MOCVD生产GaN气相、表面反应的数值模拟

采用计算流体力学方法对生长GaN的立式行星结构金属有机物化学气相沉积(MOCVD)反应室中的流场、空间气相反应和载片表面沉积速率进行了三维数值模拟,研究了载片旋转、反应室高度、氨气流量和基座不同温度布局方式对反应产物浓度分布和载片表面沉积速率等物理参数的影响,并对主要运行参数提出了优化建议,例如采用较低反应室高度、基座中心附近采用较低温度等.     

GaN生长速率的研究

采用在位监控方法研究了MOCVD系统中GaN材料的外延生长速率与NH3流量、TMGa流量、Ⅴ/Ⅲ比等生长参数的关系．GaN生长速率随NH3流量的提高先增加后减小,而随TMGa流量的增加线性的增加．在不同NH3流量的情况下,GaN生长速率随TMGa流量增加的速率不同．GaN的生长速率与Ⅴ/Ⅲ比没有直接的关系,而与NH3,TMGa等条件有关．实验结果表明,MOCVD系统中存在着较强的预反应．预反应的程度与TMGa的流量成正比．     

GaN生长速率的研究

采用在位监控方法研究了MOCVD系统中GaN材料的外延生长速率与NH3流量、TMGa流量、Ⅴ/Ⅲ比等生长参数的关系.GaN生长速率随NH3流量的提高先增加后减小,而随TMGa流量的增加线性的增加.在不同NH3流量的情况下,GaN生长速率随TMGa流量增加的速率不同.GaN的生长速率与Ⅴ/Ⅲ比没有直接的关系,而与NH3,TMGa等条件有关.实验结果表明,MOCVD系统中存在着较强的预反应.预反应的程度与TMGa的流量成正比.     

MOCVD生长GaN材料的模拟

基于计算流体力学在三维空间中模拟了水平行星式金属有机物化学气相沉积(MOCVD)反应器生长GaN材料的流场、热场、反应物与生成物的分布以及材料生长速率等重要物理参数.计算结果与同样条件下的实验结果吻合程度相当高,表明化学反应机理和计算方法是非常可靠的,能够以此来模拟和指导GaN基材料的MOCVD生长工艺.研究并讨论了GaN的MOCVD生长中输入Ⅴ/Ⅲ比、进气口双束流上下比、总流量、反应室压力等工艺条件对局域Ⅴ/Ⅲ比的影响.     

MOCVD生长GaN材料的模拟

基于计算流体力学在三维空间中模拟了水平行星式金属有机物化学气相沉积（MOCVD）反应器生长GaN材料的流场、热场、反应物与生成物的分布以及材料生长速率等重要物理参数．计算结果与同样条件下的实验结果吻合程度相当高，表明化学反应机理和计算方法是非常可靠的，能够以此来模拟和指导GaN基材料的MOCVD生长工艺．研究并讨论了GaN的MOCVD生长中输入Ⅴ/Ⅲ比、进气口双束流上下比、总流量、反应室压力等工艺条件对局域Ⅴ/Ⅲ比的影响．     

立方相GaN的高温MOCVD生长

利用MOCVD技术在提高生长温度(900℃)下生长出了高质量的立方相GaN,生长速度提高到1.6μm/h.高温生长的GaN样品近带边峰室温光荧光半高宽为48meV,小于在830℃下生长的GaN样品.在ω扫描模式下,X射线衍射表明高温生长的GaN具有较小的(002)峰半高宽21′.可以看出,尽管立方GaN是亚稳态,高生长温度仍然有利于其晶体质量的提高.本文对GaN生长中生长温度和生长速度之间的关系作了讨论.     

m面非极性GaN材料MOCVD生长和特性

用MOCVD方法在(100)LiAlO2衬底上研制出m面的非极性GaN薄膜材料.研究了不同生长条件对材料特性的影响.通过优化生长,获得了非极化m面GaN单晶薄膜.     

立方相GaN的高温MOCVD生长

利用MOCVD技术在提高生长温度(900℃)下生长出了高质量的立方相GaN,生长速度提高到1.6μm/h.高温生长的GaN样品近带边峰室温光荧光半高宽为48meV,小于在830℃下生长的GaN样品.在ω扫描模式下,X射线衍射表明高温生长的GaN具有较小的(002)峰半高宽21′.可以看出,尽管立方GaN是亚稳态,高生长温度仍然有利于其晶体质量的提高.本文对GaN生长中生长温度和生长速度之间的关系作了讨论.     

m面非极性GaN材料MOCVD生长和特性

用MOCVD方法在(100)LiAlO2衬底上研制出m面的非极性GaN薄膜材料.研究了不同生长条件对材料特性的影响.通过优化生长,获得了非极化m面GaN单晶薄膜.     

MOCVD Growth of Device—quality GaN on Sapphire

An AIN Layer grown by an ALE has been developed to improve the growth quality of GaN ON Al2O3 substrate by low-pressure metalorganic vapor phase epitaxy(LP-MOVPE).An ALE AIN layer grown on Al2O3 substrate has a high quality and the structure is similar to GaN, this AIN layer can release the stress between Al2O3 substrate and GaN epilayer.By using this method, the orientation of substrate is extended to GaN epilayer, and the column tilt and the twist are improved, so as to obtain the device-quality GaN.