ScAlN缓冲层厚度对Si(100)衬底上GaN外延层的影响

作者：尹浩田; 丁广玉; 韩军^*; 邢艳辉; 邓旭光^*

来源：半导体光电, 2022, 43(03): 517-521.

DOI：10.16818/j.issn1001-5868.2022012802

• Si(100)衬底
• 氮化镓
• ScAlN
• 磁控溅射

采用脉冲直流磁控溅射方法在Si(100)衬底上制备了ScAlN薄膜。以溅射的ScAlN作为缓冲层，在Si(100)衬底上用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术外延了GaN薄膜。使用高分辨X射线衍射、原子力显微镜和拉曼光谱研究了ScAlN缓冲层的厚度对ScAlN缓冲层和GaN外延层的影响。研究结果表明，ScAlN缓冲层的厚度是影响GaN薄膜晶体质量的重要因素。随着ScAlN厚度的增加，ScAlN的(002)面X射线衍射摇摆曲线半高宽持续减小，GaN的(002)面X射线衍射摇摆曲线半高宽先减小后增大。当ScAlN缓冲层厚度为500 nm时，得到的GaN晶体质量最好，其中GaN(002)面的X射线衍射摇摆曲线半高宽为0.38°,由拉曼光谱计算得到的张应力为398.38 MPa。

• 单位
  中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所; 北京工业大学