NH3流量调控Ⅴ/Ⅲ比对HVPE生长GaN薄膜的影响

作者：潘大力; 杨瑞霞^*; 张嵩; 董增印

来源：半导体技术, 2021, 46(02): 152-157.

DOI：10.13290/j.cnki.bdtjs.2021.02.010

• GaN
• 氢化物气相外延(HVPE)
• Ⅴ/Ⅲ比
• NH3流量
• 形态变化模型

氢化物气相外延(HVPE)法具有生长成本低、生长条件温和、生长速率快等优点,被认为是生长高质量GaN单晶衬底的最有潜力的方法。为了优化HVPE生长GaN的条件,通过改变NH3流量调控Ⅴ/Ⅲ比(NH3流量与HCl流量之比)。通过建立简单的生长模型,对不同Ⅴ/Ⅲ比下GaN薄膜形态变化的机理进行了分析,研究了HVPE生长过程中氮源(Ⅴ族)和镓源(Ⅲ族)不同流量比对结晶质量和表面形貌的影响。实验结果表明,低Ⅴ/Ⅲ比会导致成核密度低,岛状晶胞难以合并;高Ⅴ/Ⅲ比会降低表面Ga原子的迁移率,导致表面高度差异大,结晶质量差。与Ⅴ/Ⅲ比为15.000和28.125相比,Ⅴ/Ⅲ比为21.250时更适合GaN薄膜生长,得到的晶体质量最高。

• 单位
  中国电子科技集团公司第四十六研究所; 电子信息工程学院; 河北工业大学