在Si上进行III-化物磁力电筒喷射复合:使用Al种子层控制形态,晶体质量和极性

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
• 晶体的成长 晶体的成长

背景情况:

• 第三组化物半导体对于光电子和功率电子至关重要.
• 控制III-化物表中的薄膜极性对于设备设计至关重要.
• 磁铁子喷为III-化物表氧化提供了一种具有成本效益的方法.

研究的目的:

• 为了研究 (Al) 种植对AlN/Si接口的影响.
• 分析Al种植对GaN/AlN堆的晶体质量,形态和极性的影响.
• 为了证明在III-化物生长中对薄膜极性进行宏观控制.

主要方法:

• 磁铁子喷射器 GaN/AlN 堆的表达式与不同的 Al 播种.
• 用X射线衍射 (XRD) 来评估晶体质量.
• 扫描传输电子显微镜 (STEM) 用于纳米级结构和化学分析.
• 水性氧化物 (KOH) 蚀刻用于宏观极性测定.

主要成果:

• 种植显著提高了和随后的膜的晶体质量.
• 在 AlN 膜中,Al 播种会诱导极性逆转.
• 观察到在AlN/Si接口上形成一个多晶,富含氧气的AlN中间层.
• 通过调整Al种植来实现金属极和N极GaN/AlN层的宏观控制.

结论:

• 阿尔种植是控制磁铁喷射器表达过程中的III-化物薄膜极性的一个关键因素.
• 观察到的极性逆转与界面层形成有关.
• 本研究建立了一种可扩展的方法,用于电子应用的III-化物的极性控制增长.