低溫等離子體化學(xué)氣相沉積GaN薄膜.pdf

1、本文中實(shí)驗(yàn)采用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積方法制備GaN薄膜，在實(shí)驗(yàn)過程中，首先使用電子回旋共振等離子體技術(shù)，在反應(yīng)室中產(chǎn)生了活性物種豐富的低溫等離子體，利用磁場梯度的輸運(yùn)作用，在樣品臺(tái)的襯底上生長出GaN薄膜。
　　 本文在闡述實(shí)驗(yàn)所涉及的基本知識(shí)、相關(guān)理論、實(shí)驗(yàn)裝置以及實(shí)驗(yàn)工藝流程的基礎(chǔ)上，對(duì)N2-（CH3）3Ga等離子體發(fā)射光譜進(jìn)行了分析：很明顯，在403.2nm及417.2nm處出現(xiàn)了活性Ga的特征峰，在410.9nm處出現(xiàn)了

2、活性N的特征峰。研究得出：N2-（CH3）3Ga中的反應(yīng)以N2的激發(fā)、電離和（CH3）3Ga的熱分解為主。此外，等離子體中也存在著聚合反應(yīng)，其對(duì)GaN薄膜的形成所起的作用還有待進(jìn)一步的研究。
　　 GaN薄膜的外延生長是在襯底上進(jìn)行的，因此，必須經(jīng)歷由上述的氣相反應(yīng)過程向襯底反應(yīng)過程的過渡。影響GaN薄膜生長的主要因素有：反應(yīng)室氣壓、襯底、生長溫度和襯底雜質(zhì)。依據(jù)已有的報(bào)道及本實(shí)驗(yàn)的研究認(rèn)為：GaN的襯底反應(yīng)以Ga和N的共價(jià)鍵合

3、為主。
　　 對(duì)樣品進(jìn)行了XRD、FT-IR和AFM表征。XRD圖譜表明：在Si（100）襯底上生長的GaN薄膜出現(xiàn)了GaN（0002）和GaN（1010）衍射峰；在Si（111）襯底上生長的GaN薄膜出現(xiàn)了GaN（0002）和GaN（1120）衍射峰；以藍(lán)寶石和玻璃為襯底的樣品未有明顯的GaN衍射峰出現(xiàn)。說明在Si襯底上制備的GaN為多晶態(tài)，但是，在藍(lán)寶石和玻璃上生長的GaN依然處于非晶狀態(tài)。紅外圖譜表明：樣品中出現(xiàn)了Ga-N