Si(110)衬底上Ⅲ族氮化物薄膜的研究进展

Si（110）衬底与III族氮化物独特的取向关系使AlN和GaN薄膜的外延生长及其LED器件受到广泛关注。详细分析了AlN和GaN薄膜与Si（110）衬底的取向关系,指出了薄膜与Si（110）衬底在[1100]AlN//[001]Si方向上的高晶格匹配度不仅可以有效降低薄膜的位错密度,还将提高薄膜在[1120]AlN//[110]Si方向上的生长速度;综述了Si（110）衬底上薄膜的制备方法及研究进展,从薄膜的显微组织结构方面,说明Si（110）衬底具有可以提高AlN和GaN薄膜结晶质量等优势。介绍了Si（110）衬底上氮化物薄膜基LED器件的结构和性能,并指出其应用优势、发展潜力和发展方向。最后,简单讨论了Si（110）衬底上AlN和GaN薄膜还存在的问题及面临的挑战。

c-AlN/TiN/Si(100)异质结构的显微组织及光学性能

立方氮化铝(c-AlN)以其优异的性能成为发光二极管、激光二极管等光电子器件的理想材料。采用激光分子束外延法制备了c-AlN/TiN/Si(100)异质结构,研究了它的显微组织和光学性能。结果表明:AlN薄膜和TiN缓冲层呈立方岩盐矿结构的(200)面择优取向;c-AlN薄膜、TiN缓冲层和Si衬底的界面清晰,不存在第二相,但错配应力使得界面处存在一定的缺陷;c-AlN薄膜的光致发光谱分别在376,520,750 nm处有3个发光中心;376 nm处的发光峰与氮空位(VN)和氧杂质(ON)有关,520 nm处的发光峰与Al空位(VAl)和ON的复合有关,而750 nm处的发光峰可归因于VAl和价带之间的辐射复合;c-AlN薄膜的电致发光中心在580 nm附近,也属于c-AlN的深能级缺陷发光。