氢化物气相外延生长高质量GaN膜生长参数优化研究

摘要：

系统研究了低温成核层生长时间、高温生长时的V/I I比以及生长温度对氢化物气相外延生长GaN膜晶体质量的影响.研究发现合适的低温成核层为后续高温生长提供成核中心,并能有效降低外延膜与衬底间的界面自由能,促进成核岛的横向生长；优化的V/II比和最佳生长温度有利于降低晶体缺陷密度,促进横向生长,增强外延膜的二维生长.利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、高分辨X射线衍射、低温光致发光谱和室温拉曼光谱对优化条件下生长的GaN外延膜进行了结构和光电特性表征.测试结果表明,膜表面平整光滑,呈现二维生长模式表面形貌；(002)和(102)面摇摆曲线半高宽分别为317和343 arcsec；低温光致发光谱中近带边发射峰为3.478 eV附近的中性施主束缚激子发射峰,存在11 meV的蓝移,半高宽为10 meV,并且黄带发光强度很弱；常温拉曼光谱中E2(high)峰发生1.1 cm?1蓝移.结果表明,优化条件下生长的GaN外延膜具有良好的晶体质量和光电特性,但GaN膜中存在压应力.

关键词：氮化镓、氢化物气相外延、低温成核层

分类号：O48;TN3

资助基金：国家重点基础研究发展计划2011CB301900,2012CB619304;国家自然科学基金60990311,60906025,61176063;国家自然科学基金青年科学基金51002079,21203098;国家高技术研究发展计划批准号:2011AA03A103资助的课题.*Project supported by the National Basic Research Program of ChinaGrant .2011CB301900,2012CB619304;the National Natural Science Foundation of ChinaGrant .60990311,60906025,61176063;the Young Scientists Fund of the National Natural Science Foundation of ChinaGrant .51002079,21203098;the National High Technology Research and Development Program of ChinaGrant 2011AA03A103

在线出版日期：2013-10-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：438-447