低温AlN插入层降低硅基GaN膜微裂

摘要

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A lN。低温A lN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A lN生长温度对HT-GaN材料的影响,给出了较佳的LT-A lN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A lN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-A lN插入层的生长温度为680℃左右。