低温AlN插入层降低硅基GaN膜微裂

人工晶体学报, 2006, 35(4): 772-776. doi: 10.3969/j.issn.1000-985X.2006.04.023

低温AlN插入层降低硅基GaN膜微裂

冯玉春 ^1, , 刘晓峰 ^2, , 王文欣 ^3, , 彭冬生 ^4, , 郭宝平 ^5,

1.深圳大学光电子学研究所,广东省光电子器件与系统重点实验室,光电子器件与系统教育部重点实验室,深圳,518060

2.深圳大学光电子学研究所,广东省光电子器件与系统重点实验室,光电子器件与系统教育部重点实验室,深圳,518060

3.深圳大学光电子学研究所,广东省光电子器件与系统重点实验室,光电子器件与系统教育部重点实验室,深圳,518060

4.深圳大学光电子学研究所,广东省光电子器件与系统重点实验室,光电子器件与系统教育部重点实验室,深圳,518060

5.深圳大学光电子学研究所,广东省光电子器件与系统重点实验室,光电子器件与系统教育部重点实验室,深圳,518060

基金项目: 广东省深圳市科技计划(200515) 广东省关键领域重点突破项目(ZB2003A07)

Reduction of Cracks in GaN Film Grown on Si(111) by Low-temperature AlN Interlayer

Keywords： Si(111)

为了降低MOCVD外延硅基GaN膜层中的应力、减少硅基厚GaN层的微裂;在高温GaN层中插入低温AlN.低温AlN插入层可平衡HT-GaN生长和降温过程引起的张应力,降低厚膜外延层的微裂,已研制出厚度超过1.8微米无微裂GaN外延层.本文重点研究了低温AlN生长温度对HT-GaN材料的影响,给出了较佳的LT-AlN生长温度.采用扫描电子显微镜(SEM),原子力显微镜(AFM)和高分辨率双晶X射线衍射(DCXRD),对样品进行了测试分析.试验和测试结果表明低温AlN的生长温度至关重要,生长温度过低影响GaN晶体质量,甚至不能形成晶体;生长温度过高同样会影响GaN结晶质量,同时降低插入层的应力平衡作用;实验结果表明最佳的LT-AlN插入层的生长温度为680℃左右.

参考文献

[1]	Yuan Lu;Xianglin Liu;Xiaohui Wang;Da-Cheng Lu;Dabing Li;Xiuxun Han;Guangwei Cong;Zhanguo Wang .Influence of the growth temperature of the high-temperature AlN buffer on the properties of GaN grown on Si(111) substrate[J].Journal of Crystal Growth,2004(1/4):4-11.
[2]	陆敏,方慧智,黎子兰,陆曙,杨华,章蓓,张国义.多缓冲层对MOCVD生长的GaN性能的影响[J].半导体学报,2004(05):526-529.
[3]	Seong-Hwan Jang;Cheul-Ro Lee .High-quality GaN/Si(111) epitaxial layers grown with various Al_(0.3)Ga_(0.7)N/GaN superlattices as intermediate layer by MOCVD[J].Journal of Crystal Growth,2003(1/4):64-70.
[4]	Hiroyuki Naoi;Mitsuhisa Narukawa;Hideto Miyake;Kazumasa Hiramatsu .Epitaxial lateral overgrowth of GaN on selected-area Si(111) substrate with nitrided Si mask[J].Journal of Crystal Growth,2003(0):573-577.
[5]	T. Egawa;B. Zhang;H. Ishikawa .High Performance of InGaN LEDs on (111) Silicon Substrates Grown by MOCVD[J].IEEE Electron Device Letters,2005(3):169-171.
[6]	罗晋生;戎霭伦.非晶半导体[M].西安:西安交通大学出版社,1986

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