氮气流量对玻璃衬底上低温沉积GaN薄膜结晶性的影响

采用电子回旋共振-等离子体增强金属有机物化学气相沉积(ECR-PEMOCVD)技术,在康宁7101型普通玻璃衬底上沉积了高度C轴择优取向的多晶GaN薄膜.利用反射高能电子衍射(RHEED),X射线衍射(XRD)对样晶进行检测,研究了在低温(430℃)沉积中氮气流量对GaN薄膜结品性的影响.并且利用原子力显微镜(AFM)和室温光敏发光(PL)谱研究了薄膜的表面形貌和发光特性,发现薄膜表面形貌较为平整,其发光峰由较强的紫外近带边发光峰和极其微弱的绿光发光峰组成.     

退火温度对硅基GaN薄膜质量的影响

采用电泳沉积法在Si(111)衬底上制备GaN薄膜,并研究退火温度对GaN薄膜晶体质量、表面形貌和发光特性的影响。傅立叶红外吸收谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)的测试结果表明所得样品为六方纤锌矿结构的GaN多晶薄膜,随退火温度的升高,晶粒尺寸增大,结晶化程度提高。室温下光致发光谱的测试发现了位于367 nm处的强发光峰和437 nm处的弱发光峰,其发光强度随退火温度的升高而增强,但发光峰的位置并不发生移动。     

SiNx插入层对Si衬底上生长GaN薄膜晶体质量和表面形貌的影响

在Si(111)衬底上采用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)技术外延生长GaN薄膜,对外延生长所得GaN薄膜的晶体结构和表面形貌进行表征,并研究SiNx插入层对GaN薄膜的晶体质量和表面形貌的影响.结果表明,在Si衬底上生长GaN薄膜过程中引入SiNx插入层可使GaN薄膜的(10-12)面的X-射线回摆曲线的半峰宽(FWHM)值从974.01减小到602.01arcsec;表面凹坑等缺陷减少、表面平整度提高.可见,SiNx插入层对在Si衬底上外延生长GaN薄膜的晶体质量和表面形貌有着重要的影响.     

热壁化学汽相沉积Si基GaN奇异面

利用热壁化学汽相沉积在Si基上生长GaN薄膜。用扫描电镜(SEM)、选择区电子衍射(SAED)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外透射谱(FTIR)和荧光光谱(PL)对样品进行形貌、结构、组分和发光特性的分析。SEM显示在平滑的表面上出现了由绳状、树根状、项链状晶体组成的奇异面。FTIR、XRD和SAED显示生成的GaN奇异面呈六方纤锌矿多晶结构同时含有少量的碳污染。PL谱显示了不同于一般GaN发光谱的发光峰。     

玻璃衬底上低温沉积GaN薄膜研究

采用电子回旋共振.等离子体增强金属有机物化学气相沉积(ECR-PEMOCVD)方法在康宁7101型普通玻璃衬底上沉积了GaN薄膜,利用反射高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和霍尔测量系统对样品进行了检测,研究了其结晶性和电学特性随沉积温度的变化.结果表明,当沉积温度为250-430℃时,得到的GaN薄膜都呈现高度的C轴择优取向,结晶性较好;薄膜表面形貌较为平整且呈n型导电.     

GaN缓冲层对生长InN薄膜的影响

采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法生长六方相InN薄膜,利用氮化镓(GaN)缓冲层技术制备了高质量薄膜,得到了其能带带隙0.7eV附近对应的光致发光光谱(PL).通过比较未采用缓冲层,同时采用低温和高温GaN缓冲层,以及低温GaN缓冲层结合高温退火三种生长过程,发现低温GaN缓冲层结合高温退火过程能够得到更优表面形貌和晶体质量的InN薄膜,同时表征了材料的电学性质和光学性质.通过对InN薄膜生长模式的讨论,解释了薄膜表面形貌和晶体结构的差异.     

GaN缓冲层对生长InN薄膜的影响

采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法生长六方相InN薄膜,利用氮化镓(GaN)缓冲层技术制备了高质量薄膜,得到了其能带带隙0.7eV附近对应的光致发光光谱(PL).通过比较未采用缓冲层,同时采用低温和高温GaN缓冲层,以及低温GaN缓冲层结合高温退火三种生长过程,发现低温GaN缓冲层结合高温退火过程能够得到更优表面形貌和晶体质量的InN薄膜,同时表征了材料的电学性质和光学性质.通过对InN薄膜生长模式的讨论,解释了薄膜表面形貌和晶体结构的差异.     

氧压与ZnO薄膜发光特性的关系研究

在不同的环境氧压下用脉冲激光沉积方法在Si(111)衬底上生长了ZnO薄膜,以325 nm He-Cd激光器为激发源获得了薄膜的荧光光谱以研究其发光特性,用X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)研究了薄膜的晶体结构和表面形貌,结果表明氧压在20 Pa和50Pa之间制备的ZnO薄膜具有良好的紫外发光特性和较好的晶体质量.分析了ZnO薄膜的发光机理,认为薄膜紫外峰源自自由激子复合发光,绿光峰的发光机制与锌位氧OZn关系密切,氧空位是蓝光发射的重要原因.     

GaN缓冲层对生长InN薄膜的影响

采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法生长六方相InN薄膜，利用氮化镓(GaN)缓冲层技术制备了高质量薄膜，得到了其能带带隙0.7eV附近对应的光致发光光谱(PL). 通过比较未采用缓冲层，同时采用低温和高温GaN缓冲层，以及低温GaN缓冲层结合高温退火三种生长过程，发现低温GaN缓冲层结合高温退火过程能够得到更优表面形貌和晶体质量的InN薄膜，同时表征了材料的电学性质和光学性质. 通过对InN薄膜生长模式的讨论，解释了薄膜表面形貌和晶体结构的差异.     

Si基GaN薄膜的制备方法及结构表征

分别采用射频磁控溅射、热壁化学气相沉积(CVD)、电泳沉积法制备GaN薄膜。利用扫描电镜(SEM)、荧光光谱仪对样品进行结构、形貌和发光特性的分析比较。射频磁控溅射方法中,把SiC中间层沉淀到Si衬底上,目的是为了缓冲由GaN外延层和Si衬底的晶格失配造成的应力。结果证实了SiC中间层提高了GaN薄膜的质量。热壁化学气相沉积法制备GaN晶体膜时,选择H2作反应气体兼载体,有利于GaN膜的形成。电泳沉积法显示所得样品为六方纤锌矿结构的GaN多晶薄膜。结果表明:溅射法制备的GaN薄膜结晶效果好;CVD法制备时GaN薄膜应用范围广;电泳沉积法操作方便、简单易行。     

Structural and optical characterization of GaN grown on porous silicon substrate by MOVPE

GaN was grown on porous silicon (PS) substrates by Metalorganic Vapour Phase Epitaxy at temperature of 1050 °C. An additional AlN buffer layer is used between GaN and PS. The crystalline quality and surface morphology of GaN films were studied by X-ray diffraction and scanning electron microscope (SEM), respectively. Preferential growth of hexagonal GaN with 〈00.1〉 direction is observed and is clearly improved when the thickness of AlN buffer layer increases. Morphological changes in PS layer appearing after growth have been also discussed.GaN optical qualities were determined by photoluminescence at low and room temperature (RT).     

硅基镓浓度对GaN晶体膜质量的影响

采用射频磁控溅射工艺在扩镓硅基上溅射Ga2O3薄膜，再氮化反应组装GaN晶体膜，并对其生长条件进行了研究。用傅里叶红外谱仪(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、选区电子衍射(SAED)和光致发光(PL)谱对样品进行结构、形貌和发光特性的分析。测试结果表明，采用此方法可得到六方纤锌矿结构的GaN晶体膜。镓浓度在影响膜层质量方面起着不可忽视的作用，随着扩镓浓度的增加，薄膜的晶化程度和发光特性明显提高。     

脉冲激光双光束沉积掺Mg的GaN薄膜的研究

采用脉冲激光双光束沉积系统在Si(111)衬底上生长了掺Mg的GaN薄膜和未掺杂GaN薄膜。利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、室温范德堡霍尔测量及光致发光(PL)光谱对两类薄膜进行对比分析，结果显示，所生长的GaN薄膜均为六方纤锌矿晶体结构，掺Mg可细化所生长的GaN薄膜晶粒。随着掺Mg量的增加，GaN薄膜无需后处理即可由”型导电转化为p型导电，GaN薄膜的光学性能随p型载流子浓度增大而提高；然而掺Mg却导致GaN薄膜结晶质量下降，掺镁量过大的GaN薄膜中p型载流子浓度反而减少，光致发光中黄发射峰增强较大。研究表明通过优化脉冲激光双光束沉积参数无需任何后处理可直接获得高空穴载流子浓度的p型GaN薄膜。     

AlN缓冲层厚度对脉冲激光沉积技术生长的GaN薄膜性能的影响

在蓝宝石(Al2O3)衬底上应用脉冲激光沉积技术(PLD)生长不同厚度的AlN缓冲层后进行GaN薄膜外延生长。采用高分辨X射线衍射仪(HRXRD)和扫描电子显微镜(SEM)对外延生长所得GaN薄膜的晶体质量和表面形貌进行了表征。测试结果表明:相比直接在Al2O3衬底上生长的GaN薄膜,通过生长AlN缓冲层的GaN薄膜虽然晶体质量较差,但表面较平整;而且随着AlN缓冲层厚度的增加,GaN薄膜的晶体质量和表面平整度均逐渐提高。可见,AlN缓冲层厚度对在Al2O3衬底上外延生长GaN薄膜的晶体质量和表面形貌有着重要的影响。     

AlN缓冲层厚度对脉冲激光沉积技术生长的GaN薄膜性能的影响

在蓝宝石(Al2O3)衬底上应用脉冲激光沉积技术(PLD)生长不同厚度的AlN缓冲层后进行GaN薄膜外延生长。采用高分辨X射线衍射仪(HRXRD)和扫描电子显微镜(SEM)对外延生长所得GaN薄膜的晶体质量和表面形貌进行了表征。测试结果表明: 相比直接在Al2O3衬底上生长的GaN薄膜, 通过生长AlN缓冲层的GaN薄膜虽然晶体质量较差, 但表面较平整; 而且随着AlN缓冲层厚度的增加, GaN薄膜的晶体质量和表面平整度均逐渐提高。可见, AlN缓冲层厚度对在Al2O3衬底上外延生长GaN薄膜的晶体质量和表面形貌有着重要的影响。     

Surface morphology and composition studies in InGaN/GaN film grown by MOCVD

InGaN films were deposited on(0001) sapphire substrates with GaN buffer layers under different growth temperatures by metalorganic chemical vapor deposition.The In-composition of InGaN film was approximately controlled by changing the growth temperature.The connection between the growth temperature,In content,surface morphology and defect formation was obtained by X-ray diffraction,scanning electron microscopy(SEM) and atomic force microscopy(AFM).Meanwhile,by comparing the SEM and AFM surface morphology images,we proposed several models of three different defects and discussed the mechanism of formation.The prominent effect of higher growth temperature on the quality of the InGaN films and defect control were found by studying InGaN films at various growth temperatures.     

MOCVD生长的InGaN/GaN薄膜组分和表面形貌研究（参加广西南宁固体薄膜会议论文）

摘要：本文利用MOCVD方法在（0001）取向的蓝宝石衬底上实现了不同生长温度条件下的InGaN薄膜的制备。通过改变生长温度实现了InGaN薄膜中In组分可控。通过XRD、SEM、AFM等测量手段研究了生长温度和组分、形貌、缺陷等性质的关系。对比SEM和AFM形貌图像提出并探讨了3种缺陷坑（大V型坑,In-rich坑和热腐蚀坑）模型以及形成机制。通过研究不同生长温度的InGaN薄膜样品,发现较高生长温度对InGaN薄膜形貌质量和缺陷控制有至关重要的作用。     

Effects of annealing temperature on the photoluminescence of RF sputtered Barium titanate thin films

BaTiO₃ thin films were deposited onto quartz substrates by an RF magnetron sputtering method. The films deposited at room temperature and annealed at 773–1173 K were characterized using X-ray diffraction (XRD)Scanning electron microscopy (SEM), UV–vis spectroscopy and Photoluminescence spectroscopy (PL). X-ray diffraction studies revealed that the film is amorphous in nature at 773 K and that the crystallinity increases with increase in annealing temperature. The average crystallite size of the films increased from 13–18 nm and the optical band gap decreased in the range of 4.33–3.43 eV, with increase in annealing temperature. The films exhibited good adherence to the substrates and the SEM images showed smooth surface morphology. Energy dispersive X-ray (EDX) analysis confirmed the presence of barium, titanium and oxygen in the film. The red-shifts of excitonic UV emission peaks were observed in all samples which can be attributed to the stress produced due to lattice distortions. The visible PL emission intensity showed appreciable enhancement with post-deposition annealing.