近日,北京大学物理学院宽禁带半导体研究中心沈波和杨学林课题组与俞大鹏、刘开辉课题组合作,成功实现了Si(100)衬底上单晶GaN薄膜的外延生长,相关工作于2019年7月23日在Advanced Functional Materials上在线刊登。
作者:张东; 赵琰; 宋世巍; 李昱材; 王健; 毕孝国; 高靖; 王春生 期刊:《光谱学与光谱分析》 2018年第09期
GaN薄膜材料广泛应用于发光二极管(LED),激光二极管(LD)等光电器件。但是GaN基器件的制备与应用以及器件推广很大一部分取决于其器件的价格,常用的方式是在单晶蓝宝石衬底上沉积制备GaN薄膜样品,单晶蓝宝石衬底晶向择优,可以制备出高质量的GaN薄膜样品,但是单晶蓝宝石衬底价格昂贵,一定程度上限制了其GaN基器件推广使用。如何在廉价衬底上直接沉积高质量的GaN薄膜,满足器件的要求成为研究热点。石英玻璃价格廉价,但是属于非晶体,没...
作者:张雄; 王箫扬; 刘斌; 张富春; 张水利 期刊:《当代化工》 2018年第09期
为了获得高质量的GaN薄膜,首先用射频磁控溅射的方法在Si基片合成Ga_2O_3薄膜,再通过高温氨化法与NH_3自组装形成GaN薄膜。然后分别用扫描电子显微镜和X-射线衍射仪对薄膜的形貌和结构进行了表征。结果发现GaN薄膜是纤锌矿结构并沿着晶面(002)方向择优生长。GaN薄膜的生长速率随着衬底温度的升高逐渐下降,结晶质量随着衬底温度的升高逐渐变差。同时晶粒表面较为平整;随着N_2流量比的适量增加,薄膜的结晶质量提高,晶体颗粒较为均...
作者:孙振翠; 曹文田; 魏芹芹; 薛成山; 王书运 期刊:《微纳电子技术》 2004年第03期
利用热壁化学汽相沉积在Si基上生长GaN薄膜.用扫描电镜(SEM)、选择区电子衍射(SAED)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外透射谱(FTIR)和荧光光谱(PL)对样品进行形貌、结构、组分和发光特性的分析.SEM显示在平滑的表面上出现了由绳状、树根状、项链状晶体组成的奇异面.FTIR、XRD和SAED显示生成的GaN奇异面呈六方纤锌矿多晶结构同时含有少量的碳污染.PL谱显示了不同于一般GaN发光谱的发光峰.
作者:陶华锋; 杨忠孝; 宁永功; 屠晶景; 徐洪艳 期刊:《激光技术》 2005年第06期
通过激光损伤实验,报道了GaN薄膜10.6μm CO2激光的损伤阈值是64J/cm2;为了改善GaN薄膜质量,对其进行了10.6μm CO2激光辐照处理,结果表明,处理后GaN薄膜的缺陷密度明显降低.并对机理进行了分析.
作者:马洪磊; 杨莺歌; 刘晓梅; 刘建强; 马瑾 期刊:《功能材料》 2004年第05期
由于GaN薄膜有希望应用在紫外或蓝光发光器件、探测器以及高速场效应晶体管、高温电子器件,GaN材料是当前研究的一个焦点.本文简要介绍了GaN薄膜的制备、衬底选择、掺杂、缓冲层、发光机制和表征等方面的最新进展,指出GaN材料进一步发展需要解决的关键技术问题.
作者:冯倩; 王峰祥; 郝跃 期刊:《物理学报》 2004年第10期
利用高精度x射线衍射和拉曼散射光谱,对MOCVD生长的不同Mg掺杂量的AlGaN薄膜的c轴晶格常数、摇摆曲线和拉曼频移进行测量发现:当Mg掺杂剂量较小时,E2模式向低频方向漂移表明张力应力有所增加,但是摇摆曲线和A1(LO)模式半高宽减小表明薄膜质量有所提高;随着Mg掺杂剂量的增加,E2模式反向漂移表明此时薄膜中存在压力应力,同时薄膜质量有所下降.最后根据拉曼频移和应力改变进行拟合得出相应的线性表达式为Aa=-0.298+0.562·ΔE...
作者:彭冬生; 冯玉春; 王文欣; 刘晓峰; 施炜; 牛憨笨 期刊:《光子学报》 2007年第08期
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.
作者:刘玉资; 英敏菊; 杜小龙; 薛其坤; 张泽 期刊:《电子显微学报》 2005年第04期
由于具有纤维锌矿结构的ZnO和GaN在宽禁带半导体方面存在很大的应用潜力,国际上很多研究组已经将在不同条件下生长的ZnO和GaN薄膜的微结构进行了研究.在众多试验中他们发现存在30度畴这种缺陷.直到现在没有人对这个缺陷进行仔细的研究,这里我们使用了截面和平面两个样品应用透射电子显微镜进行了表征.
作者:师珺草; 王丹; 时亚茹; 袁罗 期刊:《机械工程师》 2017年第11期
总结了MOCVD生长GaN薄膜过程中气相化学反应机理的研究进展。首先分别从反应器结构和自由基对气相反应机理的影响进行总结与分析,得到不同影响条件下的反应路径趋势i然后介绍了量子化学计算在GaNMOCVD气相化学反应机理研究中的应用与发展。
作者:孙振翠; 原所佳; 孙海波 期刊:《山东交通学院学报》 2007年第02期
采用射频磁控溅射工艺在预沉积和预沉积后再分布的扩镓Si基上溅射Ga2O3薄膜氮化反应组装GaN薄膜。用红外透射谱(mR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、选区电子衍射(SAED)和荧光光谱(PL)对样品进行组成、结构、形貌和发光特性的分析。测试结果表明:采用此方法得到六方纤锌矿结构的GaN薄膜。同时显示预沉积的扩镓硅基较预沉积后再分布的扩镓硅基更适合GaN薄膜的生长。
作者:王书运; 庄惠照; 高海永 期刊:《材料科学与工程学报》 2006年第04期
利用射频磁控溅射法在Si(111)衬底上先溅射ZnO缓冲层,再溅射Ga2O3薄膜,然后在开管炉中不同温度下通氨气进行氨化反应生长GaN薄膜。分析结果表明,利用该方法制备的GaN薄膜是六角纤锌矿多晶结构,并且随着氨化温度的升高,GaN薄膜向棒状和线状形态转变。同时分析了ZnO缓冲层对形成GaN纳米结构的影响。
作者:孙莉莉; 薛成山; 艾玉杰; 孙传伟; 庄惠照; 张晓凯; 王福学; 陈金华; 李红 期刊:《功能材料》 2007年第02期
采用磁控溅射技术先在硅衬底上制备Ga2O3/Ti薄膜,然后在950℃时于流动的氨气中进行氨化反应制备GaN薄膜。X射线衍射(xRD)、傅立叶红外吸收光谱(FTIR)、选区电子衍射(SAED)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)的结果表明采用此方法得到了六方纤锌矿结构的GaN单晶纳米线。通过扫描电镜(SEM)观察发现纳米线的形貌,纳米棒的尺寸在50~150nm之间。
作者:彭冬生; 冯玉春; 王文欣; 刘晓峰; 施炜; 牛憨笨 期刊:《物理学报》 2006年第07期
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XRD FWHM为208.80弧秒,(1012)面...
作者:梅俊平 王敏 解新建 刘彩池 期刊:《河北工业大学学报》 2011年第02期
用分子束气相外延生长(MBE)法,通过改变缓冲层AlN的生长时间沉积GaN薄膜.用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和拉曼光谱仪(Raman Spectroscropy),测试GaN薄膜的应力、平整度、粗糙度、晶体质量.研究了不同生长时间的缓冲层对GaN薄膜性能的影响,结果发现:生长30 min的缓冲层的样品B中的应力小于生长20 min缓冲层的样品A,并且样品B在晶体质量、平整度、粗糙度方面均优于样品A.
作者:符斯列 王春安 陈俊芳 期刊:《科学技术与工程》 2010年第12期
介绍了电子回旋共振低温等离子体化学气相沉积氮化镓薄膜工艺,并以高纯氮气N2和三甲基镓(TMG)为反应气源,在T=450°条件下,在α-A12O3(0001)面上低温生长了GaN薄膜。X射线分析显示GaN薄膜的(0002)峰位置为2θ=34.75°,半峰宽为18′。这一结果说明了ECR-PECVD法具有在低温下生长GaN薄膜的优势。
作者:王涛 潘孝军 张振兴 李晖 谢二庆 期刊:《中国稀土学报》 2008年第02期
利用直流磁控反应式共溅射方法制备了GaN:Tb薄膜。XRD结果显示,该薄膜为纳米晶结构,根据Scherrer公式,计算得到了GaN薄膜晶粒的平均大小为4.8nm;紫外可见谱表明在可见光区薄膜的平均透过率大于75%,同时利用Tauc公式计算得到了薄膜的光学带隙为3.07eV;测量了薄膜的室温光致发光谱,获得了Tb^3+在可见光区(位于497.0,552.4,594.2以及627.8nm)的本征发光。
作者:彭冬生 冯玉春 郑瑞生 牛憨笨 期刊:《电子器件》 2009年第02期
在相同的腐蚀温度下,通过控制对蓝宝石衬底的化学腐蚀时间,以研究其对GaN光学性质的影响。测试结果表明:对蓝宝石衬底腐蚀50 min后,外延生长的GaN薄膜晶体质量及光学质量最优,X射线摇摆曲线中,其(0002)面及(10-12)面的半峰全宽分别降低至202.68 arcsec,300.24 arcsec。透射光谱中,其透射率最高,调制深度最大;光致发光谱的近带边发射峰强度最强,其半高全宽也降低到6.7 nm,几乎看不到任何黄光带。
作者:彭冬生 王质武 冯玉春 牛憨笨 期刊:《压电与声光》 2009年第04期
采用在A1N缓冲层后原位沉积SiN掩膜层,然后横向外延生长GaN薄膜。通过该法在硅衬底上获得了1.7μm无裂纹的GaN薄膜,并在此基础上外延生长出了GaN基发光二极管(LED)外延片,其外延片的总厚度约为1.9μm。采用高分辨率双晶X-射线衍射(DCXRD)、原子力显微镜(AFM)测试分析。结果表明,GaN薄膜(0002)面的半峰全宽(FWHM)降低到403arcsee,其表面平整度得到了很大的改善;InGaN/GaN多量子阱的界面较平整,结晶质量良好。光致...
作者:孙振翠 曹文田 王书运 薛成山 伊长虹 期刊:《功能材料与器件学报》 2008年第05期
采用射频磁控溅射工艺在扩镓硅基上溅射Ga2O3薄膜氮化反应组装GaN薄膜,研究硅基扩镓时间对GaN薄膜晶体质量的影响。利用红外透射谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、光电能谱(XPS)和荧光光谱(PL)对生成的GaN薄膜进行组分、结构、表面形貌和发光特性分析。测试结果表明:采用此方法得到六方纤锌矿结构的GaN晶体膜。同时显示:在相同的氮化温度和时间下,随着硅基扩镓时间的增加,薄膜的晶体质量和发光特性得到明...