离子注入GaN的拉曼散射研究

研究了离子注入前后GaN的拉曼散射光谱,特别是其中几个在各种离子注入后都存在的拉曼散射峰,如298,362和661cm-1峰的性质,峰值强度随注入元素原子量、注入剂量和退火温度的变化关系.上述三个拉曼散射峰的强度都随注入元素原子量的增加而降低.当注入剂量增大时,362和661cm-1峰值强度减少,而298cm-1峰值强度却增大.随退火温度的升高,这三个拉曼散射峰的强度先增加后降低.对所观察到的实验现象和这三个峰的起源进行了分析和讨论. 关键词： GaN 离子注入 拉曼散射 局域振动     

注碳GaN的拉曼散射谱研究

本文研究了离子注入碳的GaN材料的Raman光谱。观察到离子注入碳的GaN在800℃退火后其拉曼光谱在1350和1600cm-1处出现两个峰。分析指出它们很可能分别来自GaN的CN和C=C局域伸缩振动。     

钛酸铅薄膜拉曼散射和表面效应

研究了钛酸铅薄膜的拉曼光谱，发现了新的软模，满足居里－外斯关系，Ａ１（１ＴＯ）和Ｅ（１ＴＯ）的强度随温度增加而反常增强，ＸＲＤ和ＸＰＳ研究了晶格结构，包括晶格参量，化学计量比和氧空位。     

MOCVD侧向外延GaN的结构特性

侧向外延（EL0）GaN的原子力显微镜（AFM）表面形貌图像表明,ELO—GaN相当平整,而掩膜区中央有线状分布的小丘群,这是由ELO—GaN在掩膜区中央接合时晶向不一致而产生的缺陷造成的。观察ELO—GaN扫描电子显微镜（SEM）截面图,侧向接合处存在着三角空洞,并且侧向接合导致上述小丘群。X射线衍射（XRD）曲线表明,掩膜边界处的GaN晶面有倾斜。拉曼散射谱表明,掩膜区GaN质量相对于窗口区大为提高。ELO—GaN和普通外延GaN的拉曼散射谱比较表明,ELO—GaN中的应力较小,晶体质量较高。     

GaN薄膜拉曼散射光谱的研究

利用拉曼散射光谱对在SiC衬底上采用MOCVD异质外延的未故意掺杂GaN薄膜特性进行研究发现E2模式向频率低的方向漂移表明在GaN薄膜中存在张力,由于SiC衬底不平整度增加引起更多位错的出现,从而引起拉曼谱中E2模式的加宽,因此通过选择平整度较好的衬底可以减小缺陷密度,提高薄膜的质量,此外A1(LO)模式的出现与强度可以用来表征未掺杂GaN的薄膜质量。     

N极性GaN薄膜的MOCVD外延生长

采用MOCVD技术在c面蓝宝石衬底上外延制备了N极性GaN薄膜。通过KOH腐蚀的方法判定了GaN外延薄膜的极性。通过X射线双晶衍射(XRD)摇摆曲线和光致荧光(PL)谱测试研究了成核层生长时间对N极性GaN薄膜晶体质量和发光性能的影响。研究结果表明,成核层生长时间为300 s时,N极性GaN薄膜样品的位错密度最低,发光性能最好。采用拉曼(Raman)光谱对样品的应变状态进行了分析。     

MOCVD生长GaN:Si单晶膜的研究

获得高质量的ｎ型ＧａＮ单晶膜是制作ＧａＮ基光电子器件的关键之一。采用立式ＭＯＣＶＤ系统生长ＧａＮ：Ｓｉ单晶膜,通过优化生长工艺,获得了电子载流于浓度高达２ ×１０１９ｃｍ－３,迁移率达１２０ｃｍ２／Ｖ·ｓ的ｎ型ＧａＮ：Ｓｉ单晶膜;并有效地抑制了ＧａＮ中由深能级引起的黄带发射,大大提高带边发光强度。研究结果还表明：随着Ｓ掺杂量的增大,ＧａＮ：Ｓｉ单晶膜的电子载流于浓度增加,迁移率下降,Ｘ光双晶衍射峰半高宽增大。首次报道了随掺Ｓ量增大,ＧａＮ：Ｓｉ单晶膜的生长速率显著下降的现象。     

Comparative Analysis of Temperature-dependent .Raman Spectra of GaN and GaN/Mg Films

The Raman spectra of unintentionally doped gallium nitride (GaN) and Mg-doped GaN films were investigated and compared at room temperature and low temperature. The differences of E₂ and A₁(LO) mode in two samples are discussed. Stress relaxation is observed in Mg-doped GaN, and it is suggested that Mg-induced misfit dislocation and electron–phonon interaction are the possible origins. A peak at 247 cm⁻¹ is observed in both the Raman spectra of GaN and Mg-doped GaN. Temperature-dependent Raman scattering experiment of Mg-doped GaN shows the frequency and intensity changes of this peak with temperature. This peak is attributed to the defect-induced vibrational mode. Translated from Chinese Journal of Semiconductors, 2005, 26(4) (in Chinese)     

SiC衬底上外延GaN:Mg材料特性研究

利用扫描电子显微镜、拉曼散射光谱和光致发光谱对在SiC衬底上采用MOCVD异质外延的GaN:Mg薄膜特性进行研究发现：除了一部分Mg原子替代Ga原子呈现受主性外，大部分Mg原子以间隙原子状态（Mg_i）存在，并且在缺陷或者位错处大量聚集引起薄膜张力应力减小，薄膜在降温过程中由于应力不均匀会在部分区域内出现大量的裂纹；Mg的掺杂会加剧GaN无序化程度，致使薄膜质量变差；而室温下的PL谱测量表明蓝带发光由DAP（深施主—浅受主）复合引起，其中D为Mg_GaV_{N 关键词： GaN∶Mg 异质外延 扫描电子显微镜 拉曼散射 光致发光谱}     

基于CVD方法生长在硅基底上立方碳化硅的拉曼散射研究（英文）

立方碳化硅(3C-SiC)薄膜通过化学气相沉积(CVD)制备在Si(100)衬底上。本论文主要通过椭偏光谱仪(SE)和拉曼散射仪对3C-SiC薄膜的微观结构和光学性能进行进一步的研究。根据SE的分析获得3CSiC薄膜厚度;根据拉曼散射的分析:可从TO模式和LO模式的线形形状的拟合得到样品的相关长度和载流子浓度。结果表明:该碳化硅(3C-SiC)薄膜质量随膜厚度增加而得到提高,同时分析了外延层厚度对薄膜特性的影响。     

利用MOCVD在r面蓝宝石上生长的α面GaN中两步AlN缓冲层的优化

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...     

Temperature dependences of Raman scattering in different types of GaN epilayers

First-order Raman scatterings of hexagonal GaN layers deposited by the hydride vapour phase epitaxy and by metal-organic chemical vapour deposition on SiC and sapphire substrates are studied in a temperature range between 303 K and 503 K. The temperature dependences of two GaN Raman modes (A₁ (LO) and E₂ (high)) are obtained. We focus our attention on the temperature dependence of E₂ (high) mode and find that for different types of GaN epilayers their temperature dependences are somewhat different. We compare their differences and give them an explanation. The simplified formulas we obtained are in good accordance with experiment data. The results can be used to determine the temperature of a GaN sample.