化学计量比的偏离对GaN的结晶品质及光电性能的影响

用X射线光电子能谱对MOCVD生长的未故障掺杂GaN单晶薄膜进行N、Ga组份测试,同时用RBS／Channeling,Hall测量和光致发光技术对样品进行结晶品质及光电性能研究。结果表明N含量相对低的GaN薄,其背景流子浓度较高,离子束背散射沟道最小产额比Xmin较小,带边辐射复合跃迁较强,在N含量相对低的GaN薄膜中易形成N空位,N空位是导致未故障掺杂的GaN单晶薄膜呈现n型电导的主要原因,N空位本身对离子束沟道产额没有贡献。但它能弛豫GaN与Al2O3之间的晶格失配,改善生长的GaN薄膜的结晶品质。     

化学计量比的偏离对GaN的结晶品质及光电性能的影响

用 X射线光电子能谱对 MOCVD生长的未故意掺杂 Ga N单晶薄膜进行 N、 Ga组份测试 ,同时用 RBS/Channeling、 Hall测量和光致发光技术对样品进行结晶品质及光电性能研究 .结果表明 N含量相对低的 Ga N薄膜 ,其背景载流子浓度较高 ,离子束背散射沟道最小产额比 χmin较小 ,带边辐射复合跃迁较强 .在 N含量相对低的 Ga N薄膜中易形成 N空位 ,N空位是导致未故意掺杂的 Ga N单晶薄膜呈现 n型电导的主要原因 ;N空位本身对离子束沟道产额没有贡献 ,但它能弛豫 Ga N与 Al2 O3之间的晶格失配 ,改善生长的 Ga N薄膜的结晶品质     

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。     

GaN的RBS/沟道、X射线双晶衍射和光致发光谱

采用卢瑟福背散射及沟道效应、X射线双晶衍射和光致发光谱三种技术对两类未故意掺杂的MOVPE生长的GaN样品进行综合测试.它们在表征GaN单晶膜质量方面结果一致.     

GaN的RBS/沟道、X射线双晶衍射和光致发光谱

采用卢瑟福背散射及沟道效应、X射线双晶衍射和光致发光谱三种技术对两类未故意掺杂的MOVPE生长的GaN样品进行综合测试.它们在表征GaN单晶膜质量方面结果一致     

MOVPE生长的GaN中有关Zn的电致发光特性

GaN是制造发蓝光器件的理想材料之一。在蓝宝石(0001)(C-面)衬底上用HVPE法(氢气气相外延法)己生长出GaN单晶。但是,要获得具有无裂痕的表面平滑的高质量GaN薄膜是相当困难的,这是因为在外延膜和衬底之间的热膨胀系数不同以及存在着较刀的晶格失配。在用MOVPE生长GaN之前预先沉积的AlN薄膜缓冲层对改进表面形态及未掺杂GaN膜的结晶质量有明     

MOCVD生长的InGaN薄膜的离子束背散射沟道及其光致发光

采用MOCVD技术以Al2O3为衬底在GaN膜上生长了InGaN薄膜.以卢瑟福背散射/沟道（RBS/Channeling）技术和光致发光（PL）技术对InxGa1-xN/GaN/Al2O3样品进行了测试,获得了合金层的组分、厚度、元素随深度分布、结晶品质及发光性能等信息.研究表明生长温度和TMIn/TEGa比对InGaN薄膜的In组分和生长速率影响很大.在一定范围内,降低TMIn/TEGa比,InGaN膜的生长速率增大,合金的In组分反而提高.降低生长温度,InGaN膜的In组分提高,但生长速率基本不变.InGaN薄膜的结晶品质随In组分的增大而显著下降,InGaN薄膜的In组分由0.04增大到0.26,其最低沟道产额比由4.1%增至51.2%.InGaN薄膜中In原子易处于替位位置,在所测试的In组分范围,In原子的替位率均在98%以上.得到的质量良好的In0.04Ga0.96N薄膜的最低产额为4.1%.研究结果还表明用RBS技术和光致发光技术测定InGaN中In组分的结果相差很大,InGaN的PL谱要受较多因素影响,很难准确测定In组分,而以RBS技术得到的结果是可靠的.     

MOCVD生长的InGaN薄膜的离子束背散射沟道及其光致发光

采用 MOCVD技术以 Al2 O3为衬底在 Ga N膜上生长了 In Ga N薄膜 .以卢瑟福背散射 /沟道 (RBS/Channeling)技术和光致发光 (PL )技术对 Inx Ga1 - x N / Ga N / Al2 O3样品进行了测试 ,获得了合金层的组分、厚度、元素随深度分布、结晶品质及发光性能等信息 .研究表明生长温度和 TMIn/ TEGa比对 In Ga N薄膜的 In组分和生长速率影响很大 .在一定范围内 ,降低 TMIn/ TEGa比 ,In Ga N膜的生长速率增大 ,合金的 In组分反而提高 .降低生长温度 ,In Ga N膜的 In组分提高 ,但生长速率基本不变 . In Ga N薄膜的结晶品质随 In组分的增大而显著下降 ,In Ga N薄膜     

GaN材料的高速生长对其C污染以及光致发光光谱的影响

利用金属有机化学气相沉积对GaN的高速生长进行了研究.结果表明,随着GaN生长速率的提高,其非故意掺杂的C含量也在提高,并且呈现出良好的线性关系.当生长速率由2μm/h增加至7.2μm/h时,利用SIMS测量发现其GaN中的C含量由2.9×1017增加至5.7×1018 cm-3 .研究表明,N空位的存在与C浓度之间存在紧密的联系。在高氨气分压生长条件下,N空位的浓度也在急剧下降。此时,与具有相近生长速率的常规样品相比,其C含量几乎下降了一个数量级。.光致发光光谱表明,黄带以及蓝带的强度与C污染存在线性关系.这个结果也证实了与C相关的缺陷是导致黄带以及蓝带发光的主要来源。     

fmax为107GHz的AlGaN/GaN HFET

UCLA,JPL和Epitronics报道了在半绝缘4H-SiC衬底上生长的非掺杂沟道Al0.30Ga0.70N/GaN HFET,器件没有制作空气桥,获得的fmax达到了107GHz的新记录.该器件包括一个100nm AlN缓冲层、1.25nm的未掺杂GaN、3nm的未掺Al0.30Ga0.70N和n型重掺杂(Si=1×1019cm-3)的30nm的Al0.30Ga0.70N层.栅长为0.2μm,由于在AlGaN层中的Al含量高和n型掺杂重,获得的源漏欧姆接触电阻为0.15Ω*mm.除了优越的频率特性,该器件的跨导为260mS/mm(栅的反向偏置电压为3.5V),饱和电流密度为1.2A/mm.