半导体外延层晶格失配度的计算

比较了晶格失配度的各种定义,建议统一使用同一定义。采用简化模型系统地探讨了各种情况下半导体外延生长层和衬底的二维晶格失配度的计算,最后讨论了结合XRD衍射图谱确定失配度的方法。结果表明,正三角形晶格和长方形晶格匹配,长方形晶格的宽列原子的匹配具有优先性,不受长列原子匹配的影响。长方形的长宽比接近匹配比时,整体匹配较好。     

基于三轴X射线衍射方法的n-GaN位错密度的测试条件分析

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.