三甲基铝流量的不同函数生长的成分梯度AlGaN缓冲层对Si(111)衬底上GaN性能的影响

在本文中,采用成分渐变的AlGaN缓冲层来补偿拉伸应力并改善在硅衬底上生长的GaN的晶体质量。 在梯度缓冲层的生长过程中,三甲基铝(TMAl)的流量根据一系列函数逐渐降低,而三甲基镓(TMGa)的流量以相同的线性函数增加。 因此,这些渐变的AlGaN层显示出不同的Al分布,这可以通过高分辨率X射线衍射(HR-XRD)和二次离子质谱(SIMS)证实。 通过使用凸抛物线TMAl流速获得线性组成梯度的AlGaN层,由于从AlN籽晶层到GaN层的晶格参数和热膨胀系数(TEC)线性逐渐变化,导致GaN层中的压应力较大。 使用线性组成渐变缓冲层,在硅衬底上生长了3微米厚,低位错密度的无裂纹GaN膜。 通过横截面显微拉曼散射和透射电子显微镜(TEM)研究了与应力相关的位错演化。