GaN生長中氮化工藝及GaMnN薄膜生長研究.pdf

1、GaN材料因為其禁帶寬度大、電子漂移飽和速度高、介電常數(shù)小、導熱性能好等特點，在微電子和光電子領域具有十分廣闊的應用優(yōu)勢和發(fā)展前景。 在國家自然科學基金(自組裝GaN量子點結(jié)構的ECR-PEMOCVD生長及特性＃60476008)支持下，本論文在實驗室自行研制的半導體材料生長裝置ESPD-U上，采用電子回旋共振(ECR)微波等離子體增強金屬有機物化學氣相沉積(PEMOCVD)方法，在藍寶石(Al2O3)襯底上摸索GaN異質(zhì)外延初

2、始生長工藝，并且對氮化的工藝參數(shù)進行選擇和優(yōu)化。 實驗過程中，以氮等離子體為氮源，以三乙基鎵(TEG)鎵源，在藍寶石(Al2O3)襯底上生長GaN緩沖層。主要優(yōu)化了氮化溫度和氮氣流量等工藝參數(shù)。實驗中采用了氫氮混合等離子體清洗的方法，提高了清洗的質(zhì)量。通過緩沖層的高能電子衍射圖(RHEED)的分析，對GaN的氮化工藝參數(shù)進行了優(yōu)化。此外，我們采用X射線衍射(XRD)來表征緩沖層的結(jié)構，用原子力顯微鏡(AFM)來表征緩沖層的表面形

3、貌。實驗結(jié)果表明，通過優(yōu)化的工藝參數(shù)，我們在藍寶石襯底上獲得了晶質(zhì)良好的緩沖層。 利用ECR-PEMOCVD方法，采用二茂錳作為錳源，氮氣作為氮源，三乙基鎵(TEGa)作為鎵源，在藍寶(α-Al2O3)(0001)襯底上外延生長出具有一定Mn含量且晶質(zhì)較好的GaMnN稀磁薄膜。通過XRD、AFM、RHEED、電子探針等分析手段對樣品進行了分析。RHEED圖像呈現(xiàn)清晰的斑點狀點陣，表明GaMnN外延層為單晶，薄膜不是很平整，顯示出