人工晶体学报

作者：王海笑, 李腾坤, 夏政辉, 陈科蓓, 张育民, 王鲁华, 高晓东, 任国强, 徐科

单位：1.中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,苏州 215123; ；2.中国科学技术大学纳米科学与技术学院,合肥 230026; ；3.苏州纳维科技有限公司,苏州 215123; ；4.江苏第三代半导体研究院,苏州 215000

关键词：GaN单晶,弹性模量,硬度,纳米压痕,氨热法,掺杂,

基金：国家重点研发计划(2022YFB3605202,2021YFB3602000);江苏省重点研发计划(BE2021008);国家自然科学基金(62074157, 62104246);中科院关键技术人才计划(2021000052)

对GaN单晶力学性能的研究有助于解决其在生长、加工和器件应用中的开裂问题。本文围绕掺杂对GaN单晶力学性能的影响,通过纳米压痕法测试了不同掺杂类型(非掺、Si掺和Fe掺)GaN单晶的弹性模量和硬度,测试结果表明掺杂对GaN单晶的硬度有重要影响。Si掺、Fe掺GaN较非掺样品硬度有所提升,用重掺杂的氨热GaN单晶作为对照,也证明了这一结论。通过高分辨X射线衍射分析和原子力显微镜表征实验发现,晶体结晶质量、接触面积等因素对GaN单晶硬度的影响较小。对GaN表面纳米压痕滑移带长度和晶体晶格常数进行测试,结果表明,掺杂影响GaN单晶硬度的主要原因是缺陷对GaN位错增殖、滑移的阻碍作用和掺杂引起的GaN晶格常数的变化。

来源：2023年第2期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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