衬底氮化对HVPE法生长GaN的影响

研究了衬底氮化过程对于氢化物气相外延(HVPE)方法生长的GaN膜性质的影响。X射线衍射和原子力显微镜以及光荧光测量的结果表明，不同的氮化时间导致Al2O3表面的成核层发生变化，进一步影响了外延层中的位错密度和应力分布。     

非极性a面GaN材料外延的成核过程及选区生长分析

为解决以往侧向外延生长、侧壁横向外延生长等方法存在的缺陷问题,文章借鉴前人研究成果提出一种选用钛图形化r面蓝宝石衬底直接外延GaN的生长方法,先在衬底表面制备一层钛掩膜,再在孔洞内选择性外延GaN,由此改善GaN表面与晶体的质量,降低各向异性,并且成功制备出高质量、平整的a面GaN薄膜.通过观察SEM、RSMs与Raman测试结果可知,该方法能够有效减小合并厚度、降低工艺成本,具备良好适用价值.     

高能电子辐照诱导GaN异质结应变弛豫机制的研究

利用能量为2 MeV的高能电子束对金属有机物化学气相沉积方法(MOCVD)生长的非故意掺杂氮化镓(GaN)异质结在室温下进行辐照,辐照剂量分别为1 × 1015/cm2和5×1015/cm2.经垂直于样品表面的电子辐照后,GaN外延层的(0004)和(1012)高分辨X射线衍射峰分别向高角和低角发生移动,表明电子辐照使GaN外延层发生了部分应变弛豫.利用电子背散射衍射(EBSD)对应变弛豫进行了表征.EBSD结果显示,剂量为5×1015/cm2的电子辐照相对于1×1015/cm2的电子辐照可诱导GaN外延层发生更为显著的应变弛豫.卢瑟福背散射/沟道(RBS/C)实验结果表明,5×1015/cm2的电子辐照对GaN外延层引入更为严重的辐照损伤.上述实验结果表明,GaN外延层的应变弛豫与2 MeV的电子辐照引入的缺陷如弗伦克尔对有关.运用弹性原子链模型(EACM)对电子辐照诱导GaN外延层应变弛豫机制进行了讨论.     

GaN MOCVD生长速率及表面形貌随生长参数的变化

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.     

NH3分解率对GaN半导体MOVPE外延生长成分空间的影响

研究了以三甲基镓 (TMGa)和氨 (NH3 )为气源物质 ,以氢气 (H2 )为载气进行GaN半导体的金属有机物气相外延 (MOVPE)生长时 ,NH3 分解率对于GaN半导体外延生长的成分空间的影响。热力学计算结果表明 :随着NH3分解率的提高 ,用于生长GaN外延层的气 固两相区逐渐向高Ⅴ /Ⅲ比方向变小 ,解释了实际生长过程中Ⅴ /Ⅲ比要求很高的原因。预计高的Ⅴ /Ⅲ比及低的NH3 分解率有助于GaN的MOVPE外延生长。     

生长温度对Si1-xGex:C合金薄膜性质的影响

用化学气相淀积方法在Si(100)衬底上制备Si缓冲层,继而外延生长Ge组分渐变的si1-xGex:C合金薄膜.研究表明,较低的Si缓冲层或Si1-xGex:C外延层生长温度均不利于获得理想的Si1-x,Gex:C合金薄膜,仅在Si缓冲层和sil一,Ge,:c外延层的生长温度均为750℃时可以获得质量较高、组分均匀的Si1-xGex:C合金薄膜.本文通过对材料结构及表面形貌的分析研究了缓冲层和外延层的生长温度对Si1-xGex:C合金薄膜性质的影响.     

金属有机化学气相沉积W薄膜

以W(CO)6为前驱体,采用金属有机化学气相沉积法(MOCVD)在Cu基体表面进行了沉积W薄膜的研究.通过调整W(CO)6热解温度、W(CO)6气化温度及载气(高纯氢气)的流量等工艺参数,成功制备了均匀、致密的W薄膜;研究了沉积速率与上述参数之间的关系,并得出了在本试验条件下应用金属有机化学气相沉积法(MOCVD)制备...     

用于应变Si外延薄膜的SiC缓冲层的生长

用化学气相沉积方法对Si(111)衬底进行碳化处理,继而生长SjC外延层和应变Si薄膜.结果表明:随着碳化温度的降低,SiC薄层与Si衬底界面处的空洞有逐渐变小的趋势;在1100℃进行碳化处理可以有效减少界面处的空洞,得到较平整的sic薄层,在此条件下外延生长了高质量的SiC薄膜.在该SiC薄膜上外延获得了具有单一晶向的应变sj薄膜,其霍尔迁移率明显高于相同掺杂浓度的体Si材料,电学性能得到了有效改善.     

氨化反应自组装GaN纳米线

通过氨化射频溅射工艺生长的纳米Ga2O3薄膜，在石英衬底上反应自组装生成了高质量的GaN纳米线。用x射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和高分辨电镜(HRTEM)对样品的组分、形貌和结构进行了分析。生成的GaN纳米线平直光滑，其直径为20～120nm，长可达50μm；纳米线为高质量的单晶六方纤锌矿GaN，沿[110]方向生长。用此工艺制备GaN纳米线，简单新颖，不需要模板或催化剂的辅助作用。     

双缓冲层法在硅上外延生长GaN研究

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840s。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7K。