氮气载气流量和系统温度对GaN膜质量的影响

系统研究了HCl的载气、NH3的载气、总N2载气流量以及镓源反应温度和外延生长温度对氢化物气相外延技术在c面蓝宝石上生长的GaN膜晶体质量的影响,并利用高分辨X射线衍射技术,喇曼光谱和光致发光谱对生长的外延膜进行表征。结构表征发现,优化的N2载气流量、镓源反应温度和外延生长温度生长得到的GaN膜具有优良的晶体质量和光电特性。测试结果表明,载气流量的改变影响生长系统中的寄生沉积、GaN膜生长表面过饱和度与Ga和N源气体原子团的气体输运;优化的生长温度可以增强GaN膜的横向外延并促进其二维模式生长,进而有利于生长高质量并具有光滑平面的GaN外延膜。