AlGaN材料的MOCVD生长研究

文章研究了AlGaN材料的MOCVD生长机制。在位监控曲线表明,AlGaN材料生长过程是由三维生长逐渐过渡到二维生长,由于Al原子表面迁移率太小,随着TMAl流量的增加,需要更长的时间才能出现二维生长,材料质量也随着Al组分的增加而下降,AlGaN的表面形貌也变差。随着TMAl流量的增加,AlGaN材料的生长速率反而下降,这是由于Al原子阻止了Ga原子参与材料生长。实验还发现,由于TMAl与NH3 之间存在强烈的寄生反应,AlGaN材料中的Al组分远小于气相中的Al组分。文中简单探讨了提高AlGaN材料质量的生长方法。     

蓝宝石衬底上原子级光滑AlN外延层的MOCVD生长

在蓝宝石衬底表面无氮化、低Ⅴ/Ⅲ比的情况下,采用1200℃的衬底温度、5kPa反应室气压,用MOCVD方法在蓝宝石衬底上生长出了表面原子级光滑的AlN外延层.原子力显微镜测试表明其平均粗糙度为0.44nm,X射线衍射(0002)回摆曲线FWHM为166".实验结果和分析表明,极性和气相反应是影响AlN表面形貌的主要原因.以原子级光滑的AlN为模板生长出了高质量的高Al组分的n型AlGaN,证实了AlN模板具有较好的质量.     

蓝宝石衬底上原子级光滑AlN外延层的MOCVD生长

在蓝宝石衬底表面无氮化、低Ⅴ/Ⅲ比的情况下,采用1200℃的衬底温度、5kPa反应室气压,用MOCVD方法在蓝宝石衬底上生长出了表面原子级光滑的AlN外延层.原子力显微镜测试表明其平均粗糙度为0.44nm,X射线衍射(0002)回摆曲线FWHM为166".实验结果和分析表明,极性和气相反应是影响AlN表面形貌的主要原因.以原子级光滑的AlN为模板生长出了高质量的高Al组分的n型AlGaN,证实了AlN模板具有较好的质量.     

AlGaN /GaN分布布拉格反射镜的MOCVD生长

文中利用MOCVD方法,采用高质量GaN作为缓冲层,在（0001）取向的蓝宝石衬底上实现了不同组分的AlxGa1-xN/GaN分布布拉格反射镜（DBR）的制备.通过XRD、SEM、AFM、反射谱等测量分析手段,研究了AlxGa1-xN/GaN DBR的结构质量、厚度和表面形貌.     

蓝宝石上AlN基板的MOCVD外延生长

结合 AlN 成核缓冲层技术和NH3流量调制缓冲层方法,采用 MOCVD 在(0001)面蓝宝石衬底上生长了 AlN 基板,用扫描电镜、原子力显微镜及 X 射线衍射仪对样品进行了表征,结果表明基板无裂纹,其平均粗糙度为0.35 nm,(0002)和(1012)回摆曲线 FWHM 分别为 37"和712".详细论述了AlN基板的生长模式、位错行为和应力释放途径.     

蓝宝石衬底上单晶InN薄膜的MOCVD生长

采用非掺GaN为缓冲层,利用金属有机物气相沉积(MOCVD)方法在蓝宝石衬底上获得了晶体质量较好的InN单晶薄膜.用光学显微镜观察得到的InN薄膜,表面无铟滴生成.INN(0002)X射线双晶衍射摇摆曲线的半峰宽为9.18;原子力显微镜测得的表面平均粗糙度为18.618nm;Hall测量得到的InN薄膜的室温背景电子浓度为1.08×1019cm-3,相应的迁移率为696cm2/(V·s).     

蓝宝石衬底上单晶InN薄膜的MOCVD生长

采用非掺GaN为缓冲层,利用金属有机物气相沉积(MOCVD)方法在蓝宝石衬底上获得了晶体质量较好的InN单晶薄膜.用光学显微镜观察得到的InN薄膜,表面无铟滴生成.INN(0002)X射线双晶衍射摇摆曲线的半峰宽为9.18;原子力显微镜测得的表面平均粗糙度为18.618nm;Hall测量得到的InN薄膜的室温背景电子浓度为1.08×1019cm-3,相应的迁移率为696cm2/(V·s).     

AlGaN /GaN分布布拉格反射镜的MOCVD生长

文中利用MOCVD方法,采用高质量GaN作为缓冲层,在(0001)取向的蓝宝石衬底上实现了不同组分的Alx Ga1 - xN /GaN分布布拉格反射镜(DBR)的制备。通过XRD、SEM．AFM、反射谱等测量分析手段,研究了Alx Ga1 - xN /GaN DBR的结构质量、厚度和表面形貌。     

蓝宝石衬底上生长AlGaN/AlN结构的应变分析

采用低温和高温AlN复合缓冲层的方法在蓝宝石衬底上外延生长AlGaN/AlN结构,并进行了应变分析.通过X射线双晶衍射ω-2θ扫描曲线和拟合曲线分析发现,AlN是由两个不同弛豫度的应变缓冲层组成,弛豫度分别为96%和97.2%.AlN缓冲层在低温下不完全弛豫,导致高温下存在一个继续弛豫过程.X射线双晶衍射和透射光谱分析发现,AlGaN层Al组分由于未知的AlGaN弛豫度而无法确定.对AlGaN带隙公式和实验结果进行拟合,推算出弯曲系数为1.05 eV,这与已有文献相吻合.     

基于蓝宝石衬底的高性能AlGaN/GaN二维电子气材料与HEMT器件

利用低压MOCVD技术在蓝宝石衬底上生长了高性能的AlGaN/GaN二维电子气(2DEG)材料,室温和77K温度下的电子迁移率分别为946和2578cm2/(V*s),室温和77K温度下2DEG面密度分别为1.3×1013和1.27×1013cm-2.并利用AlGaN/GaN二维电子气材料制造出了高性能的HEMT器件,栅长为1μm,源漏间距为4μm,最大电流密度为485mA/mm(VG=1V),最大非本征跨导为170mS/mm(VG=0V),截止频率和最高振荡频率分别为6.7和24GHz.     

MOCVD生长不同Al组分AlGaN薄膜

本文研究了利用金属有机物化学汽相淀积系统（MOCVD）生长高质量不同Al组分AlxGa1-xN薄膜（0．13〈x〈0．8）。扫面电子显微镜（SEM）照片表明生长的AlN插入层有效地调节了AlGaN层与GaN支撑层的应力，使AlGaN表面平整无裂纹，原子力显微镜（AFM）测量得到所有AlGaN薄膜粗糙度均小于1nm。通过原位干涉谱发现，AlGaN薄膜生长速率主要由Ga流量大小控制，随Al组分升高逐渐降低。利用X射线衍射和卢瑟福背散射（RBS）两种方法确定AlGaN薄膜的Al组分，发现Al组分与摩尔比TMAl／（TMGa＋TMAl）关系为线性，说明在优化的生长条件下，Al原子与NH3的寄生反应得到了有效的抑制。     

Mg掺杂的AlGaN的MOCVD生长

文章主要研究利用金属有机物化学汽相沉积(MOCVD)方法制备的Mg掺杂AlGaN薄膜。根据Raman光谱对Mg掺杂AlGaN薄膜应力和X射线摇摆曲线对晶体质量的研究表明引入高温AlN插入层能有效调节应力，并提高薄膜质量，降低位错密度。实验发现在保持Mg掺杂量不变的情况下，随着Al组分的上升，材料中出现大量岛状晶核，粗糙度变大，晶体质量下降，由三维生长向二维生长的转变更加困难。同时研究发现Al组分的上升和Mg掺杂量的增加都会使得螺位错密度上升;Mg的掺杂对于刃位错有显著影响，而Al组分的上升对刃位错无明显影响。经过退火温度对空穴浓度影响的研究，发现对于P型Al0.1Ga0.9N样品，900℃为比较理想的退火温度。     

MOCVD生长不同Al组分AlGaN薄膜

本文研究了利用金属有机物化学汽相淀积系统(MOCVD)生长高质量不同Al组分AlxGa1-xN薄膜(0.13相似文献   

不同衬底上氧化锌薄膜的金属有机化学气相沉积方法生长

氧化锌薄膜通过金属有机化学气相沉积方法生长在康宁玻璃与α-蓝宝石衬底上,研究了有关薄膜的生长质量与发光特性.通过X光衍射方法测试研究发现,不仅在以α-蓝宝石为衬底的样品中,同时,在以玻璃为衬底的样品中都发现了氧化锌(0 0 2)方向生长的尖峰,表明生长在两种衬底上的样品都是高度的C向生长.对两种样品的荧光谱研究发现,两者的紫外峰位于374 nm附近,在以α-蓝宝石为衬底的样品中,有深能级发射,但在以玻璃为衬底的样品中没有发现,表明在玻璃衬底上我们生长出了高质量的氧化锌薄膜.通过原子力显微镜,对生长在两种衬底上薄膜的表面形貌做了观察,其晶粒的大小与表面粗糙度有一定的差别,表明二者都是以柱状形式生长的.     

Zn-doped InGaAs Base Heterojunction Bipolar Transistors Grown by Low Pressure Metal Organic Chemical Vapor Deposition

High performance InP/InGaAs heterojunction bipolar transistors(HBTs) have been widely used in high-speed electronic devices and optoelectronic integrated circuits. InP-based HBTs were fabricated by low pressure metal organic chemical vapor deposition(MOCVD) and wet chemical etching. The sub-collector and collector were grown at 655 ℃ and other layers at 550 ℃. To suppress the Zn out-diffusion in HBT, base layer was grown with a 16-minute growth interruption. Fabricated HBTs with emitter size of 2.5×20 μm2 showed current gain of 70～90, breakdown voltage(BVCE0)＞2 V, cut-off frequency(fT) of 60 GHz and the maximum relaxation frequency(fMAX) of 70 GHz.     

MOCVD外延生长GaN材料的技术进展

第三代半导体材料GaN由于具有优良性质使其在微电子和光电子领域有广阔的应用前景,目前制备GaN的方法主要有分子束(MBE)、氯化物气相外延(HVPE)、金属有机物化学气相沉积(MOCVD)。其中HVPE技术制备GaN的速度最快,适合制备衬底材料;MBE技术制备GaN的速度最慢;而MOCVD制备速度适中。因而MOCVD在外延生长GaN材料方面得到广泛应用。介绍了MOCVD法外延生长GaN材料的基本理论、发展概况、利用MOCVD法外延生长GaN材料的技术进展。认为应结合相关技术发展大面积、高质量GaN衬底的制备技术,不断完善缓冲层技术,改进和发展横向外延技术,加快我国具有国际先进水平的MOCVD设备的研发速度,逐步打破进口设备的垄断。