GaN MOCVD生长速率及表面形貌随生长参数的变化

摘要

根据现有氮化镓（GaN）金属有机物化学气相淀积（Metalorganic Chemical Vapor Deposition）生长动力学理论,结合具体的MOCVD反应腔体的构造,用计算流体力学和动力学蒙特卡罗方法对GaN MOCVD生长过程中的生长速率和表面形貌演变进行了计算机模拟。结果表明,在950-1350 K的温度范围内反应气体充分热分解,是适合GaN外延生长的温度区间;温度低于950 K,反应气体未能充分地分解,导致较低的生长速率;而温度高于1350 K则Ga组分的脱附现象开始变得严重,从而抑制GaN的生长速率。另一方面,较高的V/III也会抑制GaN的生长速率。生长过程中表面形貌随时间的演变结果显示,GaN薄膜在高温下（1073~1473 K）为2D层状生长,在1373 K的温度下生长的GaN薄膜表面最为平整。