_族气体源流量比对AlGaInP材料MOCVD外延生长的影响
mocvd外延生长原理
mocvd外延生长原理MOCVD（金属有机化学气相沉积）是一种常用的外延生长技术，它被广泛应用于半导体材料制备中。
MOCVD外延生长原理是基于气相反应，通过将金属有机化合物和气相反应物输送到晶体表面，使晶体在表面逐层生长。
在MOCVD过程中，首先需要准备金属有机化合物和气相反应物。
金属有机化合物通常是金属元素与有机基团结合形成的化合物，如三甲基镓（TMGa）和三乙基铝（TEAl）。
气相反应物则是提供晶体生长所需的原子或分子，如氨气（NH3）和磷化氢（PH3）。
MOCVD外延生长的关键步骤是将金属有机化合物和气相反应物输送到晶体表面，并在表面发生化学反应。
这一过程需要在特定的反应条件下进行，如温度、压力和反应时间等。
通过控制这些条件，可以实现对外延生长过程的精确控制。
在MOCVD外延生长过程中，金属有机化合物首先被蒸发或气化，形成气态的金属有机分子。
然后，这些气态分子通过惰性气体（如氩气）被输送到反应室中。
同时，气相反应物也被输送到反应室中。
当金属有机分子和气相反应物达到晶体表面时，它们会发生化学反应，生成新的化合物。
这些新的化合物沉积在晶体表面，逐渐形成新的晶体层。
这一过程是一个层层生长的过程，通过控制反应条件和物质输送速率，可以实现对外延生长过程的控制。
MOCVD外延生长技术具有许多优点。
首先，它可以在较低的温度下进行，从而有效降低了能耗和设备成本。
其次，通过调整反应条件和物质输送速率，可以实现对晶体生长过程的精确控制，从而获得高质量的晶体材料。
此外，MOCVD技术还可以实现对晶体结构、组分和形貌的调控，从而满足不同应用的需求。
然而，MOCVD外延生长技术也存在一些挑战。
首先，金属有机化合物和气相反应物的选择对外延生长过程至关重要，需要根据具体材料的要求进行合理选择。
其次，控制反应条件和物质输送速率需要精确的仪器和设备，以确保外延生长过程的稳定性和可重复性。
此外，MOCVD外延生长过程中产生的废气和副产物对环境有一定的影响，需要采取相应的措施进行处理和排放。
MOCVD——精选推荐
MOCVDMOCVD⽬录简介我国MOCVD发展介绍概况展开简介我国MOCVD发展介绍概况简介定义MOCVD是在⽓相外延⽣长(VPE)的基础上发展起来的⼀种新型⽓相外延⽣长技术。
缩写M etal-o rganic C hemical V apor D eposition （⾦属有机化合物化学⽓相沉淀)。
原理MOCVD是以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化合物和V、Ⅵ族元素的氢化物等作为晶体⽣长源材料，以热分解反应⽅式在衬底上进⾏⽓相外延，⽣长各种Ⅲ-V族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。
通常MOCVD系统中的晶体⽣长都是在常压或低压(10-100Torr)下通H2的冷壁⽯英(不锈钢)反应室中进⾏，衬底温度为500-1200℃,⽤射频感应加热⽯墨基座(衬底基⽚在⽯墨基座上⽅),H2通过温度可控的液体源⿎泡携带⾦属有机物到⽣长区。
我国MOCVD发展介绍12⽉12号，中国⾸台具有世界先进⽔平的⼤型国产MOCVD设备发运庆典在张江⾼新区核⼼园举⾏。
张江⾼新区管委会副主任侯劲及⼯信部、市经信委、浦东新区、常州等有关领导和5家客户出席了发运庆典仪式。
作为LED芯⽚⽣产过程中最为关键的设备，MOCVD的核⼼技术长期被欧美企业所垄断，严重制约了中国LED产业的健康发展。
中晟光电设备上海有限公司于今年初1⽉18⽇成功实现了拥有⾃主创新知识产权的具有世界先进⽔平的⼤型国产MOCVD 设备下线，仅⽤了10个⽉时间，⼜完成了⼯艺的开发和设备进⼀步的改进优化，完成了设备产业化⽣产必备条件与设施的建⽴；在此基础上⼜完成了4家客户的多次实地考察，亲临操作设备和验证各项⼯艺。
客户充分肯定了中晟设备的技术⽅向和设计上的世界先进性，也对设备⽤于⼤规模⽣产提出了进⼀步改进的建设性要求。
使该设备同时具有⽬前世界上最⾼的系统产能、最低的外延⽣产成本、良好的波长均匀性、⼤规模外延⽣产所需的各项关键性能等4项核⼼的差异竞争⼒。
这次我国⾸台具有世界先进⽔平的⼤型国产MOCVD设备成功发运，不仅标志着在实现中国⼤型MOCVD设备国产化战略⽬标的征途上，中晟迈开了具有⾥程碑意义的⼀步，⽽且充分体现了中国有能⼒在⾼端装备领域实现跨越式的发展。
LED芯片MOCVD外延生长
LED芯片具有高效、节能、环保 、寿命长等优点，广泛应用于照 明、显示、背光等领域。
MOCVD外延生长在LED芯片制造中的重要性
01
02
03
实现高效发光
通过MOCVD外延生长技 术，可以在合适的衬底上 生长出高质量的发光层， 实现高效发光。
提高芯片性能
MOCVD外延生长技术可 以精确控制材料组分和厚 度，从而优化LED芯片的 性能。
MOCVD技术具有较低的成本和较高的经济 效益，使得LED芯片更具市场竞争力。
缺点
设备成本高
MOCVD设备成本较高，增加 了LED芯片的生产成本。
外延层质量不稳定
由于各种因素的影响，外延层 的质量有时会出现不稳定的情 况，影响LED芯片的性能和可靠 性。
操作难度大
MOCVD技术的操作难度较大 ，需要专业技术人员进行操作 和维护。
LED芯片MOCVD外延生 长
• MOCVD外延生长技术简介 • LED芯片与MOCVD外延生长的关系 • LED芯片MOCVD外延生长的过程 • LED芯片MOCVD外延生长的优缺点 • LED芯片MOCVD外延生长的未来发展
01
MOCVD外延生长技术简介
MOCVD技术的定义
MOCVD（Metallorganic Chemical Vapor Deposition）即金属有机化合物化学 气相沉积技术，是一种在半导体材料表面上进行外延生长的技术。
MOCVD技术可用于制备高效太阳能电池，如异质结太阳能电池、多结太阳能电池等，提 高光电转换效率。
光电子器件
MOCVD技术还可用于制备光电子器件，如激光器、探测器等，广泛应用于光通信、光传 感等领域。
02
LED芯片与MOCVD外延生长的关系
MOCVD外延生长GaN材料的开题报告
MOCVD外延生长GaN材料的开题报告【摘要】氮化镓（GaN）材料具有优异的电学、光学和机械性能，被广泛应用于高功率、高频、高亮度等领域。
本文将介绍一种基于金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术的外延生长方法，用于制备高质量的GaN材料。
本文将讨论生长过程、影响生长的关键参数，以及对生长材料进行表征的方法。
通过该研究，期望能够为GaN材料在半导体器件应用中的进一步发展提供有力支持。
【关键词】外延生长，氮化镓材料，金属有机化学气相沉积，MOCVD【引言】氮化镓（GaN）材料由于其优异的电学、光学和机械性能被广泛应用于半导体器件工业。
MOCVD技术通常被用于在衬底上生长GaN外延层，用于制备高质量的GaN材料。
在MOCVD生长GaN材料的过程中，温度、压力、气体流量等成为影响生长质量的关键因素。
本文将介绍在MOCVD 技术下，外延生长高质量GaN材料的方法，并讨论影响生长的关键因素和生长质量评估。
【生长方法】MOCVD技术是一种在物质蒸汽和反应气体的存在下，通过有机金属化合物的热分解来沉积材料的技术。
在MOCVD生长GaN层的过程中，金属有机化合物作为前驱体（例如：铝氨、三甲基镓等）被加入反应气体中，而衬底会在一定的温度、压力、气体流量等条件下，与前驱体反应，从而沉积出GaN外延层。
在MOCVD生长GaN层的过程中，最重要的因素是温度、压力和气体流量。
首先，高温可以促进金属有机化合物的分解和反应，从而提高生长速率和改进膜质量。
其次，在高压下，可以有效地减少衬底表面的缺陷、降低杂质的污染。
最后，气体流量不仅影响了材料的生长速率，还影响了晶格的生长模式和形貌。
【表征方法】在MOCVD生长GaN层之后，需要对材料进行表征以评估其物理、电学和光学性质。
多种表征技术可以用于表征GaN材料，如X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）等。
XRD用于分析材料结构，SEM和AFM用于分析材料形貌和表面特性。
《GaN基LED不同功能层的MOCVD生长及其性能研究》范文
《GaN基LED不同功能层的MOCVD生长及其性能研究》篇一一、引言随着科技的进步和照明技术的不断革新，GaN基LED因其高效率、长寿命和低能耗等优点，已经成为现代照明领域的主流技术。
GaN基LED的核心在于其多层结构，包括n型层、i型层和p型层等不同功能层。
因此，研究各功能层的MOCVD生长过程及其性能对于提高LED性能具有至关重要的意义。
本文将重点探讨GaN基LED不同功能层的MOCVD生长技术及其性能研究。
二、MOCVD生长技术概述金属有机化合物化学气相沉积（MOCVD）是一种广泛应用于GaN基LED生长的技术。
该技术通过将金属有机化合物和V族元素的气态源在反应室内反应，从而在衬底上形成所需的结构。
MOCVD生长过程中，需要精确控制反应条件如温度、压力、流量等，以获得高质量的GaN基LED材料。
三、GaN基LED不同功能层的MOCVD生长（一）n型层MOCVD生长n型层是GaN基LED的重要组成部分，主要作用是提供电子。
在MOCVD生长过程中，需要选择合适的n型掺杂剂（如Si）和适当的生长条件，以获得高质量的n型层。
此外，还需要对n型层的厚度、掺杂浓度等参数进行优化，以提高LED的发光效率。
（二）i型层MOCVD生长i型层是GaN基LED的核心部分，主要起到光子产生的作用。
在MOCVD生长过程中，需要控制好生长温度、压力、流量等参数，以获得高质量的i型层。
此外，还需要对i型层的厚度进行优化，以实现最佳的发光效果。
（三）p型层MOCVD生长p型层主要作用是收集空穴，并与n型层中的电子复合产生光子。
在MOCVD生长过程中，需要选择合适的p型掺杂剂（如Mg）和适当的生长条件，以获得高质量的p型层。
同时，还需要考虑p型层的导电性能和表面形貌等因素，以提高LED的光电性能。
四、性能研究（一）光学性能研究通过对GaN基LED不同功能层的MOCVD生长过程进行优化，可以提高LED的光学性能。
包括发光效率、光色纯度、色温等指标。
GaN同质衬底制备及MOCVD外延生长的开题报告
GaN同质衬底制备及MOCVD外延生长的开题报告1. 研究背景和意义GaN（氮化镓）研究是当前化学材料研究领域的热点之一。
GaN材料具有宽带隙、高电子迁移率、优良的热导率等优良性能，因此在LED、激光器、功率器件等领域有着广泛的应用。
其中，GaN同质衬底是制备GaN外延薄膜最重要的基底材料之一。
目前，GaN同质衬底制备及外延生长技术已经比较成熟，但是仍然存在一些问题，例如低位错密度、均匀性等方面需要进一步提高。
2. 研究内容和方法本研究将主要围绕GaN同质衬底制备及MOCVD外延生长展开。
具体包括以下内容：（1）GaN同质衬底制备方法的研究：借鉴已有的研究成果，采用低压化学气相沉积方法制备GaN同质衬底，并优化制备参数以提高材料质量。
（2）GaN同质衬底的表征：采用X射线衍射、扫描电镜等表征手段对制备的GaN同质衬底进行结构、形貌等方面的表征。
（3）MOCVD外延生长方法的研究：通过改变不同的生长条件，如温度、压力、流量等，来优化GaN外延生长过程中的生长质量和均匀性。
（4）外延薄膜的表征：采用X射线衍射、扫描电镜等表征手段对GaN外延薄膜进行材料结构、形貌等方面的表征。
3. 预期结果本研究预期能够成功制备出低位错密度、高质量的GaN同质衬底，并且通过优化生长条件，得到具备良好性能的GaN外延薄膜。
同时，通过对制备和生长过程的深入研究，将会揭示其内在机理和生长方式，为今后的GaN材料研究提供有益的参考。
4. 研究意义本研究对于促进GaN材料的研究和应用具有重要的意义。
一方面，优化制备和生长过程可以提高GaN材料的质量，从而更好地满足其在LED等领域的应用需求；另一方面，对GaN同质衬底制备和生长过程的深入探索，将有助于我们更深入地理解GaN材料的性质和机理，推动相关研究的进一步发展。
MOCVD外延生长技术简介
MOCVD外延生长技术简介摘要：MOCVD外延技术是国内目前刚起步的技术，本文主要介绍外延的基本原理以及目前世界上主要外延生产系统的设计原理及基本构造。
外延生长的基本原理是，在一块加热至适当温度的衬底基片（主要有红宝石和SiC两种）上，气态物质In,Ga,Al,P有控制的输送到衬底表面，生长出特定单晶薄膜。
目前LED外延片生长技术主要采用有机金属化学气相沉积方法。
MOCVD金属有机物化学气相淀积（Metal-OrganicChemicalVaporDeposition，简称MOCVD），1968年由美国洛克威尔公司提出来的一项制备化合物半导体单品薄膜的新技术。
该设备集精密机械、半导体材料、真空电子、流体力学、光学、化学、计算机多学科为一体，是一种自动化程度高、价格昂贵、技术集成度高的尖端光电子专用设备，主要用于GaN（氮化镓）系半导体材料的外延生长和蓝色、绿色或紫外发光二极管芯片的制造，也是光电子行业最有发展前途的专用设备之一。
第一章外延在光电产业角色近十几年来为了开发蓝色高亮度发光二极管，世界各地相关研究的人员无不全力投入。
而商业化的产品如蓝光及绿光发光二级管ＬＥＤ及激光二级管ＬＤ的应用无不说明了Ⅲ－Ⅴ族元素所蕴藏的潜能，表１－１为目前商品化ＬＥＤ之材料及其外延技术，红色及绿色发光二极管之外延技术大多为液相外延成长法为主，而黄色、橙色发光二极管目前仍以气相外延成长法成长磷砷化镓ＧａＡｓＰ材料为主。
ＭＯＣＶＤ机台是众多机台中最常被使用来制造ＬＥＤ之机台。
而ＬＥＤ或是ＬＤ亮度及特性的好坏主要是在于其发光层品质及材料的好坏，发光层主要的组成不外乎是单层的ＩｎＧａＮ／ＧａＮ量子井ＳｉｎｇｌｅＱｕａｎｔｕｍＷｅｌｌ或是多层的量子井ＭｕｌｔｉｐｌｅＱｕａｎｔｕｍＷｅｌｌ，而尽管制造ＬＥＤ的技术一直在进步但其发光层ＭＱＷ的品质并没有成正比成长，其原是发光层中铟Ｉｎｄｉｕｍ的高挥发性和氨ＮＨ３的热裂解效率低是ＭＯＣＶＤ机台所难于克服的难题，氨气ＮＨ３与铟Ｉｎｄｉｕｍ的裂解须要很高的裂解温度和极佳的方向性才能顺利的沉积在ＩｎＧａＮ的表面。
aln mocvd外延生长表面台阶聚并的控制
aln mocvd外延生长表面台阶聚并的控制
MOCVD外延生长表面台阶聚并的控制
MOCVD（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）外延生长是一种利用有机金属化合物在高温下分解，将其中的元素沉积在晶体表面上，从而形成外延片的技术。
MOCVD外延生长的表面台阶聚并是一种重要的结构，它可以改善外延片的性能，但是它的控制也是一个挑战。
MOCVD外延生长表面台阶聚并的控制主要包括以下几个方面：
首先，在MOCVD外延生长过程中，应该控制反应温度，以保证反应物的有效分解，从而形成表面台阶聚并。
一般来说，反应温度越高，反应物的分解效率越高，表面台阶聚并的形成也越容易。
其次，在MOCVD外延生长过程中，应该控制反应时间，以保证反应物的有效分解，从而形成表面台阶聚并。
一般来说，反应时间越长，反应物的分解效率越高，表面台阶聚并的形成也越容易。
此外，在MOCVD外延生长过程中，应该控制反应气体的流量，以保证反应物的有效分解，从而形成表面台阶聚并。
一般来说，反应气体的流量越大，反应物的分解效率越高，表面台阶聚并的形成也越容易。
最后，在MOCVD外延生长过程中，应该控制反应气体的比例，以保证反应物的有效分解，从而形成表面台阶聚并。
一般来说，反应气体的比例越合理，反应物的分解效率越高，表面台阶聚并的形成也越容易。
总之，MOCVD外延生长表面台阶聚并的控制是一个复杂的过程，需要综合考虑反应温度、反应时间、反应气体流量和反应气体比例等因素，以保证反应物的有效分解，从而形成表面台阶聚并。
只有通过科学的控制，才能使MOCVD外延生长表面台阶聚并的形成更加有效，从而改善外延片的性能。
mocvd系统外延生长ⅲ-ⅴ族化合物时ⅴ／ⅲ比的计算偏差
mocvd系统外延生长ⅲ－ⅴ族化合物时ⅴ／ⅲ比的计算偏差
MOCVD系统以水溶液中各种ⅲ-ⅴ族元素氧化物作为原料，常用来外延生长半导体器件，如硅、镓、砷化镓等。
根据原料的固体偏析特性，在外延片表面可产生ⅴ／ⅲ元素的细微分布差异，尤其是ⅴ／ⅲ比的偏差。
由于MOCVD反应的复杂性和许多变量的多样性，ⅴ／ⅲ比的偏差会影响最终产物的性能，如能带宽、迁移率、功耗、热老化性能和抗压强度等。
为了改善偏差，可以在MOCVD系统做出一些改进，以活化原料或实现均匀外延薄膜。
例如，可以提高加热温度、增加辅助气的流量、克服压力不均匀的现象等，均可有效缩小ⅴ／ⅲ比的偏差。
除此之外，还可以采用MOCVD外延中的校正方法，如“热调节和原料比例调整”，可以用来实现快速终端控制，缩小偏差。
MOCVD外延生长ⅲ-ⅴ族元素氧化物表面的ⅴ／ⅲ比偏差极大影响元件的最终性能。
不仅要改善MOCVD系统，还要采用特定技术进行校正。
从而能够不断降低偏差，从而改进半导体器件的性能，最终满足各类应用的要求。
gan同质衬底制备及mocvd外延生长
同质衬底制备及MOCVD外延生长1.概述同质衬底是一种在外延生长过程中用于提供晶格匹配的基底材料，对于高品质薄膜的生长具有至关重要的作用。
MOCVD（金属有机化学气相沉积）外延生长技术则是一种常用的材料生长方法，通过MOCVD外延生长可以获得高质量、高晶质度的薄膜材料。
同质衬底制备及MOCVD外延生长技术的研究具有重要的理论和应用价值。
2.同质衬底制备同质衬底制备的关键在于选择合适的基底材料，并进行相应的前处理工艺，以确保获得高质量的衬底。
常见的同质衬底材料包括氧化镁、氧化铝、氧化锆等。
制备同质衬底的工艺包括材料粉末的制备、坯料的烧结、晶体生长等步骤，其中烧结工艺对于提高衬底的结晶质量至关重要。
3. MOCVD外延生长MOCVD外延生长是一种常用的薄膜生长技术，它通过将金属有机化合物和载气输送到衬底表面，利用化学气相反应形成所需材料的薄膜。
MOCVD外延生长技术具有高生长速率、高晶质度、成膜均匀性好等优点，并且适用于多种材料的生长。
在MOCVD外延生长过程中，反应温度、反应压力、外延速率、反应气氛等参数对生长薄膜的质量有着重要的影响。
4. MOCVD外延生长中的同质衬底应用在MOCVD外延生长过程中，同质衬底的选择对于提高薄膜的结晶质量和降低缺陷密度具有重要作用。
合适的同质衬底可以提供良好的晶格匹配，减小晶格失配引起的位错和应变，从而提高外延薄膜的质量。
同质衬底的表面形貌和化学性质对于外延薄膜的成核和生长也有着直接的影响。
5. 结论同质衬底制备及MOCVD外延生长技术是一项重要的研究课题，在新材料的开发和应用中具有广阔的前景。
未来的研究可以进一步探索改进同质衬底制备工艺，提高衬底的结晶质量和生长均匀性，优化MOCVD外延生长的参数和工艺，以满足对高质量薄膜材料的需求。
还可以开展同质衬底在其他生长技术中的应用研究，拓展同质衬底在材料生长中的应用领域。
希望该研究能够为新材料的研发和应用提供有益的参考。
一种提高MOCVD外延薄膜质量的优化生长方法[发明专利]
![一种提高MOCVD外延薄膜质量的优化生长方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/9f1a616dec3a87c24028c4fa.png)
专利名称：一种提高MOCVD外延薄膜质量的优化生长方法专利类型：发明专利
发明人：钟蓉,黄文献,熊诵明,王杨波
申请号：CN202011524321.3
申请日：20201222
公开号：CN112760611A
公开日：
20210507
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开一种用预沉积形核层提高MOCVD外延薄膜质量的优化生长方法。
采用的技术方案包括以下制备方法：步骤1、将衬底或薄膜A放在MOCVD设备的反应腔中，在反应腔充满载气H 的状态下，通入含元素X的化合物作为X源，将温度、反应腔压力、沉积时间均设置在该气体化合物能够分解出X原子的参数范围内，在衬底或薄膜A的表面进行预沉积X原子层，此时X原子层吸附在衬底或者薄膜A上；该X原子层可在后续流程中与其他化合物反应生成薄膜B成分，或者与薄膜A直接形成薄膜B成分。
申请人：温州大学激光与光电智能制造研究院,温州大学
地址：325000 浙江省温州市海洋科技创业园C1栋
国籍：CN
代理机构：杭州浙科专利事务所(普通合伙)
代理人：陈包杰
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_族气体源流量比对AlGaInP材料MOCVD外延生长的影响
收稿日期:2006-08-22. 基金项目:国家自然科学基金资助项目(60506012);北京市科委重点项目(D0404003040221);北京市人才强教计划项目(05002015200504).材料、结构及工艺Ⅴ/Ⅲ族气体源流量比对Al G a InP 材料MOCV D 外延生长的影响林委之,李建军,于晓东,邓 军,廉 鹏,韩 军,邢艳辉,沈光地(北京工业大学电控学院北京市光电子技术实验室,北京100022)摘 要: 用MOCVD 系统外延生长Al Ga InP 材料时往往要通入过量的P H 3来获得足够大的Ⅴ/Ⅲ族气体源流量比,以便得到高质量的晶体结构。
分别采用1000ml/min 和400ml/min 的P H 3流量(对应的Ⅴ/Ⅲ比分别为723和289),利用低压金属有机物化学气相沉积(L P 2MOCVD )系统生长了Al GaInP 材料,并使用MOCVD 在位监测(in 2sit u )软件、X 射线双晶衍射仪以及光荧光测试系统等对样品进行了测量分析。
发现Ⅴ/Ⅲ比不但会影响Al GaInP 材料的生长速度,对外延材料与衬底GaAs 的晶格失配度和材料的光学特性也有影响。
关键词: 红光L ED ;金属有机物化学气相沉积;Al GaInP ;Ⅴ/Ⅲ比中图分类号:TN244 文献标识码:A 文章编号:1001-5868(2007)02-0202-03Influence of Ⅲ/ⅤR atio on MOCV D G row th of Al G a InPL IN Wei 2zhi ,L I Jian 2jun ,YU Xiao 2dong ,DEN G J un ,L IAN Peng ,HAN J un ,XIN G Yan 2hui ,SH EN Guang 2di(B eijing Optoelectronic T echnology Laboratory ,College of E lectronic I nform ation &Control E ngineering ,B eijing U niversity of T echnology ,B eijing 100022,CHN )Abstract : Excessive p ho sp hine is needed to get enough Ⅴ/Ⅲratio during common growt h process of Al Ga InP material by MOCVD in order to get crystal st ruct ure wit h high quality.Al GaInP was deposited by L P 2MOCVD system wit h different p hosp hine flows (1000ml/min and 400ml/min ,corresponding Ⅴ/Ⅲratios were 723and 289),and t he result was investigated by means of MOCVD in 2sit u software ,double crystal X 2ray diff raction system ,p hotoluminescence (PL )and so on.It was observed t hat Ⅴ/Ⅲratio affect s not only t he growt h rate of Al GaInP but also t he crystal lattice mismatch between epitaxial material and GaAs subst rate as well as optical properties of Al GaInP.K ey w ords : red L ED ;MOCVD ;Al Ga InP ;Ⅴ/Ⅲratio1 引言可与GaAs 衬底晶格匹配的Al GaInP 系材料具有较宽的直接带隙(1.9～2.3eV )[1],作为发光材料可覆盖从红色到绿色的各个波长,是制备高亮度红、橙、黄光发光二极管的最佳材料[2]。
MOCVD外延生长GaN材料的技术进展
张冠英 等 : MOCVD 外延生长 GaN 材料的技术进展
HVPE 这 三 种 技 术 来 制 备 GaN 外 延 层 。其 中 MOCVD 法技术层次高 , 生长的外延层平整性好 、 纯度高 、外延层薄 、量产能力大 , 随着 MOCVD 反 应室的不断改进 , 是后来者居上的外延技术[2] 。
Zhang Guanying , Mei J unping , Xie Xinjian
( Hebei University of Technology , Tianjin 300130 , China)
Abstract : Gallium2nitride2semiconductor offers good potential value for application in a wide range of optical display , optical recording and illumination due to its excellent quality. At present , molecular beam epitaxity ( MBE) , Chloride vapor phase epitaxy ( HVPE) and metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) are used to prepared GaN. The highest growth rate of GaN can be got by HVPE , and this technique is suitable to prepare GaN substrates , the growth rate is the lowest by MBE , MOCVD is widely used in the growth of GaN because of the its suitable growth rate. The principle theory and development on MOCVD of GaN growth is given. It is essential to develop the fabrication technology of high quantity GaN substrates in large area , buffer layer technology and lateral epitaxy technology. Moreover , the research and development in the international level MOCVD equipment in our country must be speed up , and the monopoly of imported equipment should be gradually broken.
工作气体对APCVD石墨烯薄膜生长和性能的影响
工作气体对APCVD石墨烯薄膜生长和性能的影响刘庆渊;苏东艺;彭继华【摘要】Graphene films were prepared by atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD) method using cooper foils as substrates. The morphology and structure of graphene were tested by SEM and Raman spectroscopy, and the optical and electrical properties were analyzed byUV spectrometer and four-probe instrument. The influences of various methane flow percentage in a certain total flow on the growth and properties of the prepared graphene were studied. The results show that with the increase of methane flow percentage, there are more carbon atoms decomposed by methane, and more area is covered by graphene. When methane flow percentage increases to a certain extent, there is an excess of carbon atoms which is responsible for carbon aggregation forming the clusters on the surface of Cu foil. Meanwhile, with the increase of methane flow percentage, the ID/IG ratio increases, which means there are more defect of graphene and the deterioration of electrical conductivity. The transparency of grapheme film is controlled by its thickness and defects, which can be 86% at 550 nm in wavelength, when the methane flow percentage is 20%.%以铜箔为基底,采用常压化学气相沉积(APCVD)方法制备石墨烯,控制总气体流量不变,改变甲烷流量(甲烷流量与总气体流量之比),利用RAMAN、SEM、分光光度计、四探针电阻率测试仪等对样品的形貌、结构、透光率及导电性能进行表征,讨论甲烷流量比改变对石墨烯生长过程和性能的影响.结果表明:甲烷流量比越大,甲烷分解出的碳原子越多,铜箔表面覆盖石墨烯越完整.当甲烷流量比增加到一定程度时,会得到过量的碳原子形成碳原子团聚集在铜箔表面.甲烷流量比越大,所制备的石墨烯ID/IG比值越大,缺陷越多,导电性降低.石墨烯的透光性受到层数和缺陷的制约,当甲烷流量比为20%时,透光率最高,波长550 nm处透光率达到86%.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2017(027)011【总页数】7页(P2315-2321)【关键词】石墨烯;常压化学气相沉积(APCVD);生长过程;光电性能【作者】刘庆渊;苏东艺;彭继华【作者单位】华南理工大学材料科学与工程学院,广州 510641;广州今泰科技股份有限公司,广州 510000;广州今泰科技股份有限公司,广州 510000;华南理工大学材料科学与工程学院,广州 510641【正文语种】中文【中图分类】TQ127.1石墨烯的内部载流子密度高达1.0×1013cm−2，室温下载流子迁移率为1.5×104cm2/(V·s)，具有极高的导电性；单层石墨烯的透光率为97.7%，透光性较高。
MOCVD系统外延生长Ⅲ—V族化合物时V／Ⅲ比的计算偏差
MOCVD系统外延生长Ⅲ—V族化合物时V／Ⅲ比的计算偏
差
傅竹西;林碧霞
【期刊名称】《发光学报》
【年(卷),期】1994(15)3
【摘要】本文分析了在生长Ⅲ－Ｖ族半导体时ＭＯＣＶＤ系统中反应气体的输运过程，认为进入反应室的Ⅲ族元素在机金属反庆气体的数量与ＭＯＣＶＤ管道系统的结构以及反应气体的扩散系数有关的，并从理论上导出了计算公式。
由于ＭＯＣＶＤ系统中Ⅲ族元素反应气体的输运特点，实际的Ｖ／Ⅲ比远小于根据目前方法所计算出的数值，此结果不仅说明生长时的Ｖ／Ⅲ比高于固态组份比的一种原因，同时也可以解释为什么在生长同种材料时，不同研究者所报
【总页数】5页(P185-189)
【作者】傅竹西;林碧霞
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TN304.23
【相关文献】
1.原子层外延生长Ⅲ-Ⅴ族化合物薄膜机理的研究进展 [J], 何晓崐;左然;徐楠;于海群
2.Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体薄膜材料的热壁外延生长 [J], 孟庆巨
3.III—V族化合物超薄层外延生长新技术：原子层外延 [J], 齐学参
4.新颖的立式高真空MOCVD系统及GaN外延生长 [J],
5.Ⅴ/Ⅲ族气体源流量比对AlGaInP材料MOCVD外延生长的影响 [J], 林委之;李建军;于晓东;邓军;廉鹏;韩军;邢艳辉;沈光地
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AlGaN材料的MOCVD生长研究
AlGaN材料的MOCVD生长研究赵德刚;杨辉;梁骏吾;李向阳;龚海梅【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2005(35)11【摘要】文章研究了AlGaN材料的MOCVD生长机制.在位监控曲线表明,AlGaN 材料生长过程是由三维生长逐渐过渡到二维生长,由于Al原子表面迁移率太小,随着TMAl流量的增加,需要更长的时间才能出现二维生长,材料质量也随着Al组分的增加而下降,AlGaN的表面形貌也变差.随着TMAl流量的增加,AlGaN材料的生长速率反而下降,这是由于Al原子阻止了Ga原子参与材料生长.实验还发现,由于TMAl 与NH3之间存在强烈的寄生反应,AlGaN材料中的Al组分远小于气相中的Al组分.文中简单探讨了提高AlGaN材料质量的生长方法.【总页数】4页(P873-876)【作者】赵德刚;杨辉;梁骏吾;李向阳;龚海梅【作者单位】中国科学院半导体研究所,北京,100083;中国科学院半导体研究所,北京,100083;中国科学院半导体研究所,北京,100083;同济大学电信学院半导体与信息技术研究所,上海,200092;中国科学院上海技术物理所,上海,200083;中国科学院上海技术物理所,上海,200083【正文语种】中文【中图分类】TN304.055;TN304.2+6【相关文献】1.MOCVD生长高质量InGaN/AlGaN MQW紫光LED的研究 [J], 唐健江;刘波波;杨建锋;白俊春2.AlGaN/GaN HEMT材料的高温MOCVD生长研究 [J], 陈峰武;巩小亮;罗才旺;程文进;魏唯;鲍苹3.蓝宝石衬底上AlGaN外延材料的低压MOCVD生长 [J], 赵红;邹泽亚;赵文伯;杨晓波;刘挺;廖秀英;王振;周勇;刘万清4.MOCVD生长高Al组分AlGaN材料研究 [J], 刘波;袁凤坡;尹甲运;刘英斌;冯震;冯志宏5.MOCVD生长AlGaN／GaN／Si(111)异质结材料 [J], 李忠辉;李亮;董逊;李赟;张岚;许晓军;姜文海;陈辰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
MOCVD外延系统的介绍
ＭＯＣＶＤ外延系统的介绍MOCVD之原理ＭＯＣＶＤ(ｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐｏｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ)反应为一非平衡状态下成长机制，其原理为利用有机金属化学气相沉积法. MOCVD技术起源于Manaservil 等早期(1968)[2]研究。
他们在水冷却的反应室里用三乙基镓(TEGa)和砷化氢生长单晶GaAs。
随后，在1969年Manaservil 和Simpson[3]，1970年Manaservil 和Hess[4]把这种技术应用到GaAsPy、GaAsSb以及含Al化合物的生长上。
组分和生长速率均由精确控制的源流量和各种不同的成分气流所控制。
III族有机源可以是液体如三甲基镓 (TMGa)，也可以是固体如TMIn。
通过调节源瓶的温度，精确控制源的压力。
通过载气把它们携带到反应室。
V族源一般是气态氢化物（如GaN生长用的NH）。
通常MOVPE3使用高频或其它加热方式使反应管壁的温度大大低于内部加热的衬底的温度，这时在管壁上不成核，使管壁反应消耗降低。
但是由于当时技术条件所限，它的发展比较缓慢，直到80年代初期才成为比较成熟的外延技术，并得到了广泛应用，日益成为介观物理、半导体材料和器件研究以及生产领域最重要的外延技术之一。
MOVPE技术易实现低压外延生长，能减少自掺杂；有希望在重掺的衬底上进行窄过渡层的外延生长；能减少外延生长过程的存储效应和过渡效应，从而获得衬底—外延层界面杂质分布更陡的外延层。
MOCVD之系统ＭＯＣＶＤ对镀膜成分、晶相等品质容易控制，可在形状复杂的基材 衬底 上形成均匀镀膜，结构密致，附着力良好之优点，因此ＭＯＣＶＤ已经成为工业界主要的镀膜技术。
ＭＯＣＶＤ制程依用途不同，制程设备也有相异的构造和型态。
整套系统可分为:1.自动控制部分自动控制部分为系统的核心组成.可控制参加反应原物料浓度、压力、及气流大小；同时，控制材料生长的速率及模式等。
气体反应物可用高压气体钢瓶经ＭＦＣ精密控制流量，而固态或液态原料则需使用蒸发器使进料蒸发或升华，再以Ｈ２、N2气体作为ｃａｒｒｉｅｒ而将原反应物带入反应室中。
MOCVD外延片的生长及参数检测
——及参数检测
LED对外延片的要求
主要有以下四点：
①禁带宽度适合。InGaN-蓝光 ②可获得电导率高的P型和N型材料。 ③可获得完整性好的优质晶体。-Single Crystal ④发光复合几率大。发光复合率相对于非发光复合 率比例越大，光量子效率越高。
外延片制造技术的关键
外延技术与设备是外延片制造技术的关键所在，金 属有机物化学气相淀积(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition，简称MOCVD)技术生长III-V族， II-VI族化合物及合金的薄层单晶的主要方法。II、III 族金属有机化合物通常为甲基或乙基化合物。如： Ga(CH3)3，In(CH3)3，Al(CH3)3，Ga(C2H5)3， Zn(C2H5)3等，它们大多数是高蒸汽压的液体或固 体。用氢气或氮气作为载气，通入液体中携带出蒸 汽，与V族的氢化物（如NH3，PH3，AsH3）混合， 再通入反应室，在加热的衬底-GaN-1000度左右表 面发生反应，外延生长化合物晶体薄膜。
电学性能检测
MOCVD外延片其核心是PN结，它具有P-N结正向导通，反 向截至，击穿特性。 我们对其击穿，击穿使其露出N层电极，之后的芯片进行电 荧光的检测，接通后，在正向电压下，电子由N区注入P区， 空穴由P区注入N区，进去对方区域的少数载流子一部分与 多数载流子复合发光。 得到工作电压，工作电流，功率，抗电强度，漏电电流等参 数。
MOCVD设备的基本操作
MOCVD设备的基本操作：穿好超净服经过风淋后进入超净 室后，由于电脑控制系统是24小时开机的，首先打开设备的 电源，开启冷却水系统和尾气处理系统后我们打开反应室， 通过手套箱的手套双手伸入反应室，值得注意的是双手不可 碰触反应室，防止手套污染。用镊子开始放入晶片，确保每 一片晶片都放入槽内，检查反射率系统的灯光后便可关闭反 应室。打开主泵和保护气打开各个源的阀，其中的固体源我 们应予以轻微敲击，开启反射率监测系统。因为是电控系统 只需在电脑上选择自动操作程序变可开始外延片的生长。在 生长过程中通过温度监控系统实时监控反应室内及衬底的温 度。在生长过程中最需要注意的是长量子井时的温度。
稀释气体流量对外延生长3C-SiC薄膜的影响
稀释气体流量对外延生长3C-SiC薄膜的影响
朱佩佩;熊梦杨;涂溶
【期刊名称】《船电技术》
【年(卷),期】2022(42)10
【摘要】3C-SiC具有带隙宽、临界击穿电场高、导热率高、载流子饱和漂移速率高等优异的物理特性,被广泛应用于大功率电子器件。
3C-SiC(001)单晶薄膜具有最高的电子迁移率,能显著提高大功率场效应晶体管(MOSFET)器件的性能。
本论文采用激光化学气相沉积技术在Si(001)衬底异质外延3C-SiC薄膜,研究了稀释气体流量对3C-SiC(001)薄膜的影响。
当氢气流量为0.5 slm时,薄膜具有最大的电子迁移率590 cm^(2)V^(-1)S^(-1)。
【总页数】4页(P28-31)
【作者】朱佩佩;熊梦杨;涂溶
【作者单位】武汉船用电力推进装置研究所;武汉理工大学
【正文语种】中文
【中图分类】O484
【相关文献】
1.硅基3C-SiC薄膜的外延生长技术
2.反向外延生长3C-SiC薄膜中残余应力的工艺优化
3.衬底温度对Si(111)衬底上MBE异质外延3C-SiC薄膜的影响
4.碳化温度对异质外延3C-SiC薄膜结晶质量及表面形貌的影响
5.碳化气体引入温度对3C-SiC薄膜生长的影响(英文)
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mocvd法异质外延gap／si薄膜的研究
mocvd法异质外延gap／si薄膜的研究随着微电子技术的发展，半导体材料的性能得到了极大的提高，而外延薄膜的制备成为了半导体材料研究的重要研究对象。
MOCVD法异质外延GAP/SI薄膜是半导体材料研究中的重要内容，自从MOCVD 法被首次使用以来，在外延薄膜制备领域发挥了重要作用。
本文旨在探讨MOCVD法异质外延GAP/SI薄膜的研究进展。
MOCVD法是一种由化学气相沉积技术演变而来的技术。
它能够以低温、近表面厚度等优势，制备出均匀、高纯度的薄膜，且可获得更高的利用率，在半导体行业有着重要的应用。
MOCVD法异质外延GAP/SI薄膜的制备，提出了一种新方法，可以有效地减少异质结的影响，从而提高了材料的均匀度和可靠性。
在开展MOCVD法异质外延GAP/SI薄膜研究时，最关键的是对薄膜厚度和尺寸的控制。
GAP/SI薄膜厚度往往在超出常规技术难以控制的范围，在MOCVD法异质外延GAP/SI薄膜中，必须控制薄膜厚度，这有助于改善薄膜的光学性能。
此外，尺寸也是一个重要因素，要求薄膜表面尽可能均一，以实现高性能。
在外延技术的应用中，MOCVD法也有着重要的潜力。
MOCVD法的优点在于其宽的温度范围，可以在常温下实现高速的外延过程，其过程简单容易掌握，在外延GAP/SI薄膜时能够较好地满足均匀性要求，不受局部热源影响，从而获得较高的性能。
此外，MOCVD法异质外延GAP/SI薄膜的研究还与原料的研究紧密相关。
MOCVD法对原料的要求比较高，温度可控性、活性程度等都需要满足一定的要求，才能获得稳定优良的外延薄膜。
因此，在外延GAP/SI薄膜的制备过程中，必须重视原料的研发，以提高原料的可靠性和性能。
MOCVD法异质外延GAP/SI薄膜的研究是一项需要耗费大量时间和资源的研究，其制备过程极为复杂，需要对成膜工艺、成膜条件、原料性能等多方面因素有深入了解，以期获得较高品质的薄膜光学性能。
MOCVD法异质外延GAP/SI薄膜技术对于半导体材料的应用前景充满希望，具有广阔的发展空间。
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收稿日期:2006-08-22. 基金项目:国家自然科学基金资助项目(60506012);北京市科委重点项目(D0404003040221);北京市人才强教计划项目(05002015200504).材料、结构及工艺Ⅴ/Ⅲ族气体源流量比对Al G a InP 材料MOCV D 外延生长的影响林委之,李建军,于晓东,邓 军,廉 鹏,韩 军,邢艳辉,沈光地(北京工业大学电控学院北京市光电子技术实验室,北京100022)摘 要: 用MOCVD 系统外延生长Al Ga InP 材料时往往要通入过量的P H 3来获得足够大的Ⅴ/Ⅲ族气体源流量比,以便得到高质量的晶体结构。
分别采用1000ml/min 和400ml/min 的P H 3流量(对应的Ⅴ/Ⅲ比分别为723和289),利用低压金属有机物化学气相沉积(L P 2MOCVD )系统生长了Al GaInP 材料,并使用MOCVD 在位监测(in 2sit u )软件、X 射线双晶衍射仪以及光荧光测试系统等对样品进行了测量分析。
发现Ⅴ/Ⅲ比不但会影响Al GaInP 材料的生长速度,对外延材料与衬底GaAs 的晶格失配度和材料的光学特性也有影响。
关键词: 红光L ED ;金属有机物化学气相沉积;Al GaInP ;Ⅴ/Ⅲ比中图分类号:TN244 文献标识码:A 文章编号:1001-5868(2007)02-0202-03Influence of Ⅲ/ⅤR atio on MOCV D G row th of Al G a InPL IN Wei 2zhi ,L I Jian 2jun ,YU Xiao 2dong ,DEN G J un ,L IAN Peng ,HAN J un ,XIN G Yan 2hui ,SH EN Guang 2di(B eijing Optoelectronic T echnology Laboratory ,College of E lectronic I nform ation &Control E ngineering ,B eijing U niversity of T echnology ,B eijing 100022,CHN )Abstract : Excessive p ho sp hine is needed to get enough Ⅴ/Ⅲratio during common growt h process of Al Ga InP material by MOCVD in order to get crystal st ruct ure wit h high quality.Al GaInP was deposited by L P 2MOCVD system wit h different p hosp hine flows (1000ml/min and 400ml/min ,corresponding Ⅴ/Ⅲratios were 723and 289),and t he result was investigated by means of MOCVD in 2sit u software ,double crystal X 2ray diff raction system ,p hotoluminescence (PL )and so on.It was observed t hat Ⅴ/Ⅲratio affect s not only t he growt h rate of Al GaInP but also t he crystal lattice mismatch between epitaxial material and GaAs subst rate as well as optical properties of Al GaInP.K ey w ords : red L ED ;MOCVD ;Al Ga InP ;Ⅴ/Ⅲratio1 引言可与GaAs 衬底晶格匹配的Al GaInP 系材料具有较宽的直接带隙(1.9～2.3eV )[1],作为发光材料可覆盖从红色到绿色的各个波长,是制备高亮度红、橙、黄光发光二极管的最佳材料[2]。
Al GaInP 材料是由二元化合物Al P ,GaP ,InP所混合而成的四元化合物,通常用通式(Al x Ga 1-x )y In (1-y )P 来表示。
只有控制In 的组分为0.5左右时,即通式为(Al x Ga 1-x )0.5In 0.5P 时,对任意的x 值,材料都与GaAs 晶格匹配[3,4]。
因此,与其他二元或者三元化合物半导体材料相比,外延生长Al GaInP 材料时对生长条件的要求更加严格。
・202・SEMICON DUCT OR OPT OE LECTR ONICS V ol.28No.2Apr.2007在实际的外延生长中,为了得到高质量的Al GaInP 材料,一般通入过量的Ⅴ族源,如P H 3等,在高的Ⅴ/Ⅲ比下进行材料的生长。
通常认为,在高Ⅴ/Ⅲ比的条件下,外延的Al GaInP 材料的组分和生长速率等只与通入反应室的Ⅲ族源的量有关,而和Ⅴ族源的量无关。
因此可以通过调整输入的Ⅲ族源的量,来控制Al GaInP 的组分,从而得到与GaAs 晶格匹配的Al Ga InP 材料。
然而,我们利用低压金属有机物化学气相沉积(L P 2MOCVD )系统生长Al GaInP 材料时,在不改变各Ⅲ族源流量的条件下,当P H 3流量不同时却发现,尽管Ⅴ/Ⅲ比已经足够高,P H 3流量不但影响Al GaInP 材料的生长速率,而且对Al GaInP/GaAs 材料间的失配度也有影响。
因此,我们提出,在薄层(如量子阱)材料的厚度以及厚层材料(如限制层)的失配控制方面,即使Ⅴ/Ⅲ比足够高,仍应考虑其对材料外延的影响。
2 样品制备样品的外延结构示意图如图1所示,为了保证生长出无序结构的材料,衬底使用的是在(100)向〈111〉偏15°的n +2GaAs 。
依次生长0.1μm 厚的GaAs 缓冲层,0.3μm 厚的(Al 0.5Ga 0.5)In 0.5P ,0.2μm 厚的(Al 0.1Ga 0.9)In 0.5P ,和0.1μm 厚的(Al 0.5Ga 0.5)In 0.5P。
图1 样品的外延结构示意图外延实验在Emcore 公司的D125型L P 2MOCVD 系统中进行,反应室压力为8×103Pa ,衬底基座转速为1000rp m ,生长温度为700℃。
用H 2做载气,载气流量为30L/min ,使用纯P H 3做为Ⅴ族源,Ⅲ族源分别为TM Ga ,TMAl 和TM In 。
分别生长了两个样品A 和B ,其中样品A 的P H 3流量为1000ml/min ,Ⅴ/Ⅲ比为723。
样品B 的P H 3流量为400mL/min ,Ⅴ/Ⅲ为289,其他实验条件完全相同。
外延生长时利用MOCVD 在位监测系统Epimetirc 对生长过程进行监测,生长完成后在室温下分别在B ED E QC 200型X 射线双晶衍射仪中测量了材料与衬底的失配度,并在Philip s PL M 100型光荧光测试系统进行了材料的光荧光测量。
3 实验结果及分析3.1 生长速度图2是利用Epimetirc 得到的材料生长时的在位监测曲线,根据该曲线拟合得到样品A 和B 的生长速率分别为0.4469和0.5232nm/s ,相差17.1%。
图2 样品A 和B 的生长速度一般认为,当Ⅴ/Ⅲ比足够大时,外延生长速率只和Ⅲ族源的输入量有关,而和Ⅴ族气体源的流量无关。
但是从图2可以看出,降低P H 3流量后,Al Ga InP 材料的外延生长速度提高了,这说明Ⅴ/Ⅲ比对Al GaInP 材料的生长速度是有影响的。
在实际器件制备中,为了在材料质量和源材料的消耗间进行折衷,不同外延层(如有源区和限制层)间往往选用不同的Ⅴ/Ⅲ比。
而生长薄层材料(如量子阱结构有源区)时,对厚度控制的要求是非常严格的,此时必须要考虑Ⅴ/Ⅲ比对生长速率的影响。
3.2 晶格失配度用B EDE QC 200型X 射线双晶衍射系统测试两个外延片,样品A 和B 的X 射线双晶衍射回摆曲线分别如图3所示。
样品A 和B 的回摆曲线中最强的衍射峰是GaAs 衬底衍射峰,强度较弱的是外延层的衍射峰。
在样品A 的回摆曲线中,外延层衍射峰在衬底衍射峰的右方,说明外延层与衬底的晶格失配是负失配,根据两个峰之间的角间距可以计算出外延层的失配度为-295pp m 。
由于Al GaInP・302・《半导体光电》2007年4月第28卷第2期林委之等: Ⅴ/Ⅲ族气体源流量比对Al GaInP 材料MOCVD 外延生长的影响和GaAs 材料的热膨胀系数不一致,因此在材料生长温度下,外延层的负失配程度将更大。
(a )(b )图3 样品A (a )和B (b )的X 射线双晶衍射回摆曲线与样品A 相比,B 的回摆曲线中的衍射峰半高宽要小一些,这说明晶体质量较好,而且外延层衍射峰位于衬底衍射峰的左方,说明外延层晶格常数要比衬底大,属于正失配,根据角间距可以计算出外延层的失配度为+233pp m 。
这是因为在高温下,晶格中的In 原子的脱附比较剧烈,而晶片B 的外延生长速度要比A 的快,随着生长速度的提高,In 原子在晶体表面的迁移时间较短,从而抑制了In 原子的表面脱附[5]。
另外,随着生长速度的提高,Ga 和Al 原子的迁移速率加快,从而“夹带”着原本较难占据晶格台阶点的体积较大的In 原子一起并入晶格。
上述的两个原因都导致了Al GaInP 外延晶体中的In 组分相对增加,从而使外延层与衬底的晶格失配度转向正失配。
晶格失配的外延层材料存在一个临界厚度,如果外延层厚度超过这个临界厚度,就会出现位错,造成晶体质量恶化。
而如果外延层与衬底的晶格失配是负失配的话,临界厚度要比正失配时的更小。
因此,在外延厚层材料时,应尽量避免负失配的出现,这就必须充分考虑Ⅴ/Ⅲ比对外延层失配度的影响。
3.3 光荧光测试图4是两个样品的光荧光测试结果,样品B 的光荧光峰值强度为0.076,对应的波长为619.7nm ,半宽为12.8nm 。
样品A 的光荧光峰值强度为0.046,对应的波长为617.8nm ,半宽为13.1nm 。
峰值强度高以及半宽小说明了样品B 的Al GaInP 晶体质量较好,而峰值波长较长则再次证实了由于生长速度的提高使样品B 中的Al GaInP 材料的In 组分提高了。
图4 样品A 和B 的光荧光谱4 结论利用L P 2MOCVD 系统生长Al Ga InP 材料时,发现即使在Ⅴ/Ⅲ比足够大(大于250)的情况下,Ⅴ/Ⅲ比对材料的生长速度,晶格匹配度和光学特性仍然有影响。