藍寶石襯底MOCVD橫向外延過生長GaN薄膜的研究.pdf

1、本文在經(jīng)過預處理的藍寶石襯底上，利用金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）無掩模橫向外延生長GaN 薄膜。并與同樣生長條件下，在未經(jīng)腐蝕預處理的藍寶石襯底上外延的GaN 薄膜進行對比測試。采用X 射線雙晶衍射技術(shù)、原子力顯微技術(shù)、濕法腐蝕及掃描電子顯微鏡技術(shù)，進行測試分析，結(jié)果表明，經(jīng)過腐蝕預處理的GaN 衍射峰的半峰寬及強度、表面平整度、腐蝕坑密度都明顯優(yōu)于未經(jīng)腐蝕預處理的GaN 薄膜，使原有生長條件下GaN薄膜位錯密度下降50％。從晶體

2、結(jié)構(gòu)和生長機制分析外延層質(zhì)量提高的原因，是由于在缺陷集中的腐蝕坑位置，沒有在凹坑上方直接外延，這樣就阻止了藍寶石襯底中大量位錯在外延過程中的延伸；同時在沒有腐蝕坑處，其本身不是缺陷集中的位置，在隨后的橫向外延生長過程中，向上延伸的部分位錯線會彎曲90°，使其不能到達薄膜表面，這樣可以大大降低位錯密度。此外腐蝕坑的中空結(jié)構(gòu)可以釋放應力，提高外延層的質(zhì)量。 在無掩模橫向外延工藝的基礎(chǔ)上，進一步研究各生長條件的改變對提高GaN 外延層