中国科学院物理研究所 北京凝聚态物理国家实验室, 北京 100190
系统研究了纳米量级的多孔SiNx 插入层生长位置对高质量GaN外延薄膜性质的影响。高分辨X射线衍射测量结果表明: SiNx 插入层生长在GaN粗糙层上能够得到最好的晶体质量。利用测量结果分别计算出了螺位错和刃位错的密度。此外, GaN薄膜的光学、电学性质分别用Raman散射能谱、低温光致发光能谱和霍尔测量的方法进行了表征。实验发现:SiNx 插入层的生长位置对GaN薄膜的应变大小基本没有影响; 但插入层的位置改变了薄膜中的本征载流子浓度。
金属有机物化学气相沉积(MOCVD) 高分辨X射线衍射 metalorganic chemical vapor deposition GaN GaN SiNx SiNx high resolution X-ray diffractions
1 北京凝聚态物理国家实验室， 中国科学院物理研究所 清洁能源实验室， 北京100190
2 天津中环新光科技有限公司， 天津300385
采用高温AlN作为缓冲层在国产SiC衬底上利用金属有机物化学气相外延技术生长GaN外延薄膜。通过优化AlN缓冲层的生长参数得到了高质量的GaN外延薄膜，其对称(0002)面和非对称(1012)面X射线衍射摇摆曲线的半峰宽分别达到130 arcsec和252 arcsec，这是目前报道的在国产SiC衬底上生长GaN最好的结果。文中研究了AlN缓冲层生长参数对GaN晶体质量的影响，还利用拉曼散射研究了GaN外延薄膜中的应力，发现具有越小X射线衍射摇摆曲线半峰宽的GaN外延薄膜受到的张应力也越小。
SiC衬底 X射线衍射 GaN GaN AlN AlN SiC MOCVD MOCVD XRD
中国科学院物理研究所 凝聚态国家重点实验室, 北京 100190
采用两步AlN缓冲层(一层低温AlN和一层高温AlN)在r面蓝宝石衬底上生长了非极性的a面GaN, 并利用高分辨X射线衍射和光致荧光谱对所生长的材料进行了研究。两步AlN缓冲层在我们之前的工作中已被证明比单步高温AlN或低温GaN缓冲层更有利于减小材料各向异性和提高晶体质量, 本文进一步优化了两步AlN缓冲层的结构, 并得到了各向异性更小, 晶体质量更好的a面GaN薄膜。分析表明, 两步AlN缓冲层中的低温AlN层在减小各向异性中起着关键作用。低温AlN层能抑制了优势方向(c轴)的原子迁移, 有利于劣势方向(m轴)的原子迁移, 从而减小了Al原子在不同方向迁移能力的差异, 并为其后的高温AlN缓冲层和GaN层提供“生长模板”, 以得到各向异性更小、晶体质量更好的a面GaN材料。
各向异性 X射线衍射 缓冲层 GaN GaN anisotropy XRD AlN AlN buffer layer
