利用三路脉冲MOCVD技术抑制非极性a面AlGaN外延层缺陷

发布时间：2024-03-23 16:51

　　利用三路脉冲金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术,在半极性r面蓝宝石衬底上成功生长了非极性a面AlGaN外延层。使用高分辨率X射线衍射系统、扫描电子显微镜、原子力显微镜、光致发光测试系统对AlGaN外延层的结构、表面形貌和光学特性进行了测试和表征。结果表明,与常规三路脉冲MOCVD技术相比,利用新型三路脉冲MOCVD技术生长的非极性a面AlGaN外延层的均方根粗糙度降低了76.9%,且带边激子发光峰的半高宽降低了24.0%。因此,新型三路脉冲MOCVD技术能够有效地抑制生长非极性a面AlGaN外延层所使用的Al源(TMAl)和N源(NH₃)前驱体之间的气相寄生反应产生的缺陷,从而显著改善非极性a面AlGaN外延层的表面形貌,同时提高外延层的光学性能和晶体质量。

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【部分图文】：

图1常规三路脉冲MOCVD技术和新型三路脉冲

本文利用脉冲MOCVD技术和低压(40Torr,1Torr=133.3Pa)MOCVD系统,在半极性(11ˉ02)r面蓝宝石衬底上生长了非极性(112ˉ0)a面AlGaN外延层。实验中所使用的N源、Ga源和Al源分别为氨气(NH3)、三甲基镓(TMGa....

图2样品A和B的HR-XRDω-2θ扫描曲线

图2为样品A和B的HR-XRDω-2θ扫描曲线,图中θ为衍射角,I为衍射强度。由图2可知,2θ=52.56°的衍射峰来源于半极性r面蓝宝石衬底(2204)晶面的X射线衍射,而2θ=59.30°的衍射峰则来源于非极性(112ˉ0)a面AlN缓冲层的X射线衍射。另外,2θ....

图3样品A和B的SEM表面形貌图

图3为样品A和B的SEM表面形貌图。样品A和B呈现了非极性(112ˉ0)a面AlGaN外延层表面形貌的典型特征,即样品表面比较粗糙,且沿[0001]c方向存在较多的倒金字塔深坑缺陷。由图3(a)可以看出,样品A表面存在较多的不规则起伏,这主要是由于非极性a面AlGaN材....

图4样品A和B的3D-AFM形貌图

图4为样品A和B的三维AFM(3D-AFM)形貌图。样品A和B在5.0μm×5.0μm的测量区域的表面均方根粗糙度分别为13.0nm和3.0nm,即与常规三路脉冲MOCVD技术相比,利用新型三路脉冲MOCVD技术生长的非极性(112ˉ0)a面AlGaN样品表面的....

本文编号：3936203