ZnAl_2O_4/α-Al_2O_3衬底上GaN的生长  

GaN MOCVD Growth on ZnAl_2O_4/α-Al_2O_3 Substrates

作　　者：毕朝霞[1] 张荣[1] 李卫平[1] 殷江[1] 沈波[1] 周玉刚[1] 陈鹏[1] 陈志忠[1] 顾书林[1] 施毅[1] 刘治国[1] 郑有炓[1] 

机构地区：[1]南京大学物理系固体微结构国家重点实验室,南京210093

出　　处：《Journal of Semiconductors》2001年第8期1025-1029,共5页半导体学报（英文版）

基　　金：国家重点基础研究规划 ( G2 0 0 0 0 6 83);国家杰出青年研究基金 ( 6 0 0 2 5 4 1 1 );国家自然科学基金 ( 6 9976 0 1 4 ;6 96 36

摘　　要：研究了直接在 Zn Al2 O4/α-Al2 O3 衬底上用 MOCVD法一步生长 Ga N薄膜 .利用脉冲激光淀积法在α-Al2 O3衬底上淀积了高质量 Zn O薄膜 ,对 Zn O/α-Al2 O3 样品在 110 0℃退火得到了具有 Zn Al2 O4覆盖层的 α-Al2 O3 衬底 ,并在此复合衬底上利用光加热低压 MOCVD法直接生长了纤锌矿结构 Ga N. X射线衍射谱表明反应得到的Zn Al2 O4层为 ( 111)取向 .扫描电子显微镜照片显示随退火时间从小于 3 0 min增加到 2 0 h,Zn Al2 O4表面由均匀的岛状结构衍变为突起的线状结构 ,相应的 Ga N X射线衍射谱表明 Ga N由 c轴单晶变为多晶 ,单晶 Ga N的摇摆曲线半高宽为 0 .4°.结果表明薄 Zn Al2 O4覆盖层的岛状结构有利于 Ga N生长初期的成核 ,从而提高了 GaOne-step growth of GaN films on ZnAl 2O 4/α-Al 2O 3 substrates via metalorganic chemical vapor phase deposition (MOCVD) is in vestigated.ZnO films are directly deposited on α-Al 2O 3 by pulsed laser dep osition(PLD),and ZnAl 2O 4 layers are synthesized by annealing ZnO/α-Al 2O 3 wafers at a high temperature of 1100℃.GaN films are then grown on these com bined substrates via light-radiation heating low-pressure MOCVD.X-ray diffrac tion (XRD) pattern of ZnAl 2O 4/α-Al 2O 3 shows peaks of ZnAl 2O 4(111). When the annealing time during the ZnAl 2O 4 formation increases from less tha n 30min to 20h,the morphology of ZnAl 2O 4 surface changes from the uniform is lands to the bulgy-line structures,while the structure of corresponding GaN fil ms directly deposited on these substrates changes from the c -axis single cr ysta l to poly-crystalline.X-ray rocking curve of GaN shows the FWHM of 0 4°.Resu lts indicate that islands on thin ZnAl 2O 4 layer can promote nucleation at th e initial stage of GaN growth,so as to increase the quality of GaN film.

关 键 词：X射线衍射 衬底 MOCVD 晶体生长 氮化镓 半导体材料 

分 类 号：TN304.054[电子电信—物理电子学]