采用金属镓层氮化技术在石英衬底上生长多晶GaN

随着多晶GaN材料发光研究的不断深入，大面积、价格低廉的多晶GaN基光电器件的研制已成为工业生产中一个重要的研究领域。石英玻璃以其自身特有的优势，成为生长多晶GaN材料的较为理想的衬底。本采用一种新的金属镓层氮化技术，使用无定形石英作衬底，在常压下制备出多晶GaN。经分析测试表明，生长出的多晶GaN为六方结构且质量较好，并观察到针状的表面结构。     

金属缓冲层上生长GaN薄膜的结构、发光性能及其生长机理

为了解决硅衬底与GaN之间的晶格失配和热失配问题,实验尝试采用常压化学气相沉积法(APCVD),分别以金属镓(Ga)和氨气(NH3)为镓源和氮源,在加入A1、Au/Al两种金属缓冲层和不加缓冲层的硅衬底上生长氮化镓(GaN)薄膜.采用高分辨X射线衍射仪(HRXRD)、X-ray能谱仪(EDS)、场发射扫描电子显微镜(F...     

ZnO缓冲层上低温生长Al掺杂的ZnO薄膜

采用射频磁控溅射法在ZnO缓冲层上制备了不同Al掺杂量的ZnO（AZO）薄膜。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和光致发光（PL）等表征技术,研究了AZO薄膜的微观结构、表面形貌和发光特性。结果表明,随着Al掺杂量的增加,ZnO薄膜的择优取向性发生了改变,且当Al的掺杂量为0.81%（原子分数）时,（002）衍射峰与其它衍射峰强度的比值达到最大,表明适合的Al掺杂使ZnO薄膜的择优取向性得到了改善。在可见光范围内薄膜的平均透过率超过70%。通过对样品光致发光（PL）谱的研究,发现所有样品出现了3个发光峰,分别对应于以444nm（2.80eV）、483nm（2.57eV）为中心的蓝光发光峰和以521nm（2.38eV）为中心较弱的绿光峰。并对样品的发光机理进行了详细的探讨。     

采用金属镓层氮化技术在石英衬底上生长多晶GaN

随着多晶GaN材料发光研究的不断深入 ,大面积、价格低廉的多晶GaN基光电器件的研制已成为工业生产中一个重要的研究领域。石英玻璃以其自身特有的优势 ,成为生长多晶GaN材料的较为理想的衬底。本文采用一种新的金属镓层氮化技术 ,使用无定形石英作衬底 ,在常压下制备出多晶GaN。经分析测试表明 ,生长出的多晶GaN为六方结构且质量较好 ,并观察到针状的表面结构     

低温缓冲层对金刚石衬底上GaN的沉积作用

采用电子回旋共振等离子体增强金属有机物化学气相沉积技术,以自支撑金刚石厚膜作为衬底,改变缓冲层参数条件,低温沉积氮化镓(Ga N)薄膜材料。实验结束之后,利用反射高能电子衍射、X射线衍射和原子力显微镜系统性对实验制备的薄膜样品进行测试分析,探究引入低温缓冲层与无缓冲层以及改变缓冲层沉积温度对Ga N薄膜质量的影响。结果表明,低温缓冲层的制备,对后续的薄膜样品沉积制备起到减小晶格失配的作用,而且低温缓冲层沉积温度在100℃时,沉积制备的薄膜样品呈高度c轴择优取向,结晶性较好;薄膜表面平整。     

退火温度和ZnO缓冲层对氨化Ga2O3/ZnO薄膜合成GaN纳米结构的影响

利用射频磁控溅射法在Si(111)衬底上先溅射ZnO缓冲层,再溅射Ga2O3薄膜,然后在开管炉中不同温度下通氨气进行氨化反应生长GaN薄膜.分析结果表明,利用该方法制备的GaN薄膜是六角纤锌矿多晶结构,并且随着氨化温度的升高,GaN薄膜向棒状和线状形态转变.同时分析了ZnO缓冲层对形成GaN纳米结构的影响.     

Si（111）衬底上非晶态GaN薄膜的晶化过程

采用磁控溅射法在Si（111）衬底上直接淀积GaN薄膜。通过X射线衍射谱（XRD）、X光电子能谱（XPS）和扫描电子显微镜（SEM）研究GaN薄膜由非晶态向多晶态的转化过程。实验结果表明：（1）在900℃氮气气氛中退火，非晶态GaN保持不变；（2）在900℃氨气气氛中退火，虽然非晶态GaN转化为多晶态GaN，但却出现中间相金属Ga；（3）在非晶态GaN向多晶态GaN转化过程中，GaN晶粒将逐渐增大。     

以ZnO为缓冲层制备硅基氮化镓薄膜

用脉冲激光沉积法(PLD)先在600℃的Si(111)衬底上沉积ZnO薄膜,然后用磁控溅射法再沉积GaN薄膜。直接沉积得到的GaN薄膜是非晶结构,将样品在氨气氛围中在850、900、950℃下退火15min得到结晶的GaN薄膜。用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外吸收谱(FTIR)、光致发光谱(PL)和扫描电子显微镜(SEM)研究了ZnO缓冲层对GaN薄膜的结晶和形貌的影响。     

薄膜太阳电池缓冲层硫化镉的制备

采用操作简单的化学水浴法(CBD)在普通载玻片上制备了太阳能电池用缓冲层硫化镉薄膜。通过改变反应温度、溶液p H值和退火温度等实验条件,探讨了硫化镉薄膜的最佳制备工艺条件,并利用X射线衍射仪、紫外-可见-分光光度计和电化学工作站对生成的薄膜样品进行了表征。结果表明,制备均匀性好、致密、覆盖度好的硫化镉薄膜的最佳实验条件如下:反应温度为70℃,溶液p H值为10,且后续在350℃温度下进行热处理1 h。此条件下得到的硫化隔薄膜的可见光透过率较高,具有明显的光电导现象;通过计算,最优实验条件下获得薄膜的禁带宽度为2.3 5 e V,与理论值2.42 e V很接近。     

Al预沉积层对金属有机物化学气相沉积方法在Si衬底上生长AlN缓冲层和GaN外延层的影响

采用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)在硅(Si)衬底制备铝/氮化铝/氮化镓(Al/AlN/GaN)多层薄膜,使用光学显微镜(OM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)等手段表征AlN和GaN薄膜的微观结构和晶体质量,研究了TMAl流量对AlN薄膜和GaN薄膜的形核和生长机制的影响。结果表明,预沉积Al层能促进AlN的形核和生长,进而提高GaN外延层的薄膜质量。TMAl流量太低则预沉积Al层不充分,AlN缓冲层的质量取决于由形核长大的高结晶度AlN薄膜与在气氛中团聚长大并沉积的低结晶度AlN薄膜之间的竞争,AlN薄膜的质量随着TMAl流量的升高而提高,GaN薄膜的质量也随之提高。TMAl流量太高则预沉积Al层过厚,AlN缓冲层的质量取决于由形核长大的高结晶度AlN薄膜与Al-Si回融蚀刻之间的竞争,AlN薄膜的质量随着TMAl流量的升高而降低,GaN薄膜的质量也随之降低。     

阳极氧化铝作缓冲层的Si基GaN生长

尝试了Si基上生长GaN外延层的一种新的缓冲层材料一阳极氧化铝，在Si（111）衬底上电子束蒸发铝膜，经阳极氧化后放入MOCVD系统中退火，然后进行GaN外延生长，对材料的微结构和电学性质进行了测量和分析，并将得到的GaN材料制备成光导型的紫外光电探测器，器件在330－380nm紫外光区域有明显的响应，最后响应度为3．5A／W（5V偏压）。     

在ZnO／Al2O3衬底上生长高质量GaN单晶薄膜

利用ＬＰ－ＭＯＣＶＤ在ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３衬底上生长了ＧａＮ。实验发现低温生长ＧａＮ过渡层有利于晶体质量的提高;样品ＰＬ谱主峰红移到蓝光区,这对于研制蓝色ＬＥＤ具有一定的启发意义。     

以TiO_2为缓冲层在GaN上外延生长PZT铁电薄膜

采用脉冲激光沉积技术在(0001)取向的GaN基片上以TiO2为缓冲层外延生长了PZT(111)单晶薄膜。X射线衍射分析表明PZT(111)衍射峰的摇摆曲线半高宽为0.4°,说明薄膜结晶性能良好。PZT薄膜疲劳特性测试结果表明,在经过107次翻转后PZT薄膜的剩余极化强度开始出现下降。P-E电滞回线和I-V测试表明PZT薄膜矫顽场(2Ec)为350 kV/cm,剩余极化(2Pr)约为96μC/cm2,在1 V电压下薄膜的漏电流密度为1.5×10-7A/cm2。以上性能测试结果表明,在半导体GaN上外延生长的PZT铁电薄膜性能基本满足铁电随机存储器的需要。     

用于Si基片上外延BST薄膜的缓冲层的研究进展

由于界面之间的扩散,很难取得在Si基片上BST薄膜的外延.在这种异质结之间,稳定的缓冲层起着良好的阻挡作用以及结构上的延伸功能.综述了用于外延BST薄膜的缓冲层材料的意义和要求,及国内外通过缓冲层来控制界面以及薄膜的外延取向而获得高质量薄膜的最新研究动态,展望了今后用于外延BST薄膜的缓冲层材料发展的趋势.     

Growth of GaN on SiC/Si substrates using AlN buffer layer by hot-mesh CVD

GaN films were grown on SiC/Si (111) substrates by hot-mesh chemical vapor deposition (CVD) using ammonia (NH₃) and trimetylgallium (TMG) under low V/III source gas ratio (NH₃/TMG = 80). The SiC layer was grown by a carbonization process on the Si substrates using propane (C₃H₈). The AlN layer was deposited as a buffer layer using NH₃ and trimetylaluminum (TMA). GaN films were formed and grown by the reaction between NH_x radicals, generated on a tungsten hot mesh, and the TMG molecules. The GaN films with the AlN buffer layer showed better crystallinity and stronger near-band-edge emission compared to those without the AlN layer.     

高质量GaN薄膜生长工艺的研究进展

概述了GaN异质外延生长中衬底的选择以及缺陷的形成机理,从缓冲层技术、横向外延技术、柔性衬底技术等生长工艺方面综述了国内外GaN基半导体薄膜生长的最新研究和进展,并对其优缺点进行了分析比较,认为发展同质外延将有希望解决现在异质外延生长中存在的问题,最后展望了GaN基薄膜同质外延生长的前景.     

铜基体上CVD金刚石厚膜的制备

用MWCVD方法在无预处理铜基体上获得了金刚石薄膜和厚膜。所得金刚石膜从基体上自动脱落,但形貌分析和Ramman分析表明,所得金刚石膜具有较好的质量。因此铜是制备金刚石厚膜的理想基体材料。