MOCVD生长Si衬底上HT-AlN缓冲层低生长压力对GaN薄膜的影响

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MOCVD生长Si衬底上HT-AlN缓冲层低生长压力对GaN薄膜的影响

器件制备及器件物理 | 更新时间：2020-08-12

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- MOCVD生长Si衬底上HT-AlN缓冲层低生长压力对GaN薄膜的影响
- Effect of Low Growth Pressure of HT-AlN Buffer on GaN Epilayer Grown on Si(111)
- 发光学报 2018年39卷第9期页码：1285-1290
- 作者机构：
  
  1. 北京工业大学微电子学院光电技术教育部重点实验室, 北京 100124
  2. 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米器件与应用重点实验室,江苏苏州,215123
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金（61204011，11204009，61574011）();北京市自然科学基金（4142005）();北京市教委科研基金（PXM2017_014204
- DOI：10.3788/fgxb20183909.1285
  中图分类号： O484.4
- 纸质出版日期：2018-9-5，
  
  网络出版日期：2018-4-24，
  
  收稿日期：2018-1-22，
  
  修回日期：2018-4-5，
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韩军, 赵佳豪, 邢艳辉等. MOCVD生长Si衬底上HT-AlN缓冲层低生长压力对GaN薄膜的影响[J]. 发光学报, 2018,39(9): 1285-1290

HAN Jun, ZHAO Jia-hao, XING Yan-hui etc. Effect of Low Growth Pressure of HT-AlN Buffer on GaN Epilayer Grown on Si(111)[J]. Chinese Journal of Luminescence, 2018,39(9): 1285-1290
韩军, 赵佳豪, 邢艳辉等. MOCVD生长Si衬底上HT-AlN缓冲层低生长压力对GaN薄膜的影响[J]. 发光学报, 2018,39(9): 1285-1290 DOI： 10.3788/fgxb20183909.1285.

HAN Jun, ZHAO Jia-hao, XING Yan-hui etc. Effect of Low Growth Pressure of HT-AlN Buffer on GaN Epilayer Grown on Si(111)[J]. Chinese Journal of Luminescence, 2018,39(9): 1285-1290 DOI： 10.3788/fgxb20183909.1285.

摘要

采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术在Si（111）衬底上外延GaN薄膜，对高温AlN（HT-AlN）缓冲层在小范围内低生长压力（6.7~16.6 kPa）条件下对GaN薄膜特性的影响进行了研究。研究结果表明GaN外延层的表面形貌、结构和光学性质对HT-AlN缓冲层的生长压力有很强的的依赖关系。增加HT-AlN缓冲层的生长压力，GaN薄膜的光学和形貌特性均有明显改善，当HT-AlN缓冲层的生长压力为13.3 kPa时，得到无裂纹的GaN薄膜，其（002）和（102）面的X射线衍射峰值半高宽分别为735 arcsec和778 arcsec，由拉曼光谱计算得到的张应力为0.437 GPa，原子力显微镜（AFM）观测到表面粗糙度为1.57 nm。

Abstract

GaN films were grown on Si (111) substrates by metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD). The influence of high temperature AlN(HT-AlN) buffer low various growth pressure (6.7-16.6 kPa) on GaN films was studied. It is found that

the surface morphology and structural and optical properties of the GaN epilayer strongly depend on HT-AlN buffer growth pressure. Increase the growth pressure of HT-AlN buffer

the optical and morphology properties of GaN film are both significantly improved

when the growth pressure of HT-AlN buffer layer was at 13.3 kPa

we obtained a crack-free GaN film

the XRD FWHM of (002) and (102) plane of GaN film are 735 and 778 arcsec

respectively. The tensile stress calculated from Raman spectra is 0.437 GPa

and RMS roughness of AFM 5 m5 m scan is 1.57 nm.

关键词

高温AlN缓冲层氮化镓金属有机化学气相沉积X射线衍射拉曼光谱

Keywords

HT-AlN bufferGaNMOCVDX-ray diffractionRaman spectroscopy

references

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