AlGaN中的应变状态

用X射线衍射和卢瑟福背散射方法研究了生长在GaN上厚度为570nm 的AlxGa1-xN外延层中的应变状态. 实验结果显示AlGaN的共格因子在组分小于0.42时随组分的增加而近似线性减小，并且在0.42时达到30%，此后随组分的增加变化较慢，在x＝1(AlN)时接近0. 在本实验条件中，由于GaN层处于压应变状态，导致与AlGaN外延层的失配变小，使得组分约为0.16的AlxGa1-xN外延层可以共格生长在GaN层上.     

AlGaN中的应变状态

用X射线衍射和卢瑟福背散射方法研究了生长在GaN上厚度为570nm的AlxGa1-xN外延层中的应变状态.实验结果显示AlGaN的共格因子在组分小于0.42时随组分的增加而近似线性减小,并且在0.42时达到30%,此后随组分的增加变化较慢,在x=1(AlN)时接近0.在本实验条件中,由于GaN层处于压应变状态,导致与AlGaN外延层的失配变小,使得组分约为0.16的AlxGa1-xN外延层可以共格生长在GaN层上.     

未掺杂GaN外延膜的结晶特性与蓝带发光关系的研究

采用卢瑟福背散射／沟道技术，X射线双晶衍射技术和光致发光技术对几个以MOCVD技术生长的蓝带发光差异明显的未掺杂GaN外延膜和GaN：Mg外延膜进行了测试。结果表明，未掺杂GaN薄膜中出现的2．9eV左右的蓝带发光与薄膜的结晶品质密切相关。随未掺杂GaN的蓝带强度与带边强度之比增大，GaN的卢瑟福背散射／沟道谱最低产额增大，X射线双晶衍射峰半高宽增大。未掺杂GaN薄膜的蓝带发光与薄膜中的某种本征缺陷有关。研究还表明，未掺杂GaN中出现的蓝带与GaN：Mg外延膜中出现的2．9eV左右的发光峰的发光机理不同。     

Si/SiGe/Si-SOI异质结构的同步辐射双晶貌相术和高分辨三轴晶X射线衍射

运用同步辐射双晶貌相术结合高分辨三轴晶X射线衍射对经原位低温热处理的Si/SiGe/Si-SOI异质结构进行研究，发现Si层（004）衍射峰两侧半高宽（FWHMs）处同步辐射双晶形貌像特征存在明显差异．对同步辐射双晶摇摆曲线中Si层（004）衍射峰的不对称性给予了解释，同时阐明了高分辨三轴晶X射线衍射2θ-ω扫描曲线中Si层（004）衍射双峰与Si层衍射结构的对应关系．     

Si/SiGe/Si-SOI异质结构的同步辐射双晶貌相术和高分辨三轴晶X射线衍射

运用同步辐射双晶貌相术结合高分辨三轴晶X射线衍射对经原位低温热处理的Si/SiGe/Si-SOI异质结构进行研究,发现Si层(004)衍射峰两侧半高宽(FWHMs)处同步辐射双晶形貌像特征存在明显差异.对同步辐射双晶摇摆曲线中Si层(004)衍射峰的不对称性给予了解释,同时阐明了高分辨三轴晶X射线衍射2θ-ω扫描曲线中Si层(004)衍射双峰与Si层衍射结构的对应关系.     

MOCVD生长高Al组分AlGaN材料研究

报道了用MOCVD在蓝宝石衬底上生长日盲型AlGaN基紫外探测器用的高质量AlN、AlGaN材料。通过优化AlN、AlGaN生长的工艺条件,如生长温度、生长压力及Ⅴ/Ⅲ比等,得到了器件级高质量的AlN、AlGaN外延材料。AlN外延膜X射线双晶衍射ω(002)面扫描曲线半高宽为97",ω(102)面扫描曲线半高宽为870",Al0.6Ga0.4N外延膜双晶衍射ω(002)面扫描曲线半高宽为240";使用原子力显微镜(AFM)对两种样品5μm×5μm区域的表面平整度进行了表征,AlN外延膜的粗糙度(Rms)为8.484nm,Al0.6Ga0.4N外延膜的粗糙度为1.104nm;透射光谱测试显示AlN和Al0.6Ga0.4N吸收带边分别为205nm和266nm,且都非常陡峭。     

蓝宝石衬底上生长AlGaN/AlN结构的应变分析

采用低温和高温AlN复合缓冲层的方法在蓝宝石衬底上外延生长AlGaN/AlN结构,并进行了应变分析.通过X射线双晶衍射ω-2θ扫描曲线和拟合曲线分析发现,AlN是由两个不同弛豫度的应变缓冲层组成,弛豫度分别为96%和97.2%.AlN缓冲层在低温下不完全弛豫,导致高温下存在一个继续弛豫过程.X射线双晶衍射和透射光谱分析发现,AlGaN层Al组分由于未知的AlGaN弛豫度而无法确定.对AlGaN带隙公式和实验结果进行拟合,推算出弯曲系数为1.05 eV,这与已有文献相吻合.     

Si衬底上ZnO外延膜结构性质的比较

采用连通式双反应室高温MOCVD系统在Si衬底上外延ZnO薄膜,通过卢瑟福背散射/沟道(RBS/C)及高分辨X射线衍射(HR-XRD)技术对不同衬底条件的ZnO外延膜进行了组分及结构分析,结果表明在采用SiC缓冲层后,Si(111)衬底上ZnO(0002)面衍射峰半高宽明显减小,缺陷密度降低,单晶质量显著变好,c轴方向应变由0.49%变为-0.16%,即由拉应变变为压应变且应变值变小,说明SiC缓冲层可以有效地减小ZnO与Si衬底晶格失配带来的应变,改善外延膜质量,实现Si衬底上单晶ZnO的生长.     

Si1-xGex/Si应变材料的生长及热稳定性研究

利用分子束外延（MBE）技术生长了Ge组份为0.1-0.46的Si1-xGex外延层。X射线衍射线测试表明，SiGe/Si异质结材料具有良好的结晶质量和陡峭界面，其它参数与可准确控制。通过X射线双晶衍射摆曲线方法，研究了经700℃、800℃和900℃退火后应变SiGe/Si异质结材料的热稳定性。结果表明，随着退火温度的提高，应变层垂直应变逐渐减小，并发生了应变弛豫，导致晶体质量退化；且Ge组分越小，Si1-xGex应变结构的热稳定性越好；室温下长时间存放的应变材料性能稳定。     

高Al含量AlGaN多层外延材料的应变与位错密度研究

文中利用X射线三轴衍射测试手段对高Al ( x≥0. 45)含量p2i2n结构的Alx Ga1 - xN外延材料进行测试,并结合倒易空间图(RSM)和PV函数法对Alx Ga1 - xN外延材料进行评价。首先通过对RSM的定性分析,给出多层外延材料中不同Al组分Alx Ga1 - xN材料的应变状态和位错密度等信息,然后结合PV函数法拟合了从RSM中分离出的摇摆曲线,通过拟合过程准确地计算了多层结构中不同组分的Alx Ga1 - xN材料的纵向和横向应变量与螺位错密度,测试及计算结果都表明:多层p2i2n结构的Alx Ga1 - xN外延材料的应变与位错密度与单层结构相差较大,表明层与层之间的应变和位错相互作用对各层的应变的位错密度有重要的影响。     

蓝宝石衬底上生长的铝镓氮外延膜的应变分析

采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法制备了不同Al组分含量的2μm厚AlxGg1-xN外延膜,通过透射电镜定性分析了外延膜中的位错和缺陷,通过高分辨X射线衍射试验对AlxGa1-xN外延膜进行ω/2θ扫描,结果显示外延膜为六方晶系纤锌矿结构,通过对对称面和非对称面的晶面间距进行修正精确计算了外延膜晶格常数,并由此对应变进行定量分析,四个不同Al组分的AlxGa1-xN外延膜样品的四方畸变值随Al含量的增大而逐渐减小,并且均小于零,在水平方向上均处于压应变状态.     

Changes of Electrical Characteristics for AlGaN/GaN HEMTs Under Uniaxial Tensile Strain

This letter investigates the characteristics of unpassivated AlGaN/GaN high-electron mobility transistors (HEMTs) under uniaxial tensile strain. Mechanical stress can produce additional charges that change the HEMT channel current. This phenomenon is dependent upon gate orientation and may be the result of the piezoelectric effect and changes in electron mobility due to the applied uniaxial stress. In addition, results show that tensile strain reduces the transient current, which is likely due to the additional donorlike surface states created through the piezoelectric effect.      

InGaN/GaN和InGaN/AlGaN多量子阱中应变对光致发光特性的影响

对蓝宝石衬底上的InGaN/GaN和InGaN/AlGaN多量子阱结构和经激光剥离去除衬底的InGaN/GaN和InGaN/AlGaN多量子阱结构薄膜样品,进行了光致发光谱、高分辨XRD和喇曼光谱测量.PL测量结果表明,相对于带有蓝宝石衬底的样品,InGaN/GaN多量子阱薄膜样品的PL谱峰值波长发生较小的蓝移,而InGaN/AlGaN多量子阱薄膜样品的PL谱峰值波长发生明显的红移;喇曼光谱的结果表明,激光剥离前后E2模的峰值从569.1减少到567.5cm-1.这说明激光剥离去除衬底使得外延层整体的压应力得到部分释放,但InGaN/GaN与InGaN/AlGaN多量子阱结构中阱层InGaN的应力发生了不同的变化.XRD的结果证实了这一结论.     

InGaN/GaN和InGaN/AlGaN多量子阱中应变对光致发光特性的影响

对蓝宝石衬底上的InGaN/GaN和InGaN/AlGaN多量子阱结构和经激光剥离去除衬底的InGaN/GaN和InGaN/AlGaN多量子阱结构薄膜样品,进行了光致发光谱、高分辨XRD和喇曼光谱测量.PL测量结果表明,相对于带有蓝宝石衬底的样品,InGaN/GaN多量子阱薄膜样品的PL谱峰值波长发生较小的蓝移,而InGaN/AlGaN多量子阱薄膜样品的PL谱峰值波长发生明显的红移;喇曼光谱的结果表明,激光剥离前后E2模的峰值从569.1减少到567.5cm-1.这说明激光剥离去除衬底使得外延层整体的压应力得到部分释放,但InGaN/GaN与InGaN/AlGaN多量子阱结构中阱层InGaN的应力发生了不同的变化.XRD的结果证实了这一结论.     

InGaN/GaN 和 InGaN/AlGaN 多量子阱中应变对光致发光特性的影响

对蓝宝石衬底上的InGaN/GaN和InGaN/AlGaN多量子阱结构和经激光剥离去除衬底的InGaN/GaN和InGaN/AlGaN多量子阱结构薄膜样品，进行了光致发光谱、高分辨XRD和喇曼光谱测量. PL测量结果表明，相对于带有蓝宝石衬底的样品，InGaN/GaN多量子阱薄膜样品的PL谱峰值波长发生较小的蓝移，而InGaN/AlGaN多量子阱薄膜样品的PL谱峰值波长发生明显的红移；喇曼光谱的结果表明，激光剥离前后E2模的峰值从569.1减少到567.5cm-1. 这说明激光剥离去除衬底使得外延层整体的压应力得到部分释放，但InGaN/GaN与InGaN/AlGaN多量子阱结构中阱层InGaN的应力发生了不同的变化. XRD的结果证实了这一结论.     

Strain Analysis of Cubic AlGaN/GaNGrownon GaAs(100) Substrate by MOVPE

Ｇｒｏｕｐ－ⅢｎｉｔｒｉｄｅｓａｎｄｔｈｅｉｒａｌｌｏｙｓａｒｅｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓｉｎｔｈｅｂｌｕｅａｎｄＵｌｔｒｏＶｉｏｌｅｔ（ＵＶ）ｒｅｇｉｏｎｓａｓｗｅｌｌａｓｏ...