采用低温AlN插入层在氢化物气相外延中生长GaN膜

采用低温AlN插入层在氢化物气相外延(HVPE)设备中生长出高质量GaN膜。X射线衍射(XRD)测量发现,低温AlN插入层有助于提高GaN膜的结晶质量。低温(10K)光致发光(PL)谱测量表明,低温AlN插入层有助于释放GaN膜外延生长的应力。原子力显微镜(AFM)测量显示,GaN膜具有非常光滑的表面形貌,并估算出其位错密度约为3.3×108cm-2。     

Ⅲ-Ⅴ族化合物超薄层外延生长新技术——原子层外延

本文概述了Ⅲ-Ⅴ族化合物原子层外延(ALE),重点介绍了脉冲喷射(PJ)-ALF、氯化物-ALE和增强迁移外延(MEE)。ALE生长层厚度对生长参数,如源气体分压、生长温度和生长时间都不敏感,主要取决于ALE周期数目,因此ALE又称“数字外延”。与传统的MBE和MOCVD相比,ALE具有生长层厚度更均匀、缺陷密度更低、选择外廷中无边缘生长以及侧壁外延可控制到单原子层等优点。文中还讨论了ALEⅢ-Ⅴ族化合物电学性能和应用。     

ZnO缓冲层的厚度对HVPE-GaN外延层的影响

为了得到高质量的GaN材料,首先在c面蓝宝石(Al2O3)衬底上射频磁控溅射不同厚度的ZnO缓冲层,然后采用氢化物气相外延(HVPE)法在ZnO缓冲层上生长约5.2μm厚的GaN外延层,研究ZnO缓冲层的厚度对GaN外延层质量的影响。用微分干涉显微镜(DIC)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和光致发光(PL)技术研究分析了GaN外延层的表面形貌、结晶质量和光学特性。结果表明,ZnO缓冲层的厚度对GaN外延层的特性有着重要的影响,200 nm厚的ZnO缓冲层最有利于高质量GaN外延层的生长。     

AlN单晶衬底的制备及研究进展

氮化铝(AlN)作为直接带隙半导体且禁带宽度为6.2 eV,使其在深紫外光电子器件(如半导体激光器、日盲光探测器等)、高频大功率射频器件等领域具有广泛的应用前景,而高性能器件的实现需要高质量AlN衬底作为基础.对AlN材料的基本性质进行了阐述,着重对AlN单晶衬底的制备方法进行了介绍:物理气相传输法(PVT)、氢化物气...     

HVPE法制备GaN过程中GaAs衬底的氮化

在自制的立式氢化物气相外延(HVPE)系统炉中,一定温度下通入一定流量的NH3使GaAs(111)衬底氮化一层GaN薄膜,以防止高温外延生长GaN时GaAs分解,进而提高了之后GaN外延生长的晶体质量。实验主要通过XRD检测氮化层的质量,研究了氮化温度和时间对氮化层的影响。实验发现,氮化温度过高会使GaAs表面分解,氮化层为多晶。氮化时间过短,氮化层致密性低,不能起到保护衬底的作用;时间过长则氮化层质量降低,GaN(002)半高宽(FWHM)较大。分析结果表明,在500℃氮化2min的工艺条件下,获得的氮化层质量相比其他条件较好,致密性高。     

原子层分子束外延技术

本文概述了Ⅲ-Ⅴ族化合物分子束外延的新进展——原子层分子束外延（ALMBE）。介绍了它的基本原理、生长方法和应用。     

Ⅲ族氮化物半导体的气相外延生长及其热力学分析（1）

宽带隙Ⅲ族氮化物半导体材料在新型光电器件中具有潜在应用,它的研究目前已成为材料科学中一个极其活跃的前沿。本文从表面热力学反应的角度出发,着重介绍了ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａ以及ＩｎＡｌＮ等Ⅲ族氮化物材料的气相外延生长。     

含有低温AlN插入层的厚膜GaN的氢化物气相外延生长

研究了采用低温氮化铝(LT-AlN)插入层的厚膜GaN的氢化物气相外延生长(HVPE),并比较了7nm厚的LT-AlN插入层在经过不同退火时间后对GaN膜生长的影响.结果表明,退火后的LT-AlN插入层表面形貌发生很大变化.在一定的退火条件下,AlN插入层能有效地改善HVPE生长的GaN外延层的结晶质量.     

HVPE法制备AlN单晶薄膜

采用氢化物气相外延(HVPE)在6H-SiC衬底上生长AlN单晶薄膜。利用热力学理论计算源区Al-NH体系中的物质平衡,表明源区温度为800~900K时,HCl与AlCl3气体分压为1∶3,主要产物是对石英管腐蚀较低的AlCl_3。控制源区温度800~900K,生长区温度1 373K,HCl流量25cm~3/min,分析NH_3和HCl流量比(R)对薄膜形貌及结晶度的影响。R=0.5时,获得表面平整光滑且厚度为7μm的AlN单晶。     

HVPE气相外延法在c面蓝宝石上选区外延生长GaN及其表征

使用气相沉积SiO2和普通光刻以及湿法腐蚀方法,在C面蓝宝石上开出不同尺寸的正方形窗口,在窗口区域中露出衬底,然后使用氢化物气相外延(HVPE)方法选区外延GaN薄膜.采用光学显微镜、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨率双晶X射线衍射(DCXRD)和喇曼谱测试(Raman shift)对薄膜进行分析.结果表明,在C面蓝宝石衬底上独立的正方形窗口区域中外延生长的,厚度约20μm的GaN薄膜,当窗口面积为100μm×100μm时,GaN表面无裂纹;而当窗口面积为300μm×300μm和500μm×500μm时,GaN表面有裂纹.随着窗口面积的减小,GaN双晶衍射摇摆曲线的(0002)峰的半高宽(FWHM)减小,表明晶体的质量更好,最小的半高宽为530".从正方形窗口区的角上到边缘再到中心,GaN的面内压应力逐渐减小,分析认为这与OaN横向外延区(ELO区)与SiO2掩膜之间的相互作用,以及窗口区到ELO区的线位错的90"扭转有关.     

HVPE气相外延法在c面蓝宝石上选区外延生长GaN及其表征

使用气相沉积SiO2和普通光刻以及湿法腐蚀方法,在C面蓝宝石上开出不同尺寸的正方形窗口,在窗口区域中露出衬底,然后使用氢化物气相外延(HVPE)方法选区外延GaN薄膜.采用光学显微镜、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨率双晶X射线衍射(DCXRD)和喇曼谱测试(Raman shift)对薄膜进行分析.结果表明,在C面蓝宝石衬底上独立的正方形窗口区域中外延生长的,厚度约20μm的GaN薄膜,当窗口面积为100μm×100μm时,GaN表面无裂纹;而当窗口面积为300μm×300μm和500μm×500μm时,GaN表面有裂纹.随着窗口面积的减小,GaN双晶衍射摇摆曲线的(0002)峰的半高宽(FWHM)减小,表明晶体的质量更好,最小的半高宽为530".从正方形窗口区的角上到边缘再到中心,GaN的面内压应力逐渐减小,分析认为这与OaN横向外延区(ELO区)与SiO2掩膜之间的相互作用,以及窗口区到ELO区的线位错的90"扭转有关.     

In0.5Ga0.5P／GaAs材料系中有序结构的研究

利用光致发光，横截面透射电子显微镜对金属有机物气相处延生长的Ｉｎ０．５Ｇａ０．５Ｐ／ＧａＡｓ材料中的有序结构进行了研究。实验结果指出（１）材料中有序畴的尺寸，形状及分布特性极大地依赖于材料的生长条件；（２）材料的光学性质和结构性质有密切关系。     

含有低温AlN插入层的厚膜GaN的氢化物气相外延生长

研究了采用低温氮化铝(LT-AlN)插入层的厚膜GaN的氢化物气相外延生长(HVPE),并比较了7nm厚的LT-AlN插入层在经过不同退火时间后对GaN膜生长的影响.结果表明,退火后的LT-AlN插入层表面形貌发生很大变化.在一定的退火条件下,AlN插入层能有效地改善HVPE生长的GaN外延层的结晶质量.     

开管汽相外延法生长碲镉汞晶膜

报道用开管汽相外延法生长长波碲镉汞晶膜的结果。实验表明,用这种方法容易得到适合红外焦平面列阵器件制备用的大面积均匀优质碲镉汞晶膜。     

利用混合极性制备多孔缓冲层及其在GaN厚膜外延中的应用

使用分子束外延(MBE)技术在(0001)面蓝宝石衬底上生长混合极性的氮化镓(GaN)薄膜,利用不同极性面的GaN薄膜在强碱溶液中腐蚀特性的差异,混和极性样品经腐蚀处理后,得到了一层具有多孔结构的GaN层.以多孔结构的GaN作为缓冲层,用卤化物气相外延(HVPE)方法生长GaN厚膜.X射线双晶衍射和光致发光等测试结果表明,多孔结构的GaN缓冲层可以有效地释放GaN厚膜和衬底之间因热膨胀系数失配产生的应力,使GaN厚膜晶体的质量得到很大提高.