100mm直径硅衬底上MOCVD外延生长无裂纹GaN

为实现在100 mm直径硅衬底上金属有机物化学气相外延(MOCVD)生长无裂纹GaN,系统研究了预铺铝时间参数对AlN成核质量的影响、不同厚度条件下AlN层对GaN生长的影响以及Al组分渐变的AlGaN缓冲层对GaN裂纹抑制的效果。实验结果表明,适当的预铺铝时间可以显著提高AlN成核层晶体质量,合理的AlN层厚度有助于上层GaN的生长,AlN与GaN之间AlGaN缓冲层的引入可以有效抑制GaN裂纹的产生。最后,采用高分辨率X射线衍射(HRXRD)测试了MOCVD外延生长的无裂纹GaN材料,得到AlN(002)面、GaN(002)面和GaN(102)面的衍射峰半峰宽(FWHM)分别为1 382,550和746 arcsec。     

用MOCVD在r面蓝宝石衬底上生长的a面GaN的独特电学性质研究

Nonpolar （1120） a-plane GaN films have been grown by low-pressure metal-organic vapor deposition on r-plane （1102） sapphire substrate. The structural and electrical properties of the a-plane GaN films are investigated by high-resolution X-ray diffraction （HRXRD）, atomic force microscopy （AFM） and van der Pauw Hall measurement. It is found that the Hall voltage shows more anisotropy than that of the c-plane samples; furthermore, the mobility changes with the degree of the van der Pauw square diagonal to the c direction, which shows significant electrical anisotropy. Further research indicates that electron mobility is strongly influenced by edge dislocations.     

利用CBE技术在Si衬底上生长GaAs薄膜

采用化学束外延（ＣＢＥ）技术，以三乙基镓（ＴＥＧ）和砷烷（ＡｓＨ３）为源，在Ｓｉ（００１）衬底上生长ＧａＡｓ薄膜．利用Ｈａｌｌ效应、卢瑟福背散射（ＲＢＳ）和高分辨率透射电子显微镜（ＨＲＴＥＭ）检测了外延层的质量．结果表明，ＧａＡｓ薄膜具有ｎ型导电性，载流子浓度为１．３×１０１５ｃｍ－３，其杂质估计是Ｓｉ，它来自衬底的自扩散．外延层的质量随着膜厚的增加而得到明显的改善．在ＧａＡｓ／Ｓｉ界面及其附近，存在高密度的结构缺陷，包括失配位错、堆垛层错和孪晶．这些缺陷完全缓解了ＧａＡｓ外延层和Ｓｉ衬底之间因晶格失配引     

图形衬底上MOCVD生长光学性质改进的GaN

An improved GaN film with low dislocation density was grown on a C-face patterned sapphire substrate （PSS） by metalorganic chemical vapor deposition （MOCVD）. The vapor phase epitaxy starts from the regions with no etched pits and then spreads laterally to form a continuous GaN film. The properties of the GaN film have been investigated by double crystal X-ray diffraction （DCXRD）, atomic force microscopy （AFM） and photoluminescence （PL）, respectively. The full-width at half-maximum （FWHM） of the X-ray diffraction curves （XRCs） for the GaN film grown on PSS in the （0002） plane and the （1012） plane are as low as 312.80 arcsec and 298.08 acrsec, respectively. The root mean square （RMS） of the GaN film grown on PSS is 0.233 nm and the intensity of the PL peak is comparatively strong.     

厚度对Si衬底上生长的ZnO薄膜性能的影响

采用金属有机化学气相沉积方法,在Si(100)衬底上生长出具有高度C轴择优取向的ZnO薄膜.通过X射线衍射、原子力显微镜和室温光致发光谱研究了厚度对ZnO薄膜的结构、表面和光学性能的影响.X射线衍射图显示ZnO薄膜只有单一的(0002)峰,具有高度择优取向.AFM和PL测试表明,在取样薄膜厚度范围内,薄膜的表面质量和发光性能没有随着薄膜厚度的增加而提高.这是因为薄膜在厚度增加的生长过程中,生长模型变化且晶粒增大.     

升级冶金级Si衬底上ECR-PECVD沉积多晶Si薄膜

成功地应用电子回旋共振微波等离子体增强化学气相沉积(ECR-PECVD)法在升级冶国家重点实验室,辽宁大连 116024;2.锡根大学材料工程研究所,德国锡根 57076)金级Si衬底上175℃低温条件下沉积了一层优质多晶Si薄膜.研究了压强、流量比对多晶Si薄膜质量的影响,并用Raman、RHEED、SEM、XRD对薄膜结晶性、晶粒大小及显微组织结构进行了表征.发现在恒定气压下,结晶质量随流量比增大先变好后变差,即存在最佳流量比,0.16Pa对应10:5,而0.4 Pa对应10:6.8.     

Si(111)衬底上IBE法外延生长β-FeSi_2薄膜的研究

本文采用质量分析的低能离子束外延法（以下简称IBE法）在Si（111）衬底上外延生长了β-FeSi2薄膜，并进行了X射线衍射测量分析；与扫描电镜配合验证了β-FeSi2外延薄膜的形成．实验结果表明：所得β-FeSi2（101）或（110）面基本平行于Si（111）面，验证了Si（111）上β-FeSi2外延薄膜的形成；并对失配度做了精确的计算；薄膜形貌呈岛屿状分布，同时分析了生长条件对薄膜形貌的影响．     

在ZnO/Si衬底上ZnCdSe/ZnSe多量子阱的生长与光学特性

在经NH3等离子体氮化的Si(100)衬底上。用等离子体增强化学气相淀积(PECVD)的方法生长了ZnO缓冲层，经X射线衍射(XRD)测量，得到了单一取向的ZnO(0002)膜。在此ZnO缓冲层上利用低压金属有机化学气相淀积(LP-MOCVD)方法生长了较高质量的ZnCdSe／ZnSe量子阱。通过不同阱宽的ZnCdSe／ZnSe量子阱生长和测量，得到了多级共振拉曼峰。从发光谱中可见，在1520nm附近有很强的发光，而在未覆盖ZnO的Si衬底上直接生长的ZnCdSe／ZnSe量子阱结构，其光致发光(PL)谱未见发光。可见，在氮化的Si衬底上覆盖ZnO膜生长的ZnCdSe/ZnSe量子阱质量较好。是一种在Si衬底上生长Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料的有效方法。     

Si衬底气相生长金刚石薄膜的成核机制

本文根据热力学成核理论，研究了Ｓｉ衬底表面气相生长金刚石薄膜的成核机理，提出了与实验相符的理论分析。     

PET柔性衬底上生长绒面ZnO-TCO薄膜及其在薄膜太阳电池中的应用

利用低压金属有机化学气相沉积(LP-MOCVD)技术在PET柔性衬底上低温生长绒面结构ZnO-TCO薄膜,DEZn和H2O作为源材料,B2H6作为掺杂剂.详细研究了薄膜掺杂流量对ZnO薄膜微观结构以及光电性能影响.优化获得的PET/ZnO:B薄膜厚约为1 500nm时,绒面结构PET/ZnO薄膜的方块电阻约为10Ω,可...     

Si衬底上生长的GaAs薄膜中0．96eV发光带的特性研究

利用变温和变激发强度的近红外光致发光，研究了Ｓｉ衬底上生长的ＧａＡｓ薄膜中０．９６ｅＶ发光带的发光特性，讨论了其来源．根据０．９６ｅＶ发光带的发光强度，峰值位置和半宽度随温度和激发强度的变化关系，获得了其热激活能，Ｈｕａｎｙ－Ｒｈｙｓ因子，振动声子能量和Ｆｒａｎｋ－Ｃｏｎｄｏｎ位移．实验结果表明０．９６ｅＶ发光带可能来源于砷空位施主－镓空位受主对之间的跃迁．     

立方GaAs(100)衬底上制备单相六方GaN薄膜

立方 Ga As (10 0 )衬底上制备的 Ga N薄膜多为立方结构且立方相为亚稳相 ,采用水平常压 MOCVD方法在立方 Ga As (10 0 )衬底上制备出了 Ga N薄膜 . XRD测试表明 ,薄膜具有单一的相 .结合对工艺条件的分析 ,认为薄膜具有六方结构 .最后 ,通过 Raman光谱测试 ,证实在立方 Ga As衬底上制备出了单相六方 Ga N薄膜 .还对立方 Ga As衬底上制备出六方 Ga N薄膜的原因进行了讨论     

立方GaAs（100）衬底上制备单相六方GaN薄膜

立方GaAs（100）衬底上制备的GaN薄膜多为立方结构且立方相为亚稳相,采用水平常压MOCVD方法在立方GaAs（100）衬底上制备出了GaN薄膜．XRD测试表明,薄膜具有单一的相．结合对工艺条件的分析,认为薄膜具有六方结构．最后,通过Raman光谱测试,证实在立方GaAs衬底上制备出了单相六方GaN薄膜．还对立方GaAs衬底上制备出六方GaN薄膜的原因进行了讨论．     

HVPE法生长AlN薄膜材料

利用自制立式HVPE设备,在蓝宝石衬底上进行了不同载气情况下AlN的生长试验,生长温度1 000℃。在采用H2作载气情况下,由于预反应严重,没能生长出AlN薄膜,只得到一些白色AlN粉末;而在分别采用Ar和N2作载气的情况下,则成功生长出AlN薄膜,但由于生长温度低,AlN生长均为岛状生长模式。在生长速率较快时,AlN薄膜是以〈0001〉AlN为主的AlN多晶;而在较低生长速率下,得到的AlN薄膜由为〈0001〉取向的AlN岛组成。试验还发现:用Ar作载气更有利于AlN晶核的横向生长,用N2作载气则有相对高得多的AlN成核密度。     

蓝宝石图形衬底上利用AlN缓冲层生长高质量GaN

在图形化衬底上以AlN作为缓冲层生长高质量的GaN薄膜,国内相关的报道较少。通过引入两步缓冲层生长方法,在蓝宝石图形衬底上生长基于AlN缓冲层的高质量GaN薄膜,利用低温AlN层生长时内部的缺陷,选择性进行腐蚀,形成衬底与外延层界面间的侧向倒斜角,提高光萃取效率;同时在其上继续生长高温AlN,为后续GaN薄膜提供高质量模板。从外延角度出发,以表面形貌及其上生长的GaN薄膜的晶体质量为衡量依据,优化了低温AlN缓冲层以及高温AlN缓冲层的生长参数,优化后LED样品在20 mA测试电流下的光输出功率较参考样品提升了4%。     

MOCVD法以NO气体为掺杂源生长p型ZnO薄膜

采用金属有机化学气相沉积方法在玻璃上生长了掺氮的低电阻p型ZnO薄膜．实验使用NO和N2O共同作为氧源，且NO同时作为掺氮源，二乙基锌作为锌源．X射线衍射测试表明薄膜具有c轴择优取向的结构特性，二次离子质谱分析证实了氮被掺入了ZnO薄膜．通过优化锌源流量获得了最高空穴浓度为1.97×10/up18/cm－3，最低电阻率为3.02Ω·cm的ZnO薄膜．     

MOCVD侧向外延生长GaN的研究

在低压金属有机化学气相沉积(LP-MOCVD)系统中利用侧向外延生长(epitaxial lateral overgrowth,ELO)技术进行了二次外延GaN的研究.SEM观察结果表明,翼区和窗口区宽度比值不同的图形衬底,侧向和纵向的生长速率不同;其AFM表面形貌图像表明,长平的ELO-GaN表面平整,位错密度较低.ELO-GaN的光致发光(PL)谱的带边峰比传统方法生长的GaN的带边峰红移了14.0 meV,表明ELO-GaN的应力得到部分释放,晶体质量提高.ELO-GaN和普通外延GaN的拉曼散射谱比较表明,ELO-GaN中的应力较小,晶体质量较高,A1(TO)模的出现说明其晶轴取向相对于(0001)方向发生微小的偏移.     

AlN成核层厚度对Si上外延GaN的影响

采用低温AlN成核层,在Si(111)衬底上,用金属有机化学气相沉积(MOCVD)法生长了GaN薄膜。采用高分辨X射线衍射(XRD)、椭圆偏振光谱仪和原子力显微镜(AFM)研究了AlN成核层的厚度对GaN外延层的影响。对AlN的测试表明,AlN的表面粗糙度(RMS)随着厚度增加而变大。对GaN的测试表明,所有GaN样品在垂直方向处于压应变状态,并且随AlN厚度增加而略有减弱。GaN的(0002)_ω扫描的峰值半宽(FWHM)随着AlN成核层厚度增加而略有升高,GaN(10-12)_ω扫描的FWHM随着厚度增加而有所下降。(10-12)_ω扫描的FWHM与GaN的刃型穿透位错密度相关,A1N成核层的厚度较大时会降低刃型穿透位错密度,并减弱c轴方向的压应变状态。