标准温度和衬底分步清洗对GaN初始生长影响RHEED研究

在经过校温的ECR-PEMOCVD装置上,通过分析RHEED(反射高能电子衍射)图像研究了常规清洗和ECR等离子体所产生的活性氢氮等离子体源对蓝宝石衬底进行清洗、氮化实验,结果表明:经常规清洗的蓝宝石衬底的表面晶质差异很大;按照经验清洗30 min是不能清洗充分的,那么根据情况进行多步清洗就显得很重要了;结果表明清洗得很充分的衬底经20 min的氮化出来,而未清洗充分的衬底20 min或更长的时间是不能氮化出来的.     

GaN在Si(001)上的ECR等离子体增强MOCVD直接生长研究

研究了用电子回旋共振(ECR)等离子体增强金属有机物化学气相沉积(PEMOCVD)技术在Si(001)衬底上,低温(620～720℃)下GaN薄膜的直接外延生长及晶相结构.高分辨透射电镜(HRTEM)和X射线衍射(XRD)结果表明:在Si(001)衬底上外延出了高度c轴取向纤锌矿结构的GaN膜,但在GaN/Si(001)界面处自然形成了一层非晶层,其两个表面平坦而陡峭,厚度均匀(≈2nm).分析认为,在初始成核阶段N与Si之间反应所产生的这层SixNy非晶层使GaN的β相没有形成.XRD和原子力显微镜(AFM)结果表明,衬底表面的原位氢等离子体清洗,GaN初始成核及后续生长条件对GaN膜的晶体质量非常重要.     

GaN基材料生长及其在光电器件领域的应用

GaN具有禁带宽度大、热导率高、电子饱和漂移速度大和介电常数小等特点，在高亮度发光二极管、短波长激光二极管、高性能紫外探测器的高温、高频、大功率半导体器件等领域有着广泛的应用前景。介绍了GaN基半导体材料的制备方法，异质结构以及在光电子和微电子器件领域的应用，并讨论了今后的发展趋势。     

在镀铝玻璃衬底上低温沉积GaN薄膜的结晶特性

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(ECR-PEMOCVD)方法,在镀铝玻璃衬底上沉积了GaN薄膜.RHEED和XRD分析显示,适当增加TMGa流量,薄膜呈现高度c轴择优取向特征;SEM表明,随着TMGa流量增加,薄膜表面逐渐平整致密;对Raman光谱中A1(TO)、E1(TO)两个禁戒模式及281.1 cm-1附近宽峰出现的原因进行了探讨,并对E2(high)、A1(LO)模的低频移动进行了分析,分析认为E2(high)模低频移动是薄膜内应力和晶粒尺寸效应共同作用的结果,同时晶粒尺寸效应还导致了A1(LO)模的低频移动.     

静电探针测量射频感应耦合等离子体密度

本文介绍了一种可以测量射频感应耦合等离子体密度的静电探针方法。并给出了它的测量原理，实验方法和实验结果。实验结果表明：所测等离子体密度反映了等离子体的特性，并且诊断手段简单、易行，为等离子体诊断提供了一种很好的实验手段。     

蓝宝石衬底的ECR等离子体清洗与氮化的RHEED研究

通过分析RHEED(反射高能电子衍射)图像研究了ECR(电子回旋共振)等离子体所产生的活性氢源和氮源对蓝宝石衬底的清洗与氮化作用,结果表明:在ECR氢等离子体中掺入少量的氮气可以明显提高蓝宝石衬底的清洗效果,从而获得平整而洁净的衬底表面;而采用ECR氮等离子体对经过氢氮混合等离子体清洗20min后的蓝宝石衬底进行氮化,能观测到最清晰的氮化铝成核层的RHEED条纹,且生长的GaN缓冲层质量是最好的.     

GaAs衬底上立方GaN的低温生长

研究了以（００１）ＧａＡｓ为衬底的用ＥＣＲＰＡＭＯＣＶＤ法生长的立方ＧａＮ薄膜的主要性质，阐述了实验过程与生长用设备。在生长过程中，衬底温度约为６００℃，反应器内压力约０４Ｐａ。     

MM-2装置中ECR等离子体空间分辨的观测

介绍了用硬X射线的针孔成像法测量简单磁镜装置MM-2中ECR等离子体特性的方法及结果。这种非破坏性的成像法,直观显示了热电子等离子体的空间分布,一次放电即可成一帧清晰的像。大量实验照片给出了发射强度随放电参数的变化关系。     

采用ECR-PEMOCVD方法进行立方和六方GaN单晶薄膜生长的准热力学模型和相图

基于热力学平衡理论,对在电子回旋共振等离子体增强金属有机化学气相沉积系统中的Ga N薄膜生长给出了一个化学平衡模型.计算表明,Ga N生长的驱动力Δp是以下生长条件的函数: 族输入分压,输入 / 比,生长温度.计算了六方和立方Ga N的生长相图,计算结果和我们的实验结果显示出一定的一致性.通过分析,解释了高温和高 / 比生长条件适合六方Ga N的原因.上述模型可以延伸到用于Ga N单晶薄膜生长的类似系统中.     

蓝宝石衬底分步清洗及其对后续氮化的影响

通过反射高能电子衍射仪(RHEED)分析蓝宝石衬底在经过双热电偶校温的ECR-PEMOCVD装置中清洗氮化实验表面晶质的RHEED图像,研究了常规清洗和ECR等离子体所产生的活性氢氮等离子体源对蓝宝石衬底清洗、氮化的实验.结果表明,经常规清洗后的蓝宝石衬底表面晶质差异较大,有些衬底再经通常的30min等离子体清洗是达不到要求的,而要根据情况施行分步清洗才能清洗充分,清洗充分的衬底经20min就可氮化出来,不充分的再长的时间也很难氮化.