摘要：使用MOCVD在蓝宝石衬底上生长了非故意掺杂的高阻GaN薄膜。分别研究了GaN外延层生长的反应室压力和Ga源流量对电阻率和晶体质量的影响。螺位错会在GaN中引入导电路径,降低电阻率。刃位错起受主型陷阱的作用,会补偿背景载流子,提高电阻率。研究发现,降低反应室压力,(0002)面FWHM基本不变,(10-12)面FWHM大幅度增大,表明刃位错密度大幅度的增多,这是提高GaN外延层电阻率的关键。低的反应室压力下生长的外延层电阻率可达到1011Ω·cm量级。降低Ga源流量,(0002)面和(10-12)面FWHM均减小,表明螺位错和刃位错密度都明显减小。熔融KOH腐蚀后SEM图的腐蚀坑密度也减少,这与(0002)面和(10-12)面FWHM减小相符合。Ga源流量降低,螺位错减少导致电阻率增大,刃位错减少导致电阻率减小,两者共同作用,而螺位错减少所起的电阻率增大略占优势,所以外延层电阻率略有一定提高。在低反应室压力,Ga源流量较小时获得最高电阻率为3.89×1011Ω·cm,且片间均匀性很好。同时,反应室压力和Ga源流量对外延片的表面形貌没有明显的影响,都有明显的原子生长台阶。
