GaN用衬底材料LiGaO_2的完整性研究

ＬｉＧａＯ２晶体是一种ＧａＮ外延用的新型衬底材料。由于目前ＧａＮ基蓝绿发光二极管和激光二极管的研究受到广泛重视，为ＧａＮ提供新型的衬底材料成为一项迫切需要解决的问题。现在普遍采用蓝宝石作为ＧａＮ的衬底材料，然而蓝宝石与ＧａＮ的晶格失配高达１３．８％，这导致ＧａＮ外延膜中产生大量缺陷，从而影响了其发光性能。ＬｉＧａＯ２具有良好的物理化学性能，与ＧａＮ的晶格失配只有０．２％，是目前已知作为ＧａＮ衬底材料中晶格失配最小者，因而是一种有希望的ＧａＮ衬底材料。研究样品是由提拉法生长的，生长方向为［００１］。晶体中存在的缺陷主要有以下几种：１包裹物在生长好的晶体中存在有泡状包裹物，有的是分离的小泡，有的连成了线。由于这种缺陷的体积太小，无法取样分析，估计这是一种溶质尾迹。由于ＬｉＧａＯ２中含有易挥发的Ｌｉ元素，在高温的熔体中会大量挥发，从而导致组分偏离，多余的Ｇａ元素或Ｇａ的氧化物以溶质的形式沉积下来形成第二相而产生的。通过控制晶体的生长的初始配料组分，增加初始配料中的Ｌｉ含量，以及采取适当的晶体生长工艺条件，减少Ｌｉ的挥发可以从晶体中消除这种包裹物。２孪晶区在沿Ｃ方向生长的晶体中垂直Ｃ方向切片，研磨抛光，在盐酸中侵蚀?