在 (111) 上增强化,使用脉冲原子层表皮氧化 (PALE) AlN 与配合分级的 AlGaN 缓冲器

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 半导体物理 半导体物理
• 经轴生长 经轴生长 经轴生长

背景情况:

• 在 (Si) 基板上化 (GaN) 的生长是具有挑战性的,因为热膨胀不匹配和拉力应力.
• 优化缓冲层对于高性能基于GaN的电源设备至关重要.

研究的目的:

• 调查脉冲原子层化 (PALE) AlN缓冲层厚度对在Si{111}上生长的GaN上层特征的影响.
• 了解缓冲层内的微结构演变和放松过程.

主要方法:

• 脉冲原子层化 (PALE) 用于AlN缓冲层沉积.
• 进行X射线摇摆曲线分析 (对称和不对称),以评估结晶性和脱位密度.
• 拉曼光谱分析GaN上层的应变.
• 使用原子力显微镜 (AFM) 分析表面形态,以确定表面粗度.

主要成果:

• 最佳的PALE AlN厚度为50 nm及以上,导致高均的GaN上层表面,RMS粗度为0.512 nm.
• 随着PALE AlN厚度的增加,观察到线程位移密度的减少,由较低的X射线摇摆曲线值表明.
• 发现GaN上皮层的应变压缩与PALE AlN层厚度成正比,由拉曼光谱学证实.

结论:

• PALE AlN作为一种有效的缓冲层,用于在Si基板上种植高质量,厚厚的GaN皮层.
• 优化PALE AlN厚度对于控制GaN结晶性,表面形态和应变至关重要,从而实现先进的动力设备应用.