S-K方法外延GaN量子点的系统分析

• 作者: 孙昊骋 胡文良 齐志强
• 来源期刊: 光学与光电技术
• 学科: 物理学
• 关键词: GaN量子点 S-K方法 金属有机物化学气相沉积系统 生长中断 沉积量 表面自由能
• 年，卷（期）: 2019,（6）
• 所属期刊栏目: 材料与器件
• 页码范围: 98-106
• 页数: 9页
• 分类号: O782+.7
• 语种: 中文

摘要

利用S-K (Stranski-Krastanov)方法外延自组装GaN量子点会涉及到Ⅴ/Ⅲ比、生长中断、生长时间、生长流量、生长温度以及降温过程中的氨气流量等6个关键生长条件,通过调节这几个生长条件可以调控生长面的表面能和GaN沉积量,最终改变GaN量子点的形貌和密度.分析了S-K方法中各个生长条件对GaN量子点生长的影响及其起作用的内部机理,调节Ⅴ/Ⅲ比和生长中断时间可以改变生长面的表面自由能,内部机制主要在于Ga原子及GaN在表面的迁移作用和N原子对二者迁移的限制共同竞争;生长时间、流量和生长温度可以调节最终的GaN沉积量,改变生长温度可以影响沉积速率和迁移速率,但高温下GaN会与H2作用发生分解;降温过程中一定量的NH3氛围可以防止GaN量子点发生分解.最后,通过优化生长条件在MOCVD系统中找到了每个条件的生长窗口并获得了不同尺寸和密度的GaN量子点.其中温度生长窗口有两个,高温805℃生长的无帽层GaN量子点发光性能更为优良.