非极性M面蓝宝石衬底上半极性AlGaN材料的外延生长

摘要

本文研究了应力弛豫插入层对半极性AlGaN外延层性能的影响,并综合对比了三种应力弛豫插入层结构.本研究使用金属有机化合物气相外延(MOCVD)技术,在m面非极性蓝宝石衬底上生长半极性(11-22)AlGaN外延层,通过引入应力弛豫插入层补偿晶格失配诱导应变,从而有效提高了半极性(11-22)AlGaN外延层的晶体质量.本研究中,分别使用光致发光光谱仪(PL),X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)对半极性AlGaN样品进行表征.测试结果表明,引入应力弛豫缓冲层后,外延层面内压应力得到有效释放,晶体质量得到显著提高.其中,具有Al组分渐变插入层结构的半极性AlGaN样品展现了最小的XRD半高宽、点缺陷密度和表面粗糙度,由此表明该结构对半极性AlGaN外延层晶体质量和表面形貌的影响最为优越.