半極性面GaN堆垛層錯的形成機理和生長調控研究

《半極性面GaN堆垛層錯的形成機理和生長調控研究》是依託西安電子科技大學，由許晟瑞擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：半極性面GaN堆垛層錯的形成機理和生長調控研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：許晟瑞
• 依託單位：西安電子科技大學

中文摘要

半極性GaN材料可以消除80％的量子限制斯塔克效應，並且生長工藝視窗較大，是一種很有前景的寬禁帶材料，是目前的研究熱點。材料中的堆垛層錯密度較高，嚴重製約材料和器件的性能。本項目從堆垛層錯的產生機理角度來解決堆垛層錯的問題，通過採用無應變AlInN插入層技術和原位SiNx插入層技術從湮滅和阻擋兩個方面降低堆垛層錯的密度，從而提高半極性GaN材料的結晶質量。研究結果將為提高可用於半極性LED的GaN材料生長提供一些具體的實驗思路和方法，同時對完善半極性GaN生長和缺陷控制基本理論做出貢獻。

結題摘要

在m面藍寶石襯底上，採用MOCVD生長了有SiNx插入層的半極性面GaN，採用透射電子顯微鏡，原子力顯微鏡和X射線衍射技術對其進行了表征，透射電子顯微鏡測試結果表明，半極性材料中的堆垛層錯密度從 2.5×10E10 cm-2 降低到5×10E8 cm−2，SiNx插入層在上面橫向外延的GaN上產生了沒有位錯和基平面堆垛層錯的區域，經過SiNx插入層作用以後，材料中的堆垛層錯密度2.1×10E5 cm-1 降低到1.3×10E4 cm-1.同時,在r面藍寶石襯底的GaN上採用MOCVD技術生長了高密度的極性納米線，實驗結果表明，極性納米線有很強的黃帶發光，而非極性納米線卻沒有，非極性、半極性和極性面GaN中C的雜質來源用晶體結構模型得到了很好的解釋，模型被X射線能譜有力的證實，實驗結果表明，GaN材料中的黃帶來源是C元素。