AlGaN紫外光探测器外延材料生长研究

报道了在蓝宝石衬底上采用金属有机物化学气相淀积技术成功地生长出了GaN基紫外探测器阵列外延材料,生长的高Al组分AlxGa1-xN(x≥0.4)薄膜不裂、表面光亮.并采用X-射线双晶衍射、显微照片等方法对薄膜质量进行了表征.生长的高Al组分AlxGa1-xN薄膜已用于研制64×64元日盲型紫外探测器焦平阵列.     

MCT液相外延薄膜的研制

用开管水平卧式液相外延系统在不同生长条件下生长了不同 x 值的MCT 液相外延薄膜。通过对外延生长工艺的控制,外延薄膜的表面形貌有较大改善,残留母液大为减少;外延薄膜的结构参数、电学参数和光学参数均有较大改善和提高。分析表明外延膜有较高的质量。短波材料和中波材料均已作出性能较高的器件。     

小切角衬底上4H-SiC同质外延薄膜的形貌

4H-SiC外延薄膜是加工高频、大功率电子电力器件的理想半导体材料,而使用不同斜切角的衬底进行外延生长的工艺不同.在1.2°小切角的4H-SiC离轴衬底上采用化学气相沉积(CVD)法生长同质外延薄膜.为了改善外延薄膜的表面形貌,对生长温度、原位表面处理和C/Si比这三个重要的生长参数进行了优化.利用光学显微镜和原子力显微镜(AFM)观察外延薄膜的表面形貌,发现较高的生长温度和较低的C/Si比可以有效降低缺陷密度和表面粗糙度.在生长前使用硅烷气体进行原位表面处理可以有效减小外延薄膜表面的台阶聚束效应.低温光致发光测试表明生长的外延薄膜质量良好.     

75mm 4°偏轴4H-SiC水平热壁式CVD外延生长

利用水平热壁式CVD外延生长技术,在75mm偏向1120方向4°的(0001)Si-面n型导电衬底上同质外延生长了4H-SiC薄膜.光学显微镜和原子力显微镜测试结果表明外延层表面存在三角形、胡萝卜状等典型的4°偏轴外延缺陷及普遍的台阶形貌.通过优化外延参数,片内浓度均匀性(σ/mean)和厚度均匀性分别达到4.37%和l.81%.     

75mm 4°偏轴4H-SiC水平热壁式CVD外延生长

利用水平热壁式CVD外延生长技术,在75mm偏向1120方向4°的(0001)Si-面n型导电衬底上同质外延生长了4H-SiC薄膜.光学显微镜和原子力显微镜测试结果表明外延层表面存在三角形、胡萝卜状等典型的4°偏轴外延缺陷及普遍的台阶形貌.通过优化外延参数,片内浓度均匀性(σ/mean)和厚度均匀性分别达到4.37%和l.81%.     

溶胶-凝胶法制备的ZnO:Al薄膜的表面形貌与导电性

采用溶胶一凝胶工艺在普通载玻片上制备出C轴择优取向的ZnO:A1透明导电薄膜.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等分析手段对薄膜进行了表征,重点研究了薄膜表面形貌与导电性的关系.结果表明,薄膜具有骨架型网状结构,网状越密集其导电性越好;同时,用高倍数扫描电镜扫描所得的图像越清晰,薄膜的导电性越好.     

InxGa1-xN合金薄膜In的表面分凝现象

用MOCVD方法在α-Al2O3 (0001）衬底上外延生长了InxGa1-xN合金薄膜. 测量结果显示：所制备的InxGa1-xN样品中In的组分随外延生长温度而改变，生长温度由620℃升高到740℃, In的组分由0.72降低到0.27. 这是由于衬底温度越高，In进入InxGa1-xN薄膜而成键的效率越低. 样品的X射线衍射谱和X射线光电子能谱均显示：在生长温度为620℃和690℃时所生长的InxGa1-xN样品中均存在明显的In的表面分凝现象；而生长温度升至740℃时所得到的InxGa1-xN样品中，In的表面分凝现象得到了有效抑制. 保持生长温度不变而将反应气体的V/III比从14000增加到38000, In的表面分凝现象也明显减弱. 由此可以认为，较高的生长温度使得In原子的表面迁移能力增强，In原子从InxGa1-xN表面解吸附的几率增大，而较高的V/III比则能增加N与In成键几率，从而有利于抑制In的表面分凝.     

InxGa1-xN合金薄膜In的表面分凝现象

用MOCVD方法在α-Al2O3(0001)衬底上外延生长了InxGa1-xN合金薄膜.测量结果显示:所制备的InxGa1-xN样品中In的组分随外延生长温度而改变,生长温度由620℃升高到740℃,In的组分由0.72降低到0.27.这是由于衬底温度越高,In进入InxGa1-xN薄膜而成键的效率越低.样品的X射线衍射谱和X射线光电子能谱均显示:在生长温度为620℃和690℃时所生长的InxGa1-xN样品中均存在明显的In的表面分凝现象;而生长温度升至740℃时所得到的InxGa1-xN样品中,In的表面分凝现象得到了有效抑制.保持生长温度不变而将反应气体的Ⅴ/Ⅲ比从14000增加到38000,In的表面分凝现象也明显减弱.由此可以认为,较高的生长温度使得In原子的表面迁移能力增强,In原子从InxGa1-xN表面解吸附的几率增大,而较高的Ⅴ/Ⅲ比则能增加N与In成键几率,从而有利于抑制In的表面分凝.     

InxGa1-xN合金薄膜In的表面分凝现象

用MOCVD方法在α-Al2O3(0001)衬底上外延生长了InxGa1-xN合金薄膜.测量结果显示:所制备的InxGa1-xN样品中In的组分随外延生长温度而改变,生长温度由620℃升高到740℃,In的组分由0.72降低到0.27.这是由于衬底温度越高,In进入InxGa1-xN薄膜而成键的效率越低.样品的X射线衍射谱和X射线光电子能谱均显示:在生长温度为620℃和690℃时所生长的InxGa1-xN样品中均存在明显的In的表面分凝现象;而生长温度升至740℃时所得到的InxGa1-xN样品中,In的表面分凝现象得到了有效抑制.保持生长温度不变而将反应气体的Ⅴ/Ⅲ比从14000增加到38000,In的表面分凝现象也明显减弱.由此可以认为,较高的生长温度使得In原子的表面迁移能力增强,In原子从InxGa1-xN表面解吸附的几率增大,而较高的Ⅴ/Ⅲ比则能增加N与In成键几率,从而有利于抑制In的表面分凝.     

液相外延MCT薄膜表面形貌观察及与组分的关系

用扫描电子显微镜对滑块式液相外延技术生长的MCT外延薄膜表面形貌进行了观察,并用能谱仪对其表面组分进行了分析.研究结果表明:除衬底情况、生长条件以及生长系统外、外延薄膜表面组分与其表面形貌也有一定的关系.本文较详细地报道了MCT外延膜表面形貌观察结果,并初步讨论了表面组分对表面形貌可能的影响.