圆锥形图形化蓝宝石衬底对MOCVD生长GaN外延膜的位错密度和应力应变影响  

Influence of cone-shaped pattern sapphire substrates on dislocation density and stress-strain of GaN epifilms by MOCVD

作　　者：王焕友[1,2] 李亚兰[1,3] 谢光奇[1] 李明君[2] 

机构地区：[1]湘南学院物理与电子信息工程系,郴州423000 [2]中南大学物理与电子学院,长沙410083 [3]华中师范大学物理科学与技术学院,武汉430079

出　　处：《中国科学：物理学、力学、天文学》2013年第11期1519-1524,共6页Scientia Sinica Physica,Mechanica & Astronomica

基　　金：湖南省教育厅科研基金(编号:10C1235);湖南省自然科学基金(编号:13JJ3121)资助项目

摘　　要：通过金属氧化物化学气相沉积(MOCVD)方法在2.5 m×1.6 m×0.5 m圆锥形图形化蓝宝石衬底(CPSS)和没有图形化平面蓝宝石衬底(USS)上生长GaN外延膜.高分辨率X射线衍射仪(HRXRD)测试结果表明,生长在CPSS上GaN的刃位错的密度比生长在USS上GaN的刃位错密度低得多;从透射电子显微镜(TEM)观察,CPSS可有效地减小GaN外延膜中的线位错密度;拉曼散射谱显示通过CPSS可有效地减小GaN外延膜中的残余应力;比较两种外延膜中的光致发光谱(PL),能从生长在CPSS上GaN外延膜中观察到强而尖的带边发射.以上结果表明:生长在CPSS上GaN外延膜的质量高于生长在USS上GaN外延膜的质量.GaN epifilms are grown on the 2.5μm×1.6μm×0.5μm cone-shaped pattern sapphire substrates （CPSS） and unpattern planar sapphire substrates （USS） by MOCVD. High resolution X-ray diffraction （HRXRD） measurements show that the edge dislocation density of GaN epifilms on CPSS is less than on USS. From the transmission electron microscopy （TEM） observation, the CPSS can efficiently reduce the threading dislocation in GaN epilayer. The Raman scattering spectroscopy show that the CPSS can effectively decrease the residual stress in GaN epilayer. A strong and sharp PL band edge emission was observed for the GaN grown on CPSS compared to USS. The above result indicates the quality of GaN epilayers on CPSS is advantage to GaN epilayer on USS.

关 键 词：圆锥形图形化蓝宝石衬底 氮化镓 线位错 应力应变 

分 类 号：TN304.055[电子电信—物理电子学]