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界面形核时间对GaN薄膜晶体质量的影响

郭瑞花 卢太平 贾志刚 尚林 张华 王蓉 翟光美 许并社

界面形核时间对GaN薄膜晶体质量的影响

郭瑞花, 卢太平, 贾志刚, 尚林, 张华, 王蓉, 翟光美, 许并社
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  • 利用金属有机化学气相沉积技术系统研究了界面形核时间对c面蓝宝石衬底上外延生长GaN薄膜晶体质量的影响机理. 用原子力显微镜、扫描电子显微镜、高分辨X射线衍射仪以及光致发光光谱仪表征材料的晶体质量以及光学性质. 随着形核时间的延长, 退火后形成的形核岛密度减小、尺寸增大、均匀性变差, 使得形核岛合并过程中产生的界面数量先减小后增大, 导致GaN外延层的螺位错和刃位错密度先减小后增大, 这与室温光致发光光谱中得到的带边发光峰与黄带发光峰的比值先增大后降低一致. 研究结果表明, 外延生长过程中, 界面形核时间会对GaN薄膜中的位错演变施加巨大影响, 从而导致GaN外延层的晶体质量以及光学性质的差异.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61475110,61404089,21471111)、江苏省太阳能电池材料与技术重点实验室开放研究基金,常州大学(批准号:201205)、山西省科技创新重点团队(批准号:2012041011)和山西省自然科学基金(批准号:2014021019-1)资助的课题.
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    Zhao L B, Yu T J, Wu J J, Dai T, Yang Z J, Zhang G Y 2010 Appl. Surf. Sci. 256 2236

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-12-29
  • 修回日期:  2015-01-28
  • 刊出日期:  2015-06-05

界面形核时间对GaN薄膜晶体质量的影响

  • 1. 太原理工大学, 新材料界面科学与工程教育部和山西省重点实验室, 太原 030024;
  • 2. 太原理工大学新材料工程技术研究中心, 太原 030024
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61475110,61404089,21471111)、江苏省太阳能电池材料与技术重点实验室开放研究基金,常州大学(批准号:201205)、山西省科技创新重点团队(批准号:2012041011)和山西省自然科学基金(批准号:2014021019-1)资助的课题.

摘要: 利用金属有机化学气相沉积技术系统研究了界面形核时间对c面蓝宝石衬底上外延生长GaN薄膜晶体质量的影响机理. 用原子力显微镜、扫描电子显微镜、高分辨X射线衍射仪以及光致发光光谱仪表征材料的晶体质量以及光学性质. 随着形核时间的延长, 退火后形成的形核岛密度减小、尺寸增大、均匀性变差, 使得形核岛合并过程中产生的界面数量先减小后增大, 导致GaN外延层的螺位错和刃位错密度先减小后增大, 这与室温光致发光光谱中得到的带边发光峰与黄带发光峰的比值先增大后降低一致. 研究结果表明, 外延生长过程中, 界面形核时间会对GaN薄膜中的位错演变施加巨大影响, 从而导致GaN外延层的晶体质量以及光学性质的差异.

English Abstract

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