采用ECR-PEMOCVD方法进行立方和六方GaN单晶薄膜生长的准热力学模型和相图

基于热力学平衡理论,对在电子回旋共振等离子体增强金属有机化学气相沉积系统中的Ga N薄膜生长给出了一个化学平衡模型.计算表明,Ga N生长的驱动力Δp是以下生长条件的函数: 族输入分压,输入 / 比,生长温度.计算了六方和立方Ga N的生长相图,计算结果和我们的实验结果显示出一定的一致性.通过分析,解释了高温和高 / 比生长条件适合六方Ga N的原因.上述模型可以延伸到用于Ga N单晶薄膜生长的类似系统中.     

MOVPE生长GaN的准热力学模型及其相图

本基于准热力学平衡模型对以ＴＭＧａ和ＮＨ３为源的ＭＯＶＰＥ生长ＧａＮ的过程进行了分析，并在此基础上计算了ＭＯＶＰＥ生长ＧａＮ的相图，ＧａＮ的ＭＯＶＰＥ相图由ＧａＮ（ｓ）单聚集相区，ＧａＮ（ｓ）＋Ｇａ（ｌ）双凝聚相区，表面会形成Ｇａ滴的两个腐蚀区构成，本着重讨论了生长温度，反应室压力，载气组分，ＮＨ３分解率和Ｖ／Ⅲ比对ＧａＮ单凝聚相区边界的影响。     

相图--解释金属化层稳定性和薄膜反应的热力学方法

介绍了计算相图的起因与发展 ,综述了利用 Gibbs生成自由能数据绘制简化的三元、四元相图的热力学方法 ,尤其是确定相图中直达连线的思想方法 ,最后给出了利用相图来解释金属化层稳定性和薄膜反应的应用实例。     

MOCVD生长GaN和GaN∶Mg薄膜的对比研究

对在SiC衬底上采用MOCVD方法制备的GaN和GaN :Mg薄膜进行X射线衍射 (XRD)、扫描电镜 (SEM)和拉曼散射光谱的对比研究发现 :两种样品均处于张力作用之下 ,但是GaN∶Mg样品却由于Mg的掺杂会在样品中引入更多的缺陷和位错加剧薄膜的无序化程度 ,致使薄膜质量变差 ;其次因为Mg原子半径比Ga原子半径大 ,所以当Mg替代Ga以后会引发压力应力 ,从而使薄膜张力减小 ,最后通过计算说明对于GaN :Mg样品而言 ,除了载流子以外 ,薄膜质量同样也会对A1(LO)模式产生影     

MOVPE生长GaxAlyIn1-x-yN的准热力学模型

提出一个以TMGa、TMAl、TMIn和NH3为源,用MOVPE方法生长GaxAlyIn1-x-yN四元合金的准热力学模型.该模型假设四元合金是由氨和Ⅲ族元素之间反应合成的,其特点是考虑了NH3的分解效率,并用N、H、Ga、Al及In的摩尔分数代替惯用的分压来表示质量守衡方程.计算了各种生长条件对于与GaN晶格匹配的GaxAlyIn1-x-yN四元合金与注入反应室的Ⅲ族金属有机化合物之间关系的影响.计算表明,几乎所有达到生长表面的Al和Ga都并入到GaxAlyIn1-x-yN四元合金中,而In则富集在气相.为增强铟的并入,应采用低的生长温度,高的Ⅴ/Ⅲ比,氮载气而且须要设法降低到达生长界面前氨的分解.     

生长Ga_xAl_yIn_(1-x-y)N的准热力学模型

提出一个以 TMGa、TMAl、TMIn和 NH3为源 ,用 MOVPE方法生长 Gax Aly In1 - x- y N四元合金的准热力学模型 .该模型假设四元合金是由氨和 族元素之间反应合成的 ,其特点是考虑了 NH3的分解效率 ,并用 N、H、Ga、 Al及 In的摩尔分数代替惯用的分压来表示质量守衡方程 .计算了各种生长条件对于与 Ga N晶格匹配的Gax Aly In1 - x - y N四元合金与注入反应室的 族金属有机化合物之间关系的影响 .计算表明 ,几乎所有达到生长表面的 Al和 Ga都并入到 Gax Aly In1 - x - y N四元合金中 ,而 In则富集在气相 .为增强铟的并入 ,应采用低的生长温度     

SiNx插入层对Si衬底上生长GaN薄膜晶体质量和表面形貌的影响

在Si(111)衬底上采用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)技术外延生长GaN薄膜,对外延生长所得GaN薄膜的晶体结构和表面形貌进行表征,并研究SiNx插入层对GaN薄膜的晶体质量和表面形貌的影响.结果表明,在Si衬底上生长GaN薄膜过程中引入SiNx插入层可使GaN薄膜的(10-12)面的X-射线回摆曲线的半峰宽(FWHM)值从974.01减小到602.01arcsec;表面凹坑等缺陷减少、表面平整度提高.可见,SiNx插入层对在Si衬底上外延生长GaN薄膜的晶体质量和表面形貌有着重要的影响.     

MOCVD生长的InGaN/GaN薄膜组分和表面形貌研究（参加广西南宁固体薄膜会议论文）

摘要：本文利用MOCVD方法在（0001）取向的蓝宝石衬底上实现了不同生长温度条件下的InGaN薄膜的制备。通过改变生长温度实现了InGaN薄膜中In组分可控。通过XRD、SEM、AFM等测量手段研究了生长温度和组分、形貌、缺陷等性质的关系。对比SEM和AFM形貌图像提出并探讨了3种缺陷坑（大V型坑,In-rich坑和热腐蚀坑）模型以及形成机制。通过研究不同生长温度的InGaN薄膜样品,发现较高生长温度对InGaN薄膜形貌质量和缺陷控制有至关重要的作用。     

初始层生长条件和Mg活性剂对MOVPE方法生长GaN薄膜质量的影响

The initial growth conditions of a 100 nm thick GaN layer and Mg-surfactant on the quality of the GaN epilayer grown on a 6H-SiC substrate by metal-organic vapor phase epitaxy have been investigated in this research. Experimental results have shown that a high Ⅴ/Ⅲ ratio and the initially low growth rate of the GaN layer are favorable for two-dimension growth and surface morphology of GaN and the formation of a smoother growth surface. Mg-surfactant occurring during GaN growth can reduce the dislocations density of the GaN epilayer but increase the surface RMS, which are attributed to the change of growth mode.     

采用区域生长和EMDs模型的运动目标检测方法

以动态背景中红外运动目标为研究对象,针对二维初级运动检测器在时域上对运动敏感而引起目标运动矢量受背景变化干扰的问题,提出一种结合时域中生物视觉二维初级运动检测器和空域中区域生长方法的运动检测方法。该方法利用时域中二维初级运动检测器检测出运动矢量并将幅值最大的运动矢量作为区域生长的种子点,利用空域中运动目标具有较高红外辐射的图像特性,通过区域生长法,将热辐射特性强于背景的目标分割出来。仿真实验结果表明:该方法在去除背景干扰的同时提取出动态背景中的运动目标,与其他方法相比具有较高的信杂比。     

ECR-PEMOCVD生长GaN RHEED图像研究

通过在自制的电子回旋共振等离子体增强金属有机物化学气相沉积 (ECR -PEMOCVD)系统上装配反射高能电子衍射仪 (RHEED) ,对外延GaN生长过程进行原位监测。通过分析研究RHEED图像确定衬底清洗、氮化、缓冲层生长、外延层生长的合适条件     

ECR-PEMOCVD法在GaAs(001)衬底上制备GaN量子点

报道了用电子回旋共振(ECR)等离子体增强金属有机化学气相沉积(PEMOCVD)方法在GaAs(001)衬底上成功地制备出GaN量子点.原子力显微镜(AFM)测量表明成核密度高达1010cm-2,量子点直径约为30nm.采用300℃低温氮化,600℃退火和500℃缓冲层,600℃退火工艺制备.GaN量子点的密度和大小由制备温度和时间所控制.最后讨论了量子点成核的机制.     

氮化工艺对GaN缓冲层生长的影响

以氮等离子体为氮源,以三乙基镓（TEG）为镓源,在蓝宝石（Al2O3）衬底上生长GaN缓冲层。主要考察了氮化温度和氮气流量对缓冲层生长的影响。实验中采用了氢氮混合等离子体清洗的方法,提高了清洗的质量。用X射线衍射来表征晶体的结构,用原子力显微镜来表征表面形貌。通过对高能电子衍射仪获得的缓冲层与氮化层的衍射图样进行比较,对GaN的氮化实验参数进行了优化。     

ECR-PEMOCVD技术生长的GaMnN薄膜的特性

利用电子回旋共振-等离子体增强金属有机物化学气相沉积(ECR-PEMOCVD)技术,在蓝宝石(α-Al2O3)衬底上生长出具有一定Mn含量的GaMnN稀磁半导体薄膜.RHEED图像呈现清晰的斑点状点阵,表明薄膜为单晶,表面不是很平整,为三维岛状生长模式.X射线衍射分析表明薄膜为六方结构,沿c轴方向生长,结晶性良好.AFM显示薄膜是由许多亚微米量级的晶粒按一致的取向规则堆砌而成的.超导量子干涉仪(SQUID)测量显示在室温下薄膜依然具有铁磁性,居里温度约为400K.     

ECR-PEMOCVD技术生长的GaMnN薄膜的特性

利用电子回旋共振-等离子体增强金属有机物化学气相沉积(ECR-PEMOCVD)技术,在蓝宝石(α-Al2O3)衬底上生长出具有一定Mn含量的GaMnN稀磁半导体薄膜.RHEED图像呈现清晰的斑点状点阵,表明薄膜为单晶,表面不是很平整,为三维岛状生长模式.X射线衍射分析表明薄膜为六方结构,沿c轴方向生长,结晶性良好.AFM显示薄膜是由许多亚微米量级的晶粒按一致的取向规则堆砌而成的.超导量子干涉仪(SQUID)测量显示在室温下薄膜依然具有铁磁性,居里温度约为400K.     

GaN的ECR-PEMOCVD生长中衬底清洗和氮化的分析

在改进的电子回旋共振(ECR)等离子体增强金属有机物化学汽相沉积(ECR-PEMOCVD)装置(ESPD-U)中,以氮等离子体为氮源,三乙基镓(TEG)为镓源,在蓝宝石(α-Al2O3)衬底上生长氮化镓(GaN)薄膜.在不同的温度、氮氢流量下,分别对α-Al2O3衬底进行等离子体清洗和氮化,并用RHEED实时监测.通过对RHEED图像的分析,得出衬底清洗和氮化的最佳条件.     

立方相GaN的高温MOCVD生长

利用MOCVD技术在提高生长温度(900℃)下生长出了高质量的立方相GaN,生长速度提高到1.6μm/h.高温生长的GaN样品近带边峰室温光荧光半高宽为48meV,小于在830℃下生长的GaN样品.在ω扫描模式下,X射线衍射表明高温生长的GaN具有较小的(002)峰半高宽21′.可以看出,尽管立方GaN是亚稳态,高生长温度仍然有利于其晶体质量的提高.本文对GaN生长中生长温度和生长速度之间的关系作了讨论.     

立方相GaN的高温MOCVD生长

利用MOCVD技术在提高生长温度(900℃)下生长出了高质量的立方相GaN,生长速度提高到1.6μm/h.高温生长的GaN样品近带边峰室温光荧光半高宽为48meV,小于在830℃下生长的GaN样品.在ω扫描模式下,X射线衍射表明高温生长的GaN具有较小的(002)峰半高宽21′.可以看出,尽管立方GaN是亚稳态,高生长温度仍然有利于其晶体质量的提高.本文对GaN生长中生长温度和生长速度之间的关系作了讨论.     

Thermodynamic analysis and phase equilibria calculations for the In-Sb and Ga-Sb systems

A quasi sub-subregular solution model is used to describe the thermodynamic properties of the liquid phase in the In-Sb and Ga-Sb systems. The In-Sb and Ga-Sb phase diagrams are, then, calculated from the optimized model parameters for the liquid phases and the Gibbs energies of formation of the InSb and GaSb phases obtained from the literature. The calculated phase diagrams and thermodynamic properties are in reasonable agreement with the experimental data. Our calculations are also compared with those reported in the literature using associated solution models for the liquid phases. On leave from Indian Institute of Technology, Kanpur, UP, 208016, India