不同Mo层厚度的AlN/Mo/Sc0.2Al0.8N复合结构上MOCVD外延GaN

作者：李嘉豪; 韩军; 邢艳辉; 董晟园; 王冰辉; 任建华; 曾中明; 张宝顺; 邓旭光^*

来源：发光学报, 2023, 44(06): 1077-1084.

• GaN
• 金属有机化学气相沉积(MOCVD)
• ScAlN
• X射线衍射

采用脉冲直流磁控溅射法在Si(100)衬底上制备了AlN/Mo/Sc0.2Al0.8N复合结构薄膜，在该结构上通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术进行GaN薄膜的外延。使用原子力显微镜、高分辨X射线衍射、粉末X射线衍射、扫描电子显微镜和拉曼光谱研究了Mo插入层的厚度对Sc0.2Al0.8N缓冲层和GaN外延层晶体质量的影响，研究了Sc0.2Al0.8N缓冲层对Mo上生长的GaN外延层的影响。研究结果表明，Mo插入层的厚度是影响Sc0.2Al0.8N缓冲层和GaN外延层的重要因素，Sc0.2Al0.8N缓冲层对Mo上GaN晶体质量的提高具有重要意义。随Mo厚度的增加，Sc0.2Al0.8N缓冲层的表面粗糙度先减小后增大，GaN外延层的(002)面X射线衍射摇摆曲线半峰全宽先减小后增大。当Mo插入层厚度为400nm时，GaN外延层的晶体质量最好，GaN(002)面的X射线衍射摇摆曲线半峰全宽为0.51°，由拉曼光谱计算得到的压应力483.09MPa；直接在Mo上进行GaN的外延，GaN(002)面的X射线衍射摇摆曲线半峰全宽无法测得，说明在Mo上进行GaN的外延需要Sc0.2Al0.8N缓冲层。

• 单位
  中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所; 长春理工大学; 高功率半导体激光国家重点实验室; 北京工业大学