梯度铝镓氮缓冲层对氮化镓外延层性质的影响

• 作者: 张宝林 张源涛 李宝珠 杜国同 董鑫 邓高强 黄振
• 来源期刊: 发光学报
• 学科: 工学
• 关键词: 氮化镓 梯度铝镓氮缓冲层 晶体质量 应力
• 年，卷（期）: 2017,（6）
• 所属期刊栏目: 器件制备及器件物理
• 页码范围: 780-785
• 页数: 6页
• 分类号: TP394.1|TN484.4
• 字数: 2964字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/fgxb20173806.0780

摘要

采用金属有机物化学气相沉积系统在硅面碳化硅衬底的(0001)面上生长氮化铝缓冲层,并通过改变3层梯度铝镓氮(AlxGa1-xN: x=0.8,0.5,0.2)缓冲层的生长温度和氨气流量,制备出了高质量的氮化镓外延层.分别采用X射线衍射、原子力显微镜、光致发光谱和拉曼光谱对氮化镓外延层进行表征.实验结果表明,随着氮化镓外延层中张应力的降低,样品的晶体质量、表面形貌和光学质量都有显著提高.在最优的梯度铝镓氮缓冲层的生长条件下,氮化镓外延层中的应力值最小,氮化镓(0002)和(1012)面的摇摆曲线半峰宽分别为191 arcsec和243 arcsec,薄膜螺位错密度和刃位错密度分别为7×107 cm-2和3.1×108 cm-2,样品表面粗糙度为0.381 nm.这说明梯度铝镓氮缓冲层可以改变氮化镓外延层的应力状态,显著提高氮化镓外延层的晶体质量.