GaN薄膜的MOCVD制備法及其表征.pdf

1、作為第三代半導(dǎo)體材料的典型代表，GaN具有帶隙寬，熱導(dǎo)率高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，飽和電子漂移速度大等特點(diǎn)。因此，其可廣泛的應(yīng)用于高亮度發(fā)光二極管、藍(lán)光激光器、紫外探測(cè)器、大功率和高溫器件。又由于非極性GaN材料可以消除壓電極化導(dǎo)致的氮化物發(fā)光器件輻射復(fù)合效率低和發(fā)光波長(zhǎng)藍(lán)移等問(wèn)題。因此，對(duì)非極性GaN材料尤其M面GaN材料的制備研究已經(jīng)成為一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。本文采用有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積技術(shù)(MOCVD)在藍(lán)寶石襯底上進(jìn)行了試探性地生長(zhǎng)，并取得

2、了一定的進(jìn)展。該研究的進(jìn)行為我們下一步（如：半導(dǎo)體器件、納米多孔薄膜、自支撐GaN薄膜）研究打下了堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　 首先，采用MOCVD技術(shù)在藍(lán)寶石襯底上通過(guò)變化生長(zhǎng)溫度來(lái)生長(zhǎng)M面非極性GaN薄膜，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)其最佳生長(zhǎng)溫度為1050℃；
　　 其次，采用緩沖層和生長(zhǎng)層生長(zhǎng)壓強(qiáng)同步變化的方法大體確定了生長(zhǎng)的最佳壓強(qiáng)5torr-10torr。通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)、光致發(fā)光光譜(PL)和X-射線衍射(XRD)的

3、研究發(fā)現(xiàn)：10torr以下所生長(zhǎng)的GaN薄膜的質(zhì)量最高，且生長(zhǎng)速度隨壓強(qiáng)增大而減小。
　　 再次，采用緩沖層和生長(zhǎng)層生長(zhǎng)壓強(qiáng)分別變化的方法，進(jìn)一步確定了GaN薄膜的緩沖層和生長(zhǎng)層的生長(zhǎng)壓強(qiáng)對(duì)GaN薄膜的影響。研究發(fā)現(xiàn)：緩沖層的生長(zhǎng)溫度較高時(shí)，緩沖層生長(zhǎng)壓強(qiáng)為10torr,生長(zhǎng)層生長(zhǎng)壓強(qiáng)為10torr時(shí)所生長(zhǎng)的GaN薄膜的質(zhì)量為最好。
　　 最后，采用變化緩沖層生長(zhǎng)溫度的方法，研究了緩沖層生長(zhǎng)溫度對(duì)氮化鎵薄膜的影響。通過(guò)研