NH3流量调控V/Ⅲ比对HVPE生长GaN薄膜的影响

氢化物气相外延(HVPE)法具有生长成本低、生长条件温和、生长速率快等优点,被认为是生长高质量GaN单晶衬底的最有潜力的方法.为了优化HVPE生长GaN的条件,通过改变NH3流量调控Ⅴ/Ⅲ比(NH3流量与HC1流量之比).通过建立简单的生长模型,对不同Ⅴ/Ⅲ比下GaN薄膜形态变化的机理进行了分析,研究了HVPE生长过程中氮源(Ⅴ族)和镓源(Ⅲ族)不同流量比对结晶质量和表面形貌的影响.实验结果表明,低Ⅴ/Ⅲ比会导致成核密度低,岛状晶胞难以合并;高Ⅴ/Ⅲ比会降低表面Ga原子的迁移率,导致表面高度差异大,结晶质量差.与Ⅴ/Ⅲ比为15.000和28.125相比,ⅤⅢ比为21.250时更适合GaN薄膜生长,得到的晶体质量最高.