襯底處理對MOCVD外延生長GaN薄膜性能的影響.pdf

1、寬帶隙的GaN 基Ⅲ族氮化物，在高效光電子器件制作中有著廣泛的應(yīng)用，是半導(dǎo)體材料研究領(lǐng)域的前沿課題之一。本文利用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)生長技術(shù)，在經(jīng)過腐蝕處理的藍(lán)寶石襯底上生長出了高質(zhì)量的GaN 外延層，并與在常規(guī)襯底上生長的GaN外延層進(jìn)行了對比。 本文通過大量實驗摸索出藍(lán)寶石襯底的最佳腐蝕條件，腐蝕溫度為265℃，腐蝕時間為45~50min。在經(jīng)過腐蝕的藍(lán)寶石襯底上，利用MOCVD 系統(tǒng)外延生長GaN 薄膜，提出

2、了腐蝕處理襯底上外延GaN 薄膜的外延生長模型，分析了在經(jīng)過腐蝕的藍(lán)寶石襯底上形成橫向外延生長模式的生長機(jī)理。 對襯底經(jīng)過腐蝕和未經(jīng)腐蝕的樣品進(jìn)行了性能對比，結(jié)果表明襯底經(jīng)過腐蝕的樣品，其外延層表面形貌、缺陷密度、殘余應(yīng)力均優(yōu)于襯底未經(jīng)腐蝕的樣品。黃帶和藍(lán)帶的強(qiáng)度變化均與缺陷密度相關(guān)，黃光帶強(qiáng)度的降低說明這種襯底處理方法可以提高外延層發(fā)光性能。 在經(jīng)過腐蝕處理的藍(lán)寶石襯底上，對InGaN 三元合金的制備做了初步研究，得到