蓝宝石在外延生长中的应用

翠花

　　高真空MOCVD技术沉积前的准备工作：把清洗后的衬底送入进样室，将进样室抽至一定的真空度，打开进样室与生长室之间的闸板阀；然后用机械手将样品送入生长室，放置于样品架上，关上生长室与进样之间的闸板阀；将生长室抽至一定的本底真空度后，关闭生长室的另一闸板阀，然后进行材料的生长。　　蓝宝石也是最普遍的一种衬底材料，主要目的是利用自制MOCVD设备进行硅基GaN的生长。因为硅衬底不仅价格便宜、质量高，而且Si材料可以制作电极，并有可能实现GaN器件与Si电路的混合集成，使其成为一类极具发展潜力的衬底材料。硅基GaN在器件上的应用被认为具有挑战性。　　选择LTGaN和LTA1N两种缓冲层进行硅基GaN的生长，生长工艺基本上与以蓝宝石为衬底时一致。XRD测试结果表明，薄膜显示高度的（0002）取向，无其它晶面的衍射峰。以Si为衬底时，由于Si的热膨胀系数小于GaN的热膨胀系数，故高温生长的GaN外延在降温时，外延层内会产生巨大的张应力（用蓝宝石作衬底时是压应力），很容易导致外延层的破裂。