高阻GaN的MOCVD生长研究

摘要：

　　使用MOCVD在蓝宝石衬底上生长了非故意掺杂的高阻GaN薄膜。分别研究了GaN外延层生长的反应室压力和Ga源流量对电阻率和晶体质量的影响。螺位错会在GaN中引入导电路径,降低电阻率。刃位错起受主型陷阱的作用,会补偿背景载流子,提高电阻率。研究发现,降低反应室压力,(0002)面FWHM基本不变,(10-12)面FWHM大幅度增大,表明刃位错密度大幅度的增多,这是提高GaN外延层电阻率的关键。低的反应室压力下生长的外延层电阻率可达到1011Ω·cm量级。降低Ga源流量,(0002)面和(10-12)面FWHM均减小,表明螺位错和刃位错密度都明显减小。熔融KOH腐蚀后SEM图的腐蚀坑密度也减少,这与(0002)面和(10-12)面FWHM减小相符合。Ga源流量降低,螺位错减少导致电阻率增大,刃位错减少导致电阻率减小,两者共同作用,而螺位错减少所起的电阻率增大略占优势,所以外延层电阻率略有一定提高。在低反应室压力,Ga源流量较小时获得最高电阻率为3.89×1011Ω·cm,且片间均匀性很好。同时,反应室压力和Ga源流量对外延片的表面形貌没有明显的影响,都有明显的原子生长台阶。

关键词： 高阻氮化镓 半导体薄膜 生长模式 金属有机化学气相沉积

作者: Lu Zhang 张露 王晓亮 Xiaoliang Wang Hongling Xiao 肖红领 Hong Chen 陈竑 Cuimei Wang 王翠梅 Chun Feng 冯春 Guangdi Shen 沈光地 王占国 Zhanguo Wang Xun Hou 侯洵

作者单位: Key Laboratory of Semiconductor Materials Science, Chinese Academy of Sciences, P.O.Box 912, Beijing 中国科学院半导体材料科学重点实验室,北京,100083;北京工业大学大学北京光电子技术实验室,北京 100124 中国科学院半导体材料科学重点实验室,北京,100083;中国科学院半导体研究所-西安交通大学信息功能材料与器件联合实验室,北京 100083;西安交通大学电子与信息工程学院,西安 710049 Key Laboratory of Semiconductor Materials Science, Chinese Academy of Sciences, P.O.Box 912, Beijing Key Laboratory of Semiconductor Materials Science, Chinese Academy of Sciences, P.O.Box 912, Beijing 中国科学院半导体材料科学重点实验室,北京,100083 Beijing Optoelectronic Technology Laboratory, Beijing University of Technology, Beijing 100022, Chin 北京工业大学大学北京光电子技术实验室,北京 100124 中国科学院半导体材料科学重点实验室,北京,100083;中国科学院半导体研究所-西安交通大学信息功能材料与器件联合实验室,北京 100083 Key Laboratory of Semiconductor Materials Science, Chinese Academy of Sciences, P.O.Box 912, Beijing ISCAS-XJTU Joint Laboratory of Functional Materials and Devices for Informatics, Beijing, 10083, Chi 中国科学院半导体研究所-西安交通大学信息功能材料与器件联合实验室,北京 100083;西安交通大学电子与信息工程学院,西安 710049

会议类型: 国内会议

会议名称: 第十七届全国化合物半导体材料微波器件和光电器件学术会议

会议地点: 开封

会议语种:中文

页码: 174-178

在线出版日期: 2012-11-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）