CAJ | 학술논문

室温300 K下,由于AlxGa1-xN 的带隙宽度可以从GaN的3.42 eV到 AlN 的6.2 eV之间变化,所以AlxGa1-xN是紫外光探测器和深紫外LED所必需的外延材料.高质量高铝组分AlxGa1-xN材料生长的一大困难就是AlxGa1-xN与常用的蓝宝石衬底之间大的晶格失配和热失配.因而采用MOCVD在GaN/蓝宝石上生长的AlxGa1-xN薄膜由于受张应力作用非常容易发生龟裂.GaN/AlxGa1-xN超晶格插入层技术是释放应力和减少AlxGa1-xN薄膜中缺陷的有效方法.研究了GaN/AlxGa1-xN超晶格插入层对GaN/蓝宝石上AlxGa1-xN外延薄膜应变状态和缺陷密度的影响.通过拉曼散射探测声子频率从而得到材料中的残余应力是一种简便常用的方法,AlxGa1-xN外延薄膜的应变状态可通过拉曼光谱测量得到.AlxGa1-xN外延薄膜的缺陷密度通过测量X射线衍射得到.对于具有相同阱垒厚度的超晶格,例如4 nm/4 nm,5 nm/5 nm,8 nm/8 nm的GaN/Al0.3Ga0.7N 超晶格,研究发现随着超晶格周期厚度的增加AlxGa1-xN外延薄膜缺陷密度降低,AlxGa1-xN外延薄膜处于张应变状态,且5 nm/5 nm GaN/Al0.3Ga0.7N 超晶格插入层AlxGa1-xN外延薄膜的张应变最小.在保持5 nm 阱宽不变的情况下,将垒宽增大到8 nm,即十个周期的5 nm/8 nm GaN/Al0.3Ga0.7N 超晶格插入层使AlxGa1-xN外延层应变状态由张应变变为压应变.由X射线衍射结果计算了AlxGa1-xN外延薄膜的刃型位错和螺型位错密度,结果表明超晶格插入层对螺型位错和刃型位错都有一定的抑制效果.透射电镜图像表明超晶格插入层使位错发生合并、转向或是使位错终止,且5 nm/8 nm GaN/Al0.3Ga0.7N 超晶格插入层导致AlxGa1-xN外延薄膜中的刃型位错倾斜30°左右,释放一部分压应变.
실온300 K하,유우AlxGa1-xN 적대극관도가이종GaN적3.42 eV도 AlN 적6.2 eV지간변화,소이AlxGa1-xN시자외광탐측기화심자외LED소필수적외연재료.고질량고려조분AlxGa1-xN재료생장적일대곤난취시AlxGa1-xN여상용적람보석츤저지간대적정격실배화열실배.인이채용MOCVD재GaN/람보석상생장적AlxGa1-xN박막유우수장응력작용비상용역발생구렬.GaN/AlxGa1-xN초정격삽입층기술시석방응력화감소AlxGa1-xN박막중결함적유효방법.연구료GaN/AlxGa1-xN초정격삽입층대GaN/람보석상AlxGa1-xN외연박막응변상태화결함밀도적영향.통과랍만산사탐측성자빈솔종이득도재료중적잔여응력시일충간편상용적방법,AlxGa1-xN외연박막적응변상태가통과랍만광보측량득도.AlxGa1-xN외연박막적결함밀도통과측량X사선연사득도.대우구유상동정루후도적초정격,례여4 nm/4 nm,5 nm/5 nm,8 nm/8 nm적GaN/Al0.3Ga0.7N 초정격,연구발현수착초정격주기후도적증가AlxGa1-xN외연박막결함밀도강저,AlxGa1-xN외연박막처우장응변상태,차5 nm/5 nm GaN/Al0.3Ga0.7N 초정격삽입층AlxGa1-xN외연박막적장응변최소.재보지5 nm 정관불변적정황하,장루관증대도8 nm,즉십개주기적5 nm/8 nm GaN/Al0.3Ga0.7N 초정격삽입층사AlxGa1-xN외연층응변상태유장응변변위압응변.유X사선연사결과계산료AlxGa1-xN외연박막적인형위착화라형위착밀도,결과표명초정격삽입층대라형위착화인형위착도유일정적억제효과.투사전경도상표명초정격삽입층사위착발생합병、전향혹시사위착종지,차5 nm/8 nm GaN/Al0.3Ga0.7N 초정격삽입층도치AlxGa1-xN외연박막중적인형위착경사30°좌우,석방일부분압응변.