赵丽伟
,
刘彩池
,
滕晓云
,
朱军山
,
郝秋艳
,
孙世龙
,
王海云
,
徐岳生
,
胡家辉
,
冯玉春
,
郭宝平
人工晶体学报
doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2005.06.019
本文采用KOH:H2O=3:20～1:25(质量比)的KOH溶液,对Si基外延GaN进行湿法腐蚀.腐蚀后用扫描电子显微镜(SEM)观察,GaN面出现了六角腐蚀坑,它是外延层中的位错露头,密度约108/cm2.腐蚀坑的密度随腐蚀时间延长而增加,说明GaN外延生长过程中位错密度是逐渐降低的,部分位错因相互作用而终止于GaN体内.观察缺陷腐蚀形貌还发现,接近裂纹处腐蚀坑的密度要高于远离裂纹处腐蚀坑的密度,围绕裂纹有许多由裂纹引起的位错.腐蚀坑的密度可以很好地反映GaN晶体的质量.晶体质量较差的GaN片,腐蚀后其六角腐蚀坑的密度高.
关键词:
GaN
,
湿法腐蚀
,
六角腐蚀坑
,
SEM
冯玉春
,
胡加辉
,
张建宝
,
王文欣
,
朱军山
,
杨建文
,
郭宝平
人工晶体学报
doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2005.05.030
为了提高MOCVD外延硅基GaN材料的质量,在硅(111)衬底上以HT-AlN为缓冲层,在缓冲层上再生长变组份过渡层后外延生长GaN.过渡层为多层复合结构,分为高温变组分AlGaN、GaN、低温AlN、高温变组分AlGaN.在高温生长AlGaN和GaN层中插入一层低温生长AlN以缓解降温过程中应力对厚GaN层的影响,为了缓慢释放热应力、采用合适的慢降温工艺.当外延层的厚度小于1.7微米时GaN外延层无龟裂,而厚度不断增加时,GaN外延层产生龟裂.本文研究了AlN缓冲层生长温度、高温变组分AlGaN生长过程中生长时间的变化对所生长GaN材料的影响.采用三维视频显微镜、高分辨率双晶X射线衍射(DCXRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和室温光致荧光光谱(RT-PL)对样品进行了测试分析.测试结果表明所研制的硅基GaN表面光亮、平整,过渡层的引入有利于降低外延层中应力,提高GaN结晶质量.
关键词:
Si(111)
,
GaN
,
AlN
,
AlGaN
朱军山
,
胡加辉
,
徐岳生
,
刘彩池
,
冯玉春
,
郭宝平
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2005.02.024
利用金属有机物化学金相沉积MOCVD在Si(111)衬底上, 以高温AlN和低温GaN为缓冲层生长的GaN薄膜, 得到GaN(0002)和(10-12)的双晶X射线衍射(DCXRD)半高宽(FWHM)分别为721和840 s.采用高分辨率 DCXRD, 扫描电子显微镜(SEM)分析.结果表明, 以1040 ℃生长的AlN缓冲层能防止Ga与Si反应形成无定形的Si-Ga结构, 是后续生长的"模板".低温的GaN缓冲层可有效减低外延层的缺陷.DCXRD测得的FWHM为0.21, GaN峰强达7 K.
关键词:
Si(111)
,
GaN
,
金属有机物化学气相沉积(MOCVD)
,
双晶X射线衍射(DCXRD)
赵丽伟
,
滕晓云
,
郝秋艳
,
朱军山
,
张帷
,
刘彩池
液晶与显示
doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2006.01.009
利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术,在Si(111)衬底上外延生长不同厚度的GaN.外延层薄的GaN表面存在大量的V缺陷,并且V缺陷的两侧有相互平行的带状高坡;外延层厚的GaN表面没有V缺陷,表面平整且晶体质量高.位错处存在晶格畸变,杂质易于在此处聚集,达到一定浓度就会抑制晶体在此处生长而形成V缺陷.受位错附近应力场与气流的影响,V缺陷两侧出现带状高坡.生长时间延长,GaN表面的V缺陷就会被填满,带状高坡横向生长合并成为平整的表面.用m(KOH)∶m(H2O)＝1∶10的KOH溶液腐蚀后,平整的表面出现六角腐蚀坑,密度与原生坑密度相近,认为是原生坑被填满的位置腐蚀后再次出现.
关键词:
GaN
,
V缺陷
,
湿法化学腐蚀
,
六角腐蚀坑
朱军山
,
赵丽伟
,
孙世龙
,
滕晓云
,
刘彩池
,
徐岳生
液晶与显示
doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2006.01.002
用不同温度的AlN缓冲层在Si(111)衬底上外延GaN薄膜.通过对薄膜表面扫描电子显微镜(SEM)和高分辨率双晶X射线衍射(DCXRD)的分析,研究了缓冲层生长温度对外延层表面形貌的影响, 分析解释了表面形貌中凹坑的形成及缓冲层生长温度对凹坑的影响. 结果表明:缓冲层生长温度通过影响缓冲层初始成核密度和成核尺寸来影响外延层表面形貌.较低温度下的AlN缓冲层,在衬底表面形成的成核颗粒因温度太低,无法运动到相邻的颗粒而结合成大的成核颗粒,因此成核密度高,成核尺寸小;高温生长的AlN缓冲层,成核颗粒有足够的能量运动到相邻的成核颗粒,因此使成核颗粒的尺寸增大,成核密度低.这种初始成核密度和尺寸的不同,造成外延层形貌的差异,如表面形貌中凹坑的密度和大小就是受初始成核的直接影响. 通过实验和分析,提出了外延生长的物理模型.
关键词:
GaN
,
Si(111)
,
缓冲层
,
表面形貌
