人工晶体学报

作者：李亚洲, 马占红, 姚威振, 杨少延, 刘祥林, 李成明, 王占国

单位：1.宁夏大学电子与电气工程学院，银川 750021；2.中国科学院半导体研究所，固态光电信息技术实验室，北京 100083

关键词：氮化镓,载气流量,Si （111）衬底,金属有机化学气相沉积,异质外延,薄膜,

基金：国家自然科学基金(62204239);宁夏自然科学基金(2024AAC05019);中央指导地方科技发展资金项目(2024FRD05005)

本文基于金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术，在6英寸Si （111）衬底上外延生长了GaN薄膜，通过椭圆偏振光谱仪、高分辨X射线衍射仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜及透射电子显微镜等测试分析手段表征了GaN薄膜的微观结构、表面形貌及晶体质量，研究了GaN薄膜生长时的H2载气流量变化对GaN生长均匀性及晶体质量的影响。结果表明，随着H2载气流量的增加，前驱体能够更快地到达衬底表面参与表面反应，从而提高了GaN的生长速率；然而过大的H2载气流量会导致部分混合气体参与GaN生长的时间过短。在H2载气流量为39 slm（标准升每分钟）时，GaN生长速率达到了饱和。提高H2载气流量会导致Ga原子迁移率的增加，然而，当H2载气流量增加到48 slm时，Ga原子迁移率的增加不再带来更平整的表面。AlGaN缓冲层具有V型坑结构形貌，大多数位错在AlGaN缓冲层弯曲、湮灭，并停止向GaN层延伸，这导致GaN生长经历类似横向外延过生长的过程，在一定程度上提高了GaN的晶体质量。

来源：2025年第6期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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