硅基GaN外延晶体学位相关系和生长机理研究

摘要

采用反应蒸发法在提高了缓冲层的生长温度，通过对Si基上GaN样品缓冲层区域的高 分辨透射电镜像(HRTEM)和界面区域的选区电子衍射(SAED)分析的基础上，提出了本系统(GaN)外延的晶体学位相关系和生长机理。GaN与Si衬底之间存在着下列的晶体学位相关系:GaN<0001>//Si<111>,GaN<1120>//Si<110>。GaN外延生长首先在硅衬底上形成GaN晶核，生长出GaN多晶缓冲层，GaN多晶层在随后的高温保温过程中重新结晶为择优取向的GaN微单晶层，最后以这种微单晶层为模板进行晶体大面积的二维生长。同时还发现较高的缓冲层温度也明显提高了GaN外延层的结晶质量。