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相似文献
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1.
国产SiC衬底上利用AIN缓冲层生长高质量GaN外延薄膜   总被引:6,自引:6,他引:0  
采用高温AlN作为缓冲层在国产SiC衬底上利用金属有机物化学气相外延技术生长GaN外延薄膜.通过优化AlN缓冲层的生长参数得到了高质量的GaN外延薄膜,其对称(0002)面和非对称(1012)面X射线衍射摇摆曲线的半峰宽分别达到130 arcsec和252 arcsec,这是目前报道的在国产SiC衬底上生长GaN最好的...  相似文献   

2.
利用透射式GaAs光电阴极AlGaAs/GaAs外延层的结构特点及其X射线衍射摇摆曲线分析方法,解释了AlGaAs/GaAs外延层摇摆曲线半峰宽和其衍射角角位移随外延层生长温度升高而增大的现象.  相似文献   

3.
选用有AlN和AlGaN缓冲层的GaN/Si作为测试样品,采用同步辐射X射线衍射(SRXRD)技术对样品外延膜(GaN)的几何结构、晶格常量及其应变进行了分析.结果表明,同步辐射X射线衍射实验可以作为一种有效的技术手段,测试固体结构及应变.  相似文献   

4.
用金属有机物化学气相沉积方法在r面蓝宝石上生长了非极性a面GaN薄膜,通过采用AlGaN多量子阱插入层,得到了高质量的非极性GaN材料.用原子力显微镜和高分辨X射线衍射仪研究了a面GaN的表面形貌和结晶质量,发现非极性材料上典型的三角坑缺陷被消除,(11-20)面X射线双晶摇摆曲线的半峰宽为680″.  相似文献   

5.
用金属有机物化学气相沉积方法在r面蓝宝石上生长了非极性a面GaN薄膜,通过采用AlGaN多量子阱插入层,得到了高质量的非极性GaN材料. 用原子力显微镜和高分辨X射线衍射仪研究了a面GaN的表面形貌和结晶质量,发现非极性材料上典型的三角坑缺陷被消除,(1120)面X射线双晶摇摆曲线的半峰宽为680″. 关键词: GaN 原子力显微镜 高分辨X射线衍射仪 非极性  相似文献   

6.
本文研究了晶体X射线摇摆曲线半峰宽同其晶格完整性之间的关系,外延层之间X射线衍射的非相干叠加以及热应力引起的晶格应变和晶面弯曲对摇摆曲线半峰宽宽窄的影响.  相似文献   

7.
采用两步AlN缓冲层(一层低温AlN和一层高温AlN)在r面蓝宝石衬底上生长了非极性的α面GaN,并利用高分辨X射线衍射和光致荧光谱对所生长的材料进行了研究.两步AIN缓冲层在我们之前的工作中已被证明比单步高温AlN或低温GaN缓冲层更有利于减小材料各向异性和提高晶体质量,本文进一步优化了两步AlN缓冲层的结构,并得到...  相似文献   

8.
晶体表面畸变的X射线双晶衍射研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
本文介绍了表面畸变的晶体中X射线动力学衍射分层模型的计算原理和通过计算机模拟双晶摇摆曲线获得畸变层信息的方法,讨论了不同的双晶排列方式对摇摆曲线和模拟计算的影响,分析了畸变层内应变、损伤分布与摇摆曲线的关系,并以B+注入Si(100)晶片为例,给出了模拟结果。 关键词:  相似文献   

9.
结合Williamson-Hall plot方法和线型分析方法的优点,提出了一种有效分离有限晶粒尺寸和非均匀应力等X射线衍射展宽效应的方法,可以用于GaN外延层厚度等参数的快速精确测量.用该方法对一系列在蓝宝石衬底上生长的厚度在0.7—4.2μm的GaN外延膜进行了测量,并与椭圆偏振光谱法测量结果进行了比较,结果表明其差别<4%,反应了这种方法的准确性. 关键词: GaN薄膜 厚度测量 X射线衍射  相似文献   

10.
采用两步AlN缓冲层(一层低温AlN和一层高温AlN)在r面蓝宝石衬底上生长了非极性的α面GaN,并利用高分辨X射线衍射和光致荧光谱对所生长的材料进行了研究.两步AIN缓冲层在我们之前的工作中已被证明比单步高温AlN或低温GaN缓冲层更有利于减小材料各向异性和提高晶体质量,本文进一步优化了两步AlN缓冲层的结构,并得到了各向异性更小,晶体质量更好的α面GaN薄膜.分析表明,两步AlN缓冲层中的低温AlN层在减小各向异性中起着关键作用.低温AlN层能抑制了优势方向(c轴)的原子迁移,有利于劣势方向(m轴)的原子迁移,从而减小了Al原子在不同方向迁移能力的差异,并为其后的高温AlN缓冲层和GaN层提供"生长模板",以得到各向异性更小、晶体质量更好的α面GaN材料.  相似文献   

11.
采用金属有机物化学气相沉积系统在硅面碳化硅衬底的(0001)面上生长氮化铝缓冲层,并通过改变3层梯度铝镓氮(Al_xGa_(1-x)N:x=0.8,0.5,0.2)缓冲层的生长温度和氨气流量,制备出了高质量的氮化镓外延层。分别采用X射线衍射、原子力显微镜、光致发光谱和拉曼光谱对氮化镓外延层进行表征。实验结果表明,随着氮化镓外延层中张应力的降低,样品的晶体质量、表面形貌和光学质量都有显著提高。在最优的梯度铝镓氮缓冲层的生长条件下,氮化镓外延层中的应力值最小,氮化镓(0002)和(1012)面的摇摆曲线半峰宽分别为191 arcsec和243 arcsec,薄膜螺位错密度和刃位错密度分别为7×10~7cm~(-2)和3.1×108cm~(-2),样品表面粗糙度为0.381 nm。这说明梯度铝镓氮缓冲层可以改变氮化镓外延层的应力状态,显著提高氮化镓外延层的晶体质量。  相似文献   

12.
In the present paper, the effect of in-situ substrate nitridation time on crystalline quality of GaN films grown on Si (111) substrates by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) were investigated. A thin buffer layer of silicon nitride (SiN x ) with various thicknesses was achieved through the nitridation of substrate at different nitiridation times ranging from 0 to 660 s. The structural characteristics, such as dislocation densities, correlation lengths of columnar crystallites, the tilt and twist of the mosaic structure, and the angles of rotational disorder, were all studied in detail by using a planar and cross-sectional view of high resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and X-ray diffraction (HRXRD) performed at different scattering geometries. It was found that the dislocation densities, lateral coherence lengths, vertical coherence lengths, and the tilt and twist of mosaic blocks in GaN films monotonically varies with the nitridation time. The experimental findings showed that the nitridation times had more influence on edge dislocation densities than the screw type.  相似文献   

13.
The structural and morphological properties of metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD)-grown InGaN/GaN light-emitting diode (LED) structures with different In content have been studied by high-resolution X-ray diffraction (HRXRD), atomic force microscopy (AFM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and Photoluminescence (PL). It is found that the tilt and twist angles, lateral and vertical coherence lengths (CLs) of mosaic blocks, grain size, screw and edge dislocation densities of GaN and AlN layers, and surface roughness monotonically vary with In content. Experimental results show that the mosaic block dimensions for every two layers generally increase with increasing In content, with exception of the lateral CL of the GaN layer, which exhibits an inverse behavior. In this case, the strain values and tilt angles show a decrease accordingly. At the same time, the screw dislocation densities and twist angles of the GaN and AlN layers decrease and increase monotonically, respectively. The edge dislocation density of AlN shows a decreasing behavior, while that of the GaN exhibits an increasing trend. Furthermore, LED structures display an island-like surface structure at a relatively high In composition, in contrast to a well-defined step-terrace structure at a low In composition.  相似文献   

14.
何菊生  张萌  邹继军  潘华清  齐维靖  李平 《物理学报》2017,66(21):216102-216102
三轴X射线衍射技术广泛应用于半导体材料参数的精确测试,然而应用于纤锌矿n-GaN位错密度的测试却可能隐藏极大的误差.本文采用三轴X射线衍射技术测试了两个氢化物气相外延方法生长的n-GaN样品,发现两样品对应衍射面的半高全宽都基本一致,按照镶嵌结构模型,采用Srikant方法或Williamson-Hall方法,两样品的位错密度也应基本一致.但van der Pauw变温霍尔效应测试表明,其中的非故意掺杂样品是莫特相变材料,而掺Si样品则是非莫特相变材料,位错密度有数量级的差别.实验表明,位错沿晶界生长导致的晶粒尺寸效应,表现为三轴X射线衍射技术检测不到晶界晶格畸变区域的位错,给测试带来极大误差,这对正确使用Srikant方法和Williamson-Hall方法提出了测试要求.分析表明,当扭转角与倾转角之比β_(twist)/β_(tiit)≥2.0时,Srikant方法是准确的,否则需进一步由Williamson-Hall方法确定晶粒大小(面内共格长度L//),当L//≥1.5μm时,Srikant方法是准确的.  相似文献   

15.
用X射线衍射方法通过不同晶面的ω扫描测试,分析了Si衬底GaN蓝光LED外延膜中n-型层δ掺杂Si处理对外延膜结晶性能的影响。报道了Si衬底GaN外延膜系列晶面的半峰全宽(FWHM)值。通过使用晶格旋转(Lattice-rotation)模型拟合,计算出样品的螺位错密度和刃位错密度。结果表明,δ掺杂Si处理后生长出的样品螺位错密度增大、刃位错密度减小,总位错密度有所减小。通过对未经δ掺杂处理和δ掺杂处理的GaN外延膜相应ω-2θ扫描半峰全宽值的比较,发现δ掺杂Si处理后生长出的样品非均匀应变较大;相应样品的LED电致发光光谱I、-V特性曲线显示δ掺杂后样品性能变好。  相似文献   

16.
张韵  谢自力  王健  陶涛  张荣  刘斌  陈鹏  韩平  施毅  郑有炓 《物理学报》2013,62(5):56101-056101
利用高分辨率X射线衍射(HRXRD)对MOCVD系统中生长在c面Al2O3上的不 同厚度的GaN薄膜内马赛克结构进行了研究. 在对称面的三轴X射线衍射曲线中, 用两种方法计算得到晶粒的垂直关联长度和水平关联长度, 两者均随着薄膜厚度的增加而增加, 并且垂直关联长度近似膜厚从倒易空间图中得出的横向关联长度也有相同的趋势, 结合非对称面的衍射曲线用Williamson-Hall方法和外推法分 别拟合出晶粒的面外倾斜角和面内扭转角, 他们随着薄膜厚度的增加显著减少, 这一切都表明厚度的增加, 晶粒的单向有序排列越来越整齐, 外延片的质量越来越高. 关键词: GaN薄膜马赛克结构 厚度 HRXRD  相似文献   

17.
SiC/AlN上外延GaN薄膜的黄带发光与晶体缺陷的关系   总被引:8,自引:7,他引:1  
范隆  郝跃  冯倩  段猛 《光子学报》2003,32(8):977-980
利用室温光致发光(PL)技术研究了在6HSiC(0001)上用金属有机物化学汽相沉积(MOCVD)外延生长的GaN薄膜“黄带”发光(YL)特点,与扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)技术得到的GaN薄膜的表面形貌质量和内部结晶质量的结果相对照,表明“YL”发光强度与GaN薄膜的扩展缺陷多少直接相对应通过二次离子质谱(SIMS)技术获取的GaN薄膜中Ga元素深度分布揭示出镓空位(VGa)最可能是“YL”发光的微观来源分析认为,虽然宏观扩展缺陷(丝状缺陷、螺形位错等)和微观点缺陷VGa及其与杂质的络合物(complexes)都表现出与“YL”发射密切相关,但VGa及其与杂质的络合物更可能是“YL”发射的根本微观来源室温下获得的样品“YL”发射强度和光谱精细结构可用于分析GaN薄膜缺陷和晶体质量.  相似文献   

18.
ZnO/AlN/Si(111)薄膜的外延生长和性能研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
用常压金属化学气相沉积法(MOCVD)在Si(111)衬底上制备了马赛克结构ZnO单晶薄膜。引入低温Al N缓冲层以阻止衬底氧化、缓解热失配和晶格失配。薄膜双晶X射线衍射2θ/ω联动扫描只出现了Si(111)、ZnO(000l)及Al N(000l)的衍射峰。ZnO/Al N/Si(111)薄膜C方向晶格常量为0.5195nm,表明在面方向处于张应力状态;其对称(0002)面和斜对称(1012)面的双晶X射线衍ω摇摆曲线半峰全宽分别为460″和1105″;干涉显微镜观察其表面有微裂纹,裂纹密度为20cm-1;3μm×3μm范围的原子力显微镜均方根粗糙度为1.5nm;激光实时监测曲线表明薄膜为准二维生长,生长速率4.3μm/h。低温10K光致发光光谱观察到了薄膜的自由激子、束缚激子发射及它们的声子伴线。所有结果表明,采用金属化学气相沉积法并引入Al N为缓冲层能有效提高Si(111)衬底上ZnO薄膜的质量。  相似文献   

19.
This paper investigates the major structural parameters,such as crystal quality and strain state of (001)-oriented GaN thin films grown on sapphire substrates by metalorganic chemical vapour deposition,using an in-plane grazing incidence x-ray diffraction technique.The results are analysed and compared with a complementary out-of-plane xray diffraction technique.The twist of the GaN mosaic structure is determined through the direct grazing incidence measurement of (100) reflection which agrees well with the result obtained by extrapolation method.The method for directly determining the in-plane lattice parameters of the GaN layers is also presented.Combined with the biaxial strain model,it derives the lattice parameters corresponding to fully relaxed GaN films.The GaN epilayers show an increasing residual compressive stress with increasing layer thickness when the two dimensional growth stage is established,reaching to a maximum level of-0.89 GPa.  相似文献   

20.
Germanium dots have been grown on high twist angle (twist angle as high as 20°) molecular bonded silicon (0 0 1) substrates. We show that, depending on the thickness of the silicon film, the strain field generated by an ordered array of mixed edge interfacial tilt (miss-cut) dislocations may induce an ordered growth of germanium dots. We also show that in order to observe an influence of the mixed edge interfacial dislocations on the growth of germanium dots, the thickness of the film has to be much lower that the period of the mixed edge dislocations array. Germanium dots grown by molecular beam epitaxy on 10-15 nm thick silicon films with the period of tilt dislocation array of 43 nm show a high degree of self-ordering.  相似文献   

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