Crust Growth,2001,224(1-2):165.
[9]	毕朝霞 .Ⅲ族氮化物的MOCVD生长研究[D].南京大学,2005.
[10]	Grujicic M. .Atomic simulation of chemical vapor deposition of (111)-oriented diamond film using a kinetic Monte Carlo method[J].Journal of Materials Science,1999(1):7-20.

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