MOCVD生长的GaN:Mg外延膜的光电性质

用MOCVD技术生长GaN:Mg外延膜,在550～950℃温度范围内,对样品进行热退火,并进行室温Hall、光致发光谱(PL)测试.Hall测试结果表明,850℃退火后空穴浓度达到8×1017 cm-3以上,电阻率降到0.8Ω·cm以下.室温PL谱有两个缺陷相关发光峰,位于2.8eV的蓝光峰(BL)以及3.27eV附近的紫外峰(UVL).蓝光峰对紫外峰的相对强度(BL/UVL)在550℃退火后升高,之后随着退火温度的升高(650～850℃)而下降,继续提高退火温度至950℃,BL/UVL急剧上升.空穴浓度先随着Mg掺杂浓度的增加而升高;但继续增加Mg掺杂浓度,空穴浓度反而下降.这些结果表明要实现空穴浓度达1018 cm-3,不仅要考虑H的钝化作用,还要考虑Mg受主的自补偿效应.     

MOCVD生长的p型GaN薄膜中Mg掺杂的优化与分析

通过优化Mg流晕增强了MoCVD生长的GaN薄膜的p型电导并改善了晶体质量.Hall测量结果表明卒穴浓度首先随着Mg流量的升高而升高,达到极大值后开始降低;迁移率始终随Mg流量的升高而降低.最优的样品在室温下空穴浓度达到4.1×1017cm-3,电阻率降至1Ω·cm.考虑施主型缺陷MGaVN的自补偿作用,计算了空穴浓度随掺杂浓度变化的曲线关系.计算结果表明自补偿系数随掺杂浓度的增大而增大;空穴浓度首先随掺杂浓度的增大而增加,存受主浓度为NA≈4×1019左右时达到极大值,之后随着掺杂浓度的增大而迅速降低.XRD数据表明在实验范围内晶体缺陷密度随着掺杂浓度的降低而降低.     

MOCVD生长的p型GaN薄膜中Mg掺杂的优化与分析

通过优化Mg流晕增强了MoCVD生长的GaN薄膜的p型电导并改善了晶体质量.Hall测量结果表明卒穴浓度首先随着Mg流量的升高而升高,达到极大值后开始降低;迁移率始终随Mg流量的升高而降低.最优的样品在室温下空穴浓度达到4.1×1017cm-3,电阻率降至1Ω·cm.考虑施主型缺陷MGaVN的自补偿作用,计算了空穴浓度随掺杂浓度变化的曲线关系.计算结果表明自补偿系数随掺杂浓度的增大而增大;空穴浓度首先随掺杂浓度的增大而增加,存受主浓度为NA≈4×1019左右时达到极大值,之后随着掺杂浓度的增大而迅速降低.XRD数据表明在实验范围内晶体缺陷密度随着掺杂浓度的降低而降低.     

MOCVD法侧向外延生长高质量GaN

利用金属有机物气相外延法(MOCVD),在GaN/蓝宝石复合衬底上,采用侧向外延生长技术制备出高质量的GaN外延膜,并对其进行扫描电镜、X射线双晶衍射、透射电镜测量和分析.发现完全合并后的GaN外延层的表面平整,晶体质量较衬底有大幅的提高,透射电镜进行微区位错观察发现窗口区穿透位错大部分发生转向,侧向生长区下方的穿透位错被掩膜阻断.     

MOCVD法侧向外延生长高质量GaN

利用金属有机物气相外延法(MOCVD)，在GaN/蓝宝石复合衬底上，采用侧向外延生长技术制备出高质量的GaN外延膜，并对其进行扫描电镜、X射线双晶衍射、透射电镜测量和分析. 发现完全合并后的GaN外延层的表面平整，晶体质量较衬底有大幅的提高，透射电镜进行微区位错观察发现窗口区穿透位错大部分发生转向，侧向生长区下方的穿透位错被掩膜阻断.     

MOCVD法侧向外延生长高质量GaN

利用金属有机物气相外延法(MOCVD),在GaN/蓝宝石复合衬底上,采用侧向外延生长技术制备出高质量的GaN外延膜,并对其进行扫描电镜、X射线双晶衍射、透射电镜测量和分析.发现完全合并后的GaN外延层的表面平整,晶体质量较衬底有大幅的提高,透射电镜进行微区位错观察发现窗口区穿透位错大部分发生转向,侧向生长区下方的穿透位错被掩膜阻断.     

MOCVD外延生长高阻GaN薄膜材料

采用MOCVD技术在非有意掺杂的条件下，在C面蓝宝石衬底上制备出了高阻的GaN单晶薄膜样品. 用扫描电子显微镜和原子力显微镜分析样品显示GaN外延膜的表面十分平整，表面粗糙度仅有～0.3nm. 样品的X射线双晶衍射摇摆曲线（0002）峰的半峰宽为5.22′，证实所生长的GaN外延层具有较好的结晶质量. 变温Hall测量发现样品的室温电阻率高达6.6e8Ω·cm, 250℃下的电阻率约为10.6Ω·cm.     

MOCVD外延生长高阻GaN薄膜材料

采用MOCVD技术在非有意掺杂的条件下,在C面蓝宝石衬底上制备出了高阻的GaN单晶薄膜样品.用扫描电子显微镜和原子力显微镜分析样品显示GaN外延膜的表面十分平整,表面粗糙度仅有～0.3nm.样品的X射线双晶衍射摇摆曲线(0002)峰的半峰宽为5.22',证实所生长的GaN外延层具有较好的结晶质量.变温Hall测量发现样品的室温电阻率高达6.6×108Ω·cm,250℃下的电阻率约为106Ω·cm.     

MOCVD外延生长高阻GaN薄膜材料

采用MOCVD技术在非有意掺杂的条件下,在C面蓝宝石衬底上制备出了高阻的GaN单晶薄膜样品.用扫描电子显微镜和原子力显微镜分析样品显示GaN外延膜的表面十分平整,表面粗糙度仅有～0.3nm.样品的X射线双晶衍射摇摆曲线(0002)峰的半峰宽为5.22',证实所生长的GaN外延层具有较好的结晶质量.变温Hall测量发现样品的室温电阻率高达6.6×108Ω·cm,250℃下的电阻率约为106Ω·cm.     

HVPE生长的高质量GaN纳米柱的光学性能

GaN纳米材料因具有优异的晶体质量和突出的光学性能及发射性能,日益受到关注.研究了一种利用氢化物气相外廷(HVPE)系统生长高质量的GaN纳米柱的方法.使用镍作为催化剂,在蓝宝石衬底上生长出了GaN纳米柱.在不同生长时间和不同HC1体积流量下制备了多组样品,使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和光致发光(PL)谱对样品进行了分析表征.测试结果表明,在较低的HC1体积流量下,生长2 min的样品具有较高的晶体质量和较好的光学性质.讨论了不同生长阶段的GaN纳米结构发光特性的变化规律,认为纳米结构所产生的表面态密度大小差异会造成带边峰位的红移和展宽.     

MOCVD生长的CdZnTe／ZnTe多量子附的激子光学特性

用常压ＭＯＣＶＤ方法在ＧａＡｓ（１００）衬底上生长了ＣｄＺｎＴｅ／ＺｎＴｅ多量子阱。在室温下，观测到了ＣｄＺｎＴｅ／ＺｎＴｅ多量子阱的三个谱带发光。根据ＣｄＺｎＴｅ／ＺｎＴｅ多量子阱的吸收光谱和不同激发光强下的发光光谱，分别归结ＣｄＺｎＴｅ／ＺｎＴｅ多量子阱中观测到的三个发光谱带于覆盖层发光、ｎ＝１的重空穴激子发光及杂质发光。     

生长停顿改善MOCVD生长InGaN/GaN多量子阱的特性

利用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)生长了InGaN/GaN多量子阱(MQWs)结构,研究了生长停顿对InGaN/GaN MQWs特性的影响.结果表明,采用生长停顿,可以改善MQWs界面质量,提高MQWs的光致发光(PL)与电致发光(EL)强度;但生长停顿的时间过长,阱的厚度会变薄,界面质量变差,不仅In组分变低,富In的发光中心减少,而且会引入杂质,致使EL强度下降.     

Electrical and optical properties of oxygen doped GaN grown by MOCVD using N2O

Oxygen doped GaN has been grown by metalorganic chemical vapor deposition using N₂O as oxygen dopant source. The layers were deposited on 2″ sapphire substrates from trimethylgallium and especially dried ammonia using nitrogen (N₂) as carrier gas. Prior to the growth of the films, an AIN nucleation layer with a thickness of about 300? was grown using trimethylaluminum. The films were deposited at 1085°C at a growth rate of 1.0 μm/h and showed a specular, mirrorlike surface. Not intentionally doped layers have high resistivity (>20 kW/square). The gas phase concentration of the N₂O was varied between 25 and 400 ppm with respect to the total gas volume. The doped layers were n-type with carrier concentrations in the range of 4×10¹⁶ cm⁻³ to 4×10¹⁸ cm⁻³ as measured by Hall effect. The observed carrier concentration increased with increasing N₂O concentration. Low temperature photoluminescence experiments performed on the doped layers revealed besides free A and B exciton emission an exciton bound to a shallow donor. With increasing N₂O concentration in the gas phase, the intensity of the donor bound exciton increased relative to that of the free excitons. These observations indicate that oxygen behaves as a shallow donor in GaN. This interpretation is supported by covalent radius and electronegativity arguments.     

MOCVD制备InN薄膜的光学性质

利用吸收光谱、光致发光谱、喇曼散射光谱和椭圆偏振光谱一系列光学手段,对采用金属有机物气相沉积法(MOCVD)制备的InN薄膜的光学性质进行了系统研究.吸收光谱和光致发光谱的结果清晰地证明了高质量InN薄膜的光学带隙宽度为0.68eV,接近于现阶段主要报道值0.7eV.喇曼散射光谱实验说明窄光学带隙主要源于较低的背景电子浓度.利用椭圆偏振光谱不仅得到了纤锌矿InN临界点跃迁能量的值E0,同时首次得到了在0.65～4.0eV能量范围内复折射率实部n,虚部k的色散曲线.     

MOCVD制备InN薄膜的光学性质

利用吸收光谱、光致发光谱、喇曼散射光谱和椭圆偏振光谱一系列光学手段,对采用金属有机物气相沉积法(MOCVD)制备的InN薄膜的光学性质进行了系统研究.吸收光谱和光致发光谱的结果清晰地证明了高质量InN薄膜的光学带隙宽度为0.68eV,接近于现阶段主要报道值0.7eV.喇曼散射光谱实验说明窄光学带隙主要源于较低的背景电子浓度.利用椭圆偏振光谱不仅得到了纤锌矿InN临界点跃迁能量的值E0,同时首次得到了在0.65～4.0eV能量范围内复折射率实部n,虚部k的色散曲线.     

GaN生长速率的研究

采用在位监控方法研究了MOCVD系统中GaN材料的外延生长速率与NH3流量、TMGa流量、Ⅴ/Ⅲ比等生长参数的关系．GaN生长速率随NH3流量的提高先增加后减小,而随TMGa流量的增加线性的增加．在不同NH3流量的情况下,GaN生长速率随TMGa流量增加的速率不同．GaN的生长速率与Ⅴ/Ⅲ比没有直接的关系,而与NH3,TMGa等条件有关．实验结果表明,MOCVD系统中存在着较强的预反应．预反应的程度与TMGa的流量成正比．     

GaN生长速率的研究

采用在位监控方法研究了MOCVD系统中GaN材料的外延生长速率与NH3流量、TMGa流量、Ⅴ/Ⅲ比等生长参数的关系.GaN生长速率随NH3流量的提高先增加后减小,而随TMGa流量的增加线性的增加.在不同NH3流量的情况下,GaN生长速率随TMGa流量增加的速率不同.GaN的生长速率与Ⅴ/Ⅲ比没有直接的关系,而与NH3,TMGa等条件有关.实验结果表明,MOCVD系统中存在着较强的预反应.预反应的程度与TMGa的流量成正比.