MOCVD法横向外延过生长GaN薄膜

介绍了金属有机化学气相沉积(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition,MOCVD)法横向外延过生长GaN薄膜的原理,阐述了该技术形成选择生长和减少GaN薄膜缺陷密度的机理。综述了该技术的发展历程以及最新进展。新型的横向外延过生长技术大大简化了生长工艺以及降低了晶向倾斜。

横向外延GaN结晶质量的同步辐射研究

采用同步辐射X光衍射技术研究了α -Al2 O3(0 0 0 1)衬底上横向外延GaN的结构特征。发现横向生长区的GaN(0 0 0 1)晶面与窗口区的GaN(0 0 0 1)晶面在垂直掩模方向上存在取向差。ω/2θ联动扫描发现横向生长区的GaN的衍射峰半高宽约为窗口区GaN的一半 ,这表明横向外延生长技术在降低GaN穿透位错密度的同时 。

单晶金刚石异质外延生长过程中的位错行为及其控制工艺研究进展

位错是异质外延单晶金刚石合成过程中的重要线缺陷,而降低位错密度是金刚石在电子器件领域上应用的显著挑战。本文以降低Ir衬底上异质外延金刚石膜中位错密度为目标,首先对该过程中的位错产生、类型、表征等进行阐释,然后从理论与工艺相结合的角度总结了加剧位错反应(增加外延层厚度,偏轴衬底生长)、除去已有位错(横向外延过度生长,悬挂-横向外延生长,图形化形核生长)及其他方法(三维生长法、金属辅助终止法、采用金字塔型衬底法)在降低金刚石位错密度方面的最新进展,随后结合经典的大失配异质外延半导体体系降低位错的理论,提出了衬底图形化技术、超晶格缓冲层技术和柔性衬底技术等可通过抑制引入位错来进一步降低位错密度的研究方向,最后对本领域的发展现状和未来展望进行了总结。

LED用非极性GaN外延膜的制备技术进展

GaN是实现白光LED的关键材料。GaN外延膜通常沿极性c轴生长,基于极性GaN的LED有源层量子阱中由于强内建电场的存在而导致器件发光效率降低,而沿非极性面生长的GaN外延膜可以改善或消除极化效应导致的辐射复合效率降低和发光波长蓝移等问题。文章总结了非极性GaN外延膜的制备技术及研究进展,包括平面外延技术和横向外延过生长技术,指出开发非极性GaN自支撑衬底、发展非极性GaN的横向外延生长技术是制备低位错密度非极性GaN的研究方向。

液相外延技术制备极低缺陷密度Si/SiO_2SOI结构

介绍了液相外延技术制备Ｓｉ／ＳｉＯ２ＳＯＩ结构的方法、系统和几个重要环节及当前发展状况，同时指出液相外延技术对制备极低缺陷密度ＳＯＩ结构具有广阔前景。

铱衬底上异质外延单晶金刚石:过程与机理

金刚石因其独特的物理化学性质,在探测器、光电子器件等领域得到了广泛的应用,单晶金刚石更是因为具有大幅度提高这些器件功能的潜力而引起了众多学者的关注。目前在铱(Ir)衬底上异质外延生长的单晶金刚石具有最大尺寸和较为优异的生长质量。本文介绍了可用于外延金刚石的不同结构的衬底以及金刚石在铱(Ir)衬底上的形核和生长过程,重点阐述了金刚石偏压辅助形核(BEN)和外延横向生长(ELO)的机理,以及衬底图形化形核生长技术,指出了目前研究存在的不足,并对金刚石异质外延理论和实验研究方向进行了展望。

GaN材料的横向外延过生长(LEO)及其特性研究

对用LEO技术生长GaN材料的选择生长和横向生长速率进行了实验研究。结果表明,作为LEO生长基板的GaN层的表面质量是实现选择生长的关键,而图形方向对横向生长速率与纵向生长速率之比(L/V)也有重要的影响。通过选择合适的工艺条件,实现了GaN材料的LEO外延生长,所得样品的X射线衍射峰宽比用常规MOCVD法生长的样品减小了1/3。

一种外延生长高质量GaN薄膜的新方法

采用化学方法腐蚀c-面蓝宝石衬底,以形成一定的图案;利用LP-MOCVD在经过表面处理的蓝宝石衬底上以及常规c-面蓝宝石衬底上外延生长GaN薄膜.采用高分辨率双晶X射线衍射(DCXRD)、三维视频光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)进行分析,结果表明,在经过表面处理形成一定图案的蓝宝石衬底上外延生长的GaN薄膜明显优于在常规蓝宝石衬底上外延生长的GaN薄膜,其(0002)面上的XRDFWHM为208.80弧秒,(1012)面上的为320.76弧秒.同时,此方法也克服了传统横向外延生长技术(LEO)工艺复杂和晶向倾斜高的缺点.

蓝宝石表面处理对氮化镓薄膜的影响

采用化学方法腐蚀c-面蓝宝石衬底,以形成一定的图案;利用LP-MOCVD在经过不同腐蚀时间的蓝宝石衬底上外延生长GaN薄膜.采用高分辨率双晶X射线衍射仪、三维视频光学显微镜、扫描电子显微镜和原子力显微镜进行分析.结果表明,对蓝宝石衬底腐蚀50 min情况下,外延生长的GaN薄膜晶体质量最优,其(0002)面上的XRD半峰全宽为202 .68arcsec ,(10-12)面上的XRD半峰全宽为300 .24arcsec ;其均方根粗糙度(RMS)为0 .184 nm.

氢化气相外延氮化镓生长中气氛的作用研究(英文)

报告了氢化物气相外延技术中 ,在载气氮气氛中加入氢气对材料表面形貌及材料性质的影响。实验发现生长气氛中氢的存在会显著改进材料的质量 ,这种作用被归之于氢气氛下氨气在气相中的反应下降以及生长表面较低的氮的活动能力。

GaN横向外延中晶面倾斜的形成机制

采用双晶X射线衍射（DC-XRD）研究蓝宝石（0001）衬底上横向外延GaN层中晶面倾斜的形成原因.发现横向生长区的GaN在垂直掩模方向上朝SiNx掩模层弯曲.采用选择性腐蚀逐渐去掉SiNx掩模层,发现XRD中GaN（0002）ω扫描衍射峰两侧存在与晶面倾斜有关的衍射信息.该衍射信息起初为一个很宽的峰,随着选择性腐蚀的进行,会先分裂为两个峰,最后当SiNx掩模层全部腐蚀掉后,其中一个衍射峰会消失,而只剩下一个很窄的峰.作者证实造成横向外延GaN中晶面倾斜的原因有两个:一是由于GaN与掩模层之间界面应力造成的弹性非均匀应变;另一个是由于GaN中穿透位错的90°转向造成的塑性形变.

采用横向外延过生长技术制备n-InP/p-Si异质结

KTH是位于瑞典的皇家科技研究院，近日采用波纹面横向外延过生长（CELOG）方式研制出了由n型InP和P型silicon材料构成的异质结。通常情况下，89／6的晶格失配会导致异质结具有较高的位错密度，而KTH采用CELOG方式成功研制出异质结光电二极管。

用于GaN基发光二极管的蓝宝石图形衬底制备进展

近几年,图形化蓝宝石衬底因其作为GaN基发光二极管外延衬底,不仅能降低GaN外延薄膜的线位错密度,还能提高LED的光提取效率而引起国内外许多科研机构的广泛研究兴趣.本文综述了图形化蓝宝石衬底提高GaN基发光二极管性能的作用机理,重点评述了目前图形化蓝宝石衬底的制备方法(湿法刻蚀、干法刻蚀、固相反应)和图形尺寸(微米图形化、纳米图形化),分析比较了不同制备方法和图形尺寸制备蓝宝石图形衬底对GaN基发光二极管性能改善,最后针对蓝宝石图形衬底制备存在的问题对其今后的发展方向做出了展望.

玻璃衬底上制备GaN薄膜的研究进展

近年来,Ga N基发光二极管（LED）的发展异常迅速,以玻璃为衬底的LED具有成本低、可大面积化生产等优点而引起了国内外许多科研机构的广泛研究兴趣。但由于普通玻璃较低的软化温度（500~600℃）以及与Ga N之间存在较大的晶格失配问题,一直阻碍其发展。重点综述了玻璃衬底上生长Ga N薄膜的方法以及改善外延层晶体质量的技术。分别介绍了两种在普通玻璃上生长Ga N的方法,即低温生长和局部加热生长,同时详述了采用缓冲层和横向外延过生长（ELO）技术对外延Ga N晶体质量的影响。对局部加热、ELO等技术在玻璃衬底LED方面的应用进行了分析和预测,认为以玻璃为衬底的LED终会取得快速地发展。

异质外延单晶金刚石的研究进展

单晶金刚石具有优异的力、声、热、光、电等性质,而异质外延工艺是制备大尺寸单晶金刚石的一种重要手段.本文以CVD工艺所采用的c-BN、Pt、Si、SiC、Ir复合衬底等不同类型异质衬底为主线,以国内外开展该研究的代表性团队所取得主要成果为基础,对该领域多年来的发展历程、最新进展开展评述,主要涉及偏压增强形核技术及晶种处理后高温退火技术等高密度外延金刚石形核工艺及机理,基于台阶流动和向错形成机理的织构生长晶界湮灭过程与工艺调控,横向外延过度生长和离轴衬底生长等用于位错密度降低的工艺等内容,并在最后对该领域的未来发展做出展望.

半导体二极管

Y2000-62067-98 0009260非晶 SiC:H/非晶 Si:H/晶体硅异质结光电二极管光电流放大=A valanche photocurrent multiplication in anamorphous SiC:H/amorphous Si:H/crystalline Si hetero-junction photodiode[会,英]/Ohtake,H.& Hirano,

光探测器与光学系统

Y2000-62067-15 0009231光电探测器与接收机:速度与灵敏度极限=Optoelec-tronic detectors and receivers:speed and sensitivity limits[会,英]/Das,M.B.//1998 IEEE International Con-ference on Optoelectronic and Microelectronic Materialsand Devices.—15～22(EC)