1 山东大学, 新一代半导体材料研究院, 晶体材料国家重点实验室, 济南 250100
2 山东工业技术研究院, 济南 250100
本文研究了斜切角的引入对β-Ga2O3(100)面衬底加工的影响, 分析了斜切角分别为0°、1°、6°时, (100)面衬底在加工过程中的形貌变化及不同抛光参数对衬底抛光的影响。实验结果表明, 随着斜切角的增大, (100)面衬底在加工过程中的解理损伤问题得以改善, 加工后表面粗糙度降低, 材料去除方式出现了脆性去除-脆塑性混合去除-塑性去除的转变。较小的抛光压力可以有效减少解理损伤, 改善表面质量。斜切角为6°时的(100)面衬底抛光效率高, 抛光后表面粗糙度可达到Ra≤0.2 nm。
解理 斜切角 抛光 表面粗糙度 β-Ga2O3 β-Ga2O3 cleavage miscut-angle polishing surface roughness
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 发光学及应用国家重点实验室, 长春 130033
2 中国科学院大学, 材料科学与光电工程中心, 北京 100049
本文在具有0.2°至1.0°斜切角的c面蓝宝石衬底上通过金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)生长了台阶聚束表面形貌AlN外延层, 并系统研究了高温退火过程中其表面形貌演化规律, 且基于第一性原理计算揭示了表面形貌演化背后的物理机制。研究发现, 随退火温度逐步升高, AlN外延层台阶边缘首先出现具有六方结构特征的热刻蚀凹坑, 随后在台面上形成边缘规则的多边形凹坑, 其主要原因是AlN表面台阶边缘处Al-N原子对脱附能量(10.72 eV)小于台面处Al-N原子对脱附能量(12.12 eV)。此外, 由于台阶宽度随斜切角增大而变窄, 台面处凹坑在扩张过程中易与台阶边缘处凹坑发生合并形成V形边缘, 斜切角越大台面上凹坑数量越少。本文阐明了不同斜切角蓝宝石衬底上生长的AlN在高温热退火过程中台阶聚束形貌演变机制, 为面内组分调制的AlGaN基高效深紫外LED提供基础。
氮化铝 表面形貌 高温热退火 台阶聚束 斜切衬底 热刻蚀 AlN surface morphology high-temperature anneal step bunching miscut substrate thermal etch
1 南昌大学 国家硅基LED工程技术研究中心, 江西 南昌 330047
2 南昌大学 材料科学与工程学院, 江西 南昌 330031
利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法在具有偏角(0°~0.9°)的Si(111)衬底上生长了GaN薄膜.采用高分辨X射线衍射(HRXRD)对Si衬底的偏角进行了精确的测量,利用HRXRD、原子力显微镜(AFM)以及光致发光(PL)对外延薄膜的晶体质量、量子阱中In组分、表面形貌及光学特性进行了研究.结果表明,Si(111)衬底偏角对量子阱中的In组分、 GaN外延膜的表面形貌、晶体质量以及光学性能具有重大影响.为了获得高质量的GaN外延薄膜,衬底偏角必须控制在小于0.5°的范围内.超出该范围,GaN薄膜的晶体质量、表面形貌及光学性能都明显下降.
Si衬底 偏角 Si substrate miscut GaN GaN MOCVD MOCVD
