InGaN材料特性

1、InGaN材料特性InGaN 為第三代半導(dǎo)體材料，目前是人們研究的熱點(diǎn)，它主要應(yīng)用于光電器件和高溫、高頻、大功率器件 梁春廣，張翼.GaN第三代半導(dǎo)體的曙光J.半導(dǎo)體學(xué)報(bào),1999,20(2):89-99.。InN的禁帶寬度為0.7eV Wu J ,Walukiewicz W, Yu KM ,etal. Unusual properties of the fundamental band gap of InN. Appl Phys Lett , 2002 , 80(21) :3967，這就意味著通過(guò)調(diào)節(jié)InxGa1-xN三元合金的In組分，可使其禁帶寬度從0.7eV(InN)到3.4eV(Ga

2、N)連續(xù)可調(diào) WOLTER A,SCHENK H,GAUMONT E,etal. Wafer level vacuum packaged resonant microscanning mirrors for compact laser projection displays C / / MOEMS and Miniaturized Systems , Proc SPIE . San Jose, CA, 2008,6887: 688706-1-688706-15.，其對(duì)應(yīng)的吸收光譜的波長(zhǎng)從紫外部分(365nm)可以一直延伸到近紅外部分(1770nm)，幾乎完整地覆蓋了整個(gè)太陽(yáng)光譜，因此InGaN

3、在太陽(yáng)電池中的應(yīng)用引起了人們密切的關(guān)注。除了波長(zhǎng)范圍與太陽(yáng)光譜匹配良好外，InGaN和常規(guī)的Si、GaAs等太陽(yáng)電池材料相比，還有許多優(yōu)點(diǎn)：第一，它是直接帶隙材料，其吸收系數(shù)比Si、GaAs高一、兩個(gè)數(shù)量級(jí)，這就意味著InGaN太陽(yáng)電池可以做的更薄、更輕，從而節(jié)約成本，特別是應(yīng)用于航天的太陽(yáng)電池，減輕重量非常重要；第二，InN和GaN 的電子遷移率都較高，有利于減小復(fù)合，而提高太陽(yáng)電池的短路電流；第三，InGaN的抗輻射能力比Si、GaAs等太陽(yáng)電池材料強(qiáng)，更適合應(yīng)用于強(qiáng)輻射環(huán)境 文博,周建軍,江若璉,謝自力等.InGaN太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)換效率的理論計(jì)算J.半導(dǎo)體學(xué)報(bào),2007,28(9):1392

4、-1395.。實(shí)驗(yàn)證明，GaAs/Ge太陽(yáng)電池在2×1012MeV/g的質(zhì)子轟擊后， 其最大功率降低了90%，而InGaN在高能粒子轟擊后，光學(xué)、電學(xué)特性的退化不明顯 Wu J ,Walukiewicz W, Yu K M ,etal . Superior radiation resistance of In1-xGaxN alloys : Full-solar-spect rum photovoltaic material system. J Appl Phys ,2003 ,94 (10) :6477.。第四，InxGa1-xN特別適合制作多結(jié)串聯(lián)太陽(yáng)電池。由于調(diào)節(jié)In組分可連續(xù)

5、改變InxGa1-xN的帶隙寬度，因此在同一生長(zhǎng)設(shè)備中，通過(guò)改變In組分就可生長(zhǎng)成多結(jié)InxGa1-xN太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)，比目前用幾種不同的半導(dǎo)體材料制備多結(jié)太陽(yáng)電池方便了許多4。并且由于In組分連續(xù)可調(diào)，能夠達(dá)到設(shè)計(jì)的理想禁帶寬度組合，而易獲得更高的轉(zhuǎn)換效率。但是，由于高In組分的高質(zhì)量InGaN薄膜的生長(zhǎng)技術(shù)還有許多難點(diǎn)，目前尚未見(jiàn)到國(guó)內(nèi)外成功制備InGaN太陽(yáng)電池的文獻(xiàn)報(bào)道。本文通過(guò)閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)InGaN的生長(zhǎng)方法、材料特性和性能表征做一總結(jié)。一、理論預(yù)測(cè)陸穩(wěn) 陸穩(wěn).纖鋅礦GaN光電性質(zhì)的第一性原理研究D.西安：西安電子科技大學(xué)，2009.等人利用第一性原理密度泛函理論(DFT)的廣義梯

6、度近似(GGA)平面波贗勢(shì)法，對(duì)理想GaN以及In組分下的GaN基三元固溶體化合物的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了理論計(jì)算，其理論模型、計(jì)算方法及結(jié)果如下：1 理論模型及計(jì)算方法采用英國(guó)劍橋大學(xué)凝聚態(tài)理論研究組開(kāi)發(fā)的計(jì)算軟件包CASTEP，基于密度泛函理論框架下的第一性原理計(jì)算方法對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，采用纖鋅礦結(jié)構(gòu)模型，對(duì)其在不同情形下的性質(zhì)進(jìn)行了研究。 第一性原理，即從最基本的物理規(guī)律出發(fā)，求解體系的薛定諤(Schrodinger)方程以獲取材料性能的信息，從而理解材料中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象，預(yù)測(cè)材料的性能。除原子構(gòu)型外，它不需要任何經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，只需要知道構(gòu)成微觀體系各元素的原子序數(shù)，而不需要任何可調(diào)（經(jīng)

7、驗(yàn)或擬合）參數(shù)，就可以基于量子力學(xué)來(lái)處理體系中的電子運(yùn)動(dòng)，計(jì)算出該微觀體系電子的波函數(shù)和對(duì)應(yīng)的本征能量，從而求得系統(tǒng)的總能量、電子結(jié)構(gòu)以及成鍵、彈性、穩(wěn)定性等性質(zhì)。其基本思想是：將多原子構(gòu)成的體系理解為由電子和原子核組成的多粒子體系，并根據(jù)量子力學(xué)的基本原理最大限度地對(duì)問(wèn)題進(jìn)行“非經(jīng)驗(yàn)性”處理。概括地講，就是在正確描述電子狀態(tài)和作用于原子間的力的基礎(chǔ)上進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬的方法。如果發(fā)生等離子體振蕩、電離和中和、電子躍遷、隧道效應(yīng)，以及電流之類的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化，則由于原子核的作用，電子密度分布也隨著發(fā)生變化。由于電子比原子核輕得多，所以電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化遠(yuǎn)比原子核的運(yùn)動(dòng)變化快。從而可以認(rèn)為，

8、考慮電子運(yùn)動(dòng)時(shí)原子核是處在它們的瞬時(shí)位置上，而考慮原子核的運(yùn)動(dòng)時(shí)則不必考慮電子在空間的密度分布變化。這就是玻恩(M.Born)和奧本海默(J.E.Oppenheimer)提出的絕熱近似或稱玻恩-奧本海默近似 M.Born,K.Huang,Dynamical Theory of Crystal LatticesM,Oxford:Oxford Universities Press,1954.。根據(jù)這樣的近似，將多電子體系電子組態(tài)的計(jì)算和進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)方法處理的部分完全分開(kāi)則是可能的。這時(shí)，用第一性原理分子動(dòng)力學(xué)方法計(jì)算的過(guò)程是，以多種時(shí)間步長(zhǎng)（時(shí)間間隔）正確地求出體系的電子狀態(tài)，并通過(guò)更換原子位置

9、計(jì)算作用于每個(gè)原子核上的力，根據(jù)作用在原子實(shí)上的力來(lái)調(diào)整原子的位置，重復(fù)迭代，直至作用于原子實(shí)上的力為零，得到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 密度泛函理論就是在Hohenberg-Kohn定理的基礎(chǔ)上，將多電子問(wèn)題轉(zhuǎn)化為單電子問(wèn)題，建立起的對(duì)單電子問(wèn)題嚴(yán)格的求解。Hohenberg-Kohn定理可總結(jié)為：(1)定理一：不計(jì)自旋的全同費(fèi)密子系統(tǒng)的基態(tài)能量是粒子數(shù)密度函數(shù)(r)的唯一泛函。(2)定理二：能量泛函E在粒子數(shù)不變的條件下，對(duì)正確的粒子數(shù)密度函數(shù)取極小值，并等于基態(tài)能量。CASTEP是由劍橋大學(xué)卡文迪西實(shí)驗(yàn)室的凝體理論組所發(fā)展出來(lái)解量子力學(xué)的程序。具體地說(shuō)，凡給定一初始的原子排列，CASTEP就能解出此系統(tǒng)

10、最時(shí)的基態(tài)電子分布、系統(tǒng)總能量以及各原子的受力。由于量子力學(xué)可以精確地描述原子間的交互作用，CASTEP根據(jù)原子的受力情形來(lái)移動(dòng)原子，進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)的模擬。因此，CASTEP這個(gè)計(jì)算工具結(jié)合了量子力學(xué)和分子動(dòng)力學(xué)這兩種基礎(chǔ)理論，所以可以較好地預(yù)測(cè)那些由于原子或微觀尺度的變化而引起的物理或化學(xué)現(xiàn)象。 圖表 1：該文計(jì)算所建立的2×2×1纖鋅礦GaN超晶胞模型 文中所應(yīng)用到的纖鋅礦GaN晶體的空間群為：-P63mc，在此基礎(chǔ)上，建立了由16顆原子所組成的2×2×1超晶胞纖鋅礦GaN的模型。此軟件以Kohn-Sham公式來(lái)處理計(jì)算過(guò)程，公式依據(jù)密度泛函理論(D

11、FT)來(lái)處理多電子系統(tǒng)的問(wèn)題，采用周期性邊界條件，電子波函數(shù)通過(guò)平面波基矢組擴(kuò)展，并采用超軟贗勢(shì)描述離子實(shí)與價(jià)電子間的相互作用，以盡量減少平面波基矢?jìng)€(gè)數(shù)。贗勢(shì)原子只考慮價(jià)電子的影響，即只考慮N(2s22p3)和Ga(3d104s24p1)軌道。對(duì)于InGaN三元固溶體化合物，根據(jù)其物理特性都遵守Vegard定律，將InGaN三元化合物的晶格常數(shù)視為兩個(gè)二元材料的線性組合。2 計(jì)算方法計(jì)算工作則是采用平面波贗勢(shì)法(PWP)，對(duì)理想和In組分引入后的超晶胞進(jìn)行幾何優(yōu)化，交換-關(guān)聯(lián)能采用廣義梯度近似(GGA)的PBE近似法體系總能量和電荷密度在對(duì)布里淵區(qū)的積分計(jì)算中使用Monkhorst-Pack方

12、案，K網(wǎng)格點(diǎn)為4×4×4，以保證體系能量和構(gòu)型在準(zhǔn)完備平面波基水平上的收斂。為使計(jì)算結(jié)果穩(wěn)定精確，計(jì)算中先優(yōu)化晶胞結(jié)構(gòu)，根據(jù)所得晶胞參數(shù)再優(yōu)化內(nèi)坐標(biāo)，最后以此為基礎(chǔ)計(jì)算其電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)。幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化的計(jì)算使用Density MixingScheme及Conjugate Gradient(CG)運(yùn)算方法來(lái)得到原子在空間中排列時(shí)最小的能量本征值。其自恰收斂精度為2×10-6eV/atom，原子間相互作用力收斂標(biāo)準(zhǔn)為0.005eV/nm，單原子能量的收斂標(biāo)準(zhǔn)為2.0×10-5eV/atom，晶體內(nèi)應(yīng)力收斂標(biāo)準(zhǔn)為0.1Gpa。贗勢(shì)是指在離子實(shí)內(nèi)部，為了使得在求解

13、波動(dòng)方程時(shí)能夠保持能量本征值和離子實(shí)之間的區(qū)域的波函數(shù)的不變，我們假想出來(lái)取代真實(shí)勢(shì)的一個(gè)假想的勢(shì)。固體中許多物理性質(zhì)主要由費(fèi)米面附近的價(jià)電子決定，贗勢(shì)方法利用這個(gè)性質(zhì)，采用一個(gè)減弱的贗勢(shì)來(lái)代替內(nèi)層電子和原子核勢(shì)場(chǎng)，相應(yīng)的贗勢(shì)作用下的波函數(shù)不再有振蕩特征，而是平滑的贗波函。3 計(jì)算結(jié)果(1)晶格常數(shù)討論纖鋅礦結(jié)構(gòu)InxGa1-xN的晶格常數(shù)在基態(tài)狀態(tài)下相對(duì)于Vegard定律的偏異性，分別計(jì)算了銦組分分別為0、0.25、0.5、0.75及1時(shí)的晶格常數(shù)，相關(guān)計(jì)算值列于下表。圖表 2由表中的數(shù)據(jù)可以看出晶格常數(shù)a及c的值隨著銦組分濃度的增加而增大。這是因?yàn)镮n原子的體積大于Ga原子，因此當(dāng)銦濃度增

14、加時(shí)，InGaN的晶格常數(shù)會(huì)逐漸增大，當(dāng)x=1時(shí)，就成為InN。計(jì)算得到的InN晶格常數(shù)值：a=3.584Å，c=5.799 Å，c/a=1.618，與Davydov等人于2000年得到的實(shí)驗(yàn)值：a=3.5365 Å，c=5.7039 Å，c/a=1.613，以及Bungaro等人2002年得到的理論計(jì)算值：a=3.55 Å，c=5.79 Å，c/a=1.631都符合得較好。其為考察晶格常數(shù)與Vegard定律的偏異程度，定義了以下兩式： (1) (2)式中，InxGa1-xN的晶格常數(shù)a及c以a(x)與c(x)表示，aInN與cInN

15、為InN的晶格常數(shù)a及c；aGaN與cGaN為GaN的晶格常數(shù)a及c；a與c為晶格常數(shù)a及c相對(duì)于Vegard定律的偏異系數(shù)。以式(1)及式(2)分別對(duì)a及c做回歸分析，得到偏異系數(shù)a與c分別為-0.065±0.015 Å與0.087±0.045 Å，曲線擬合后，InxGa1-xN的晶格常數(shù)a及c與In濃度的關(guān)系分別如下圖 (a)與(b)所示，可以看到，當(dāng)x=0.5時(shí)，晶格常數(shù)與擬合曲線之間有少許的偏離，從而使得偏異系數(shù)的誤差范圍變大。圖2：(a)InxGa1-xN的晶格常數(shù)a與In濃度的關(guān)系(b)InxGa1-xN的晶格常數(shù)c與In濃度的關(guān)系（2）能帶

16、結(jié)構(gòu) 通過(guò)對(duì)InxGa1-xN在不同鋁濃度下能帶結(jié)構(gòu)的分析，得到一系列濃度下，InGaN的禁帶寬度?？紤]到交換-關(guān)聯(lián)能采用廣義梯度近似(GGA)，對(duì)于價(jià)帶的部分估算較為準(zhǔn)確，而對(duì)于導(dǎo)帶的部分通常存在低估的情況，所以其對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，從而使被低估的禁帶寬度更加符合實(shí)際情況。其將整個(gè)導(dǎo)電帶的能帶向上平移，使得GaN及InN的禁帶寬度修正為與實(shí)驗(yàn)值相符合的3.500eV與1.890eV，而介于InN與GaN之間不同In組分濃度的三元化合物，則是根據(jù)InN及GaN的修正值做線性的修正，使用以下公式： （3） (4)其中，InN=0.829eV，GaN=1.508eV，具體的修正前后的數(shù)值列于下表2.表

17、2：InxGa1-xN各In組分濃度下修正前后的禁帶寬度使用Vegard定律的修正公式來(lái)計(jì)算InGaN的禁帶彎曲系數(shù)： (5)b為InGaN的禁帶彎曲系數(shù)。將修正后的禁帶寬度值以式(5)做回歸擬合得到禁帶彎曲系數(shù)為：4.283±0.689eV，圖3為禁帶寬度與InxGa1-xN銦濃度的關(guān)系圖，以及擬合的曲線。 圖3 InxGa1-xN的禁帶寬度與In濃度的關(guān)系圖4為In0.5Ga0.5N的能帶結(jié)構(gòu)，禁帶寬度值為0.515eV，此為未修正的結(jié)果。圖5為In0.5Ga0.5N的態(tài)密度。圖4 In0.5Ga0.5N的能帶結(jié)構(gòu)圖5 In0.5Ga0.5N的態(tài)密度（3）光學(xué)性質(zhì)圖6 InxGa

18、1-xN的介電函數(shù)虛部 圖7 InxGa1-xN的吸收光譜文博、周建軍等人根pn結(jié)型太陽(yáng)電池的電流-電壓方程，計(jì)算了理想單結(jié)、雙結(jié)、三InGaN太陽(yáng)電池的最大轉(zhuǎn)換效率，以及獲得此轉(zhuǎn)換效率時(shí)的各結(jié)材料的最佳禁帶寬度和對(duì)應(yīng)In組分，并對(duì)理論轉(zhuǎn)換效率高于通常Si，GaAs等材料太陽(yáng)電池的原因做了簡(jiǎn)要分析。其理論模型及計(jì)算結(jié)果如下：1 理論模型InGaN p-n結(jié)型太陽(yáng)電池滿足理想pn結(jié)的電流-電壓(肖克萊)方程。在計(jì)算過(guò)程中做了以下假設(shè): (1)太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)是理想的p n 結(jié)；(2)太陽(yáng)電池表面有良好的減反射膜，因此光的反射忽略不計(jì)；(3)太陽(yáng)電池的各結(jié)只吸收能量等于或大于該結(jié)禁帶寬度的光子；(4)

19、能量等于或大于材料禁帶寬度的每個(gè)光子只激發(fā)一對(duì)電子-空穴對(duì)；(5)不考慮光生載流子的各種損耗，全部掃出外電路；(6)在對(duì)多結(jié)串聯(lián)太陽(yáng)電池進(jìn)行模擬時(shí)，太陽(yáng)電池的短路電流密度取各結(jié)電池短路電流密度的最小值，太陽(yáng)電池的開(kāi)路電壓為各結(jié)電池開(kāi)路電壓的和；(7)計(jì)算所用的太陽(yáng)光譜為標(biāo)準(zhǔn)的AM1.5譜，數(shù)據(jù)來(lái)源于美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室的官方網(wǎng)站，用的是AmericanSociety for Testing and Materials(ASTM)于2004年最新測(cè)量得到的ASTM G173-03 http :/ / rredc. nrel . gov/ solar/ spectra/ am1. 5/ AST

20、MG173/ASTMG173. htm。太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)換效率的定義式為: （6）式中為太陽(yáng)電池單位面積的最大輸出功率；和為此時(shí)的最大電流和最大電壓；為投射到電池表面單位面積的太陽(yáng)光功率；FF，Voc和Jsc分別為太陽(yáng)電池的填充因子、開(kāi)路電壓和短路電流密度。有光照時(shí)的電流-電壓方程為:J = Jsc-J0(e V/Vc - 1) (7)其中Vc=kT/q為室溫下的熱電壓，其值為0.026V；J0為反向飽和電流密度，為： （8）式中Nc和Nv分別為導(dǎo)帶和價(jià)帶的態(tài)密度；NA和ND分別為p區(qū)和n區(qū)的摻雜濃度；Dn和Dp分別為電子和空穴的擴(kuò)散系數(shù)；Ln和Lp分別是電子和空穴的擴(kuò)散長(zhǎng)度。開(kāi)路時(shí)，有J=0，由(

21、7)式可得此時(shí)的電壓即開(kāi)路電壓Voc的表達(dá)式為:Voc = Vcln (Jsc/J0+1) (9)當(dāng)J = 0 時(shí)，由(7)式可得光照時(shí)短路電流密度Jsc為：Jsc=J0exp(Voc/Vc)-J0 (10)短路電流密度Jsc即為光生電流密度，當(dāng)光照在太陽(yáng)電池上時(shí)，根據(jù)朗伯定律，距電池表面深度為x 處的光子數(shù)滿足：Q(,x) = Qs()exp(-()x) (11)其中Qs為在此輻射下單位時(shí)間、單位面積里能量等于和大Eg的光子數(shù)目；為材料的吸收系數(shù)，它是波長(zhǎng)的函數(shù)。而光子數(shù)隨深度變化率的負(fù)值就是電子-空穴對(duì)的產(chǎn)生率，即：G(, x) = - d Q (, x) / d x =Qs ()() e

22、xp ( - () x) (12)假設(shè)吸收層的厚度為d ，那么這個(gè)pn結(jié)中產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)總數(shù)為: N = Qs ()()exp ( - () x) d xd =Qs () 1 - exp ( - () d) d (13)則pn結(jié)產(chǎn)生的光生電流密度為：Jsc = qQs () 1 - exp ( - () d) d (14)為了求解最大功率時(shí)所對(duì)應(yīng)的Vm ,對(duì)(7)式求導(dǎo)，令dP/dV =d(J V) / dV = 0 ,可得方程:exp ( Voc / Vc ) = ( V + Vc ) / Vc exp ( V/ Vc ) (15)(15)式為超越方程，其數(shù)值解就是最大值Vm，將Vm再代

23、入(7)式，便可求得此時(shí)的Jm，從而由(6) 式求得轉(zhuǎn)換效率。2 計(jì)算結(jié)果與討論其根據(jù)上述理論模型進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算中作了如下假設(shè)： InGaN pn結(jié)太陽(yáng)電池p區(qū)和n區(qū)的摻雜濃度都為1018 cm- 1 ；電池吸收區(qū)的厚度d 為4m；吸收系數(shù)由關(guān)系式(, Eg ) = (hc/) ×A + B 確定，系數(shù)A，B 由以下關(guān)系獲得：在帶邊吸收系數(shù)為9.5 ×103 cm- 1，在4eV 處吸收系數(shù)為1.3 ×104 cm- 1 。InxGa1 - x N 相關(guān)的其他參數(shù)見(jiàn)表3 , 其中InxGa1 - x N的各個(gè)參數(shù)由GaN 和InN 的參數(shù)線擬合得到。計(jì)算得到的In

24、xGa1 - x N單、雙和三結(jié)太陽(yáng)電池的結(jié)果，見(jiàn)表4和表5。表4是計(jì)算的InxGa1 - x N單、雙和三結(jié)太陽(yáng)能電池的性能參數(shù)，表5 是計(jì)算的InxGa1 - x N單、雙和三結(jié)太陽(yáng)能電池對(duì)應(yīng)的禁帶寬度和組分。圖8 是計(jì)算所得的InxGa1 - x N單結(jié)太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)換效率和禁帶寬度的關(guān)系曲線，圖9是計(jì)算所得的InxGa1 - x N雙結(jié)太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率和兩結(jié)電池材料禁帶寬度的關(guān)系曲線，圖10是其設(shè)想的一種背照射InxGa1 - x N雙結(jié)太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu)示意圖。表3 計(jì)算中所用到的InxGa1 - x N材料參數(shù)表4 計(jì)算的InxGa1 - x N單、雙和三結(jié)太陽(yáng)能電池的性能參數(shù)表5 計(jì)算

25、的InxGa1-xN單、雙和三結(jié)太陽(yáng)能電池對(duì)應(yīng)的禁帶寬度和組分圖8 InxGa1 - x N單結(jié)太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)換效率隨禁帶寬度的變化曲線圖8 InxGa1 - x N雙結(jié)太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)換效率隨禁帶寬度的變化曲線圖10 InxGa1 - x N雙結(jié)太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu)示意圖二、生長(zhǎng)方法及條件(一) GaN的生長(zhǎng)方法及條件GaN的研究始于20世紀(jì)30年代，最早是1932年由Johnson等通過(guò)Ga金屬和NH3的反應(yīng)，合成了GaN材料 Roskowski A M,Preble E A,Einfeldt S,et al.Maskless pendeo-epitaxial growth of GaN films Jo

26、urnal ofElectronic Materials,2002,31(5):421-428。真正對(duì)GaN的大量研究是從上世紀(jì)60年代開(kāi)始的，1969年，Maruska和Tietjen Rakesh B J,Herbert P M.How it really happened:The history of p-type doping of gallium nitride.Physica Status Solidi(a),2007,204(6):1970-1976首先用化學(xué)氣相沉積方法(CVD)在藍(lán)寶石上成功地制備出GaN單晶外延膜。在70年代初，在實(shí)驗(yàn)上證明了GaN的電致發(fā)光。但在隨后GaN

27、器件的發(fā)展中，高質(zhì)量的器件制備遇到了極大的困難。這些困難主要是缺乏合適的與GaN晶格匹配的外延襯底材料和不能獲得高空穴濃度的p-GaN。到80年代末和90年代初，日本的Amano和Nakamura發(fā)展了非常類似的MOCVD GaN生長(zhǎng)技術(shù)。這種方法是通過(guò)在藍(lán)寶石襯底上(與GaN的晶格失配約為15%)先生長(zhǎng)一層AlN或GaN過(guò)渡層，然后再生長(zhǎng)GaN，從而獲得了良好的GaN外延層。此后不久，Nakamura發(fā)明了具有雙流氣體反應(yīng)室的MOCVD技術(shù)，使GaN的生長(zhǎng)質(zhì)量有了進(jìn)一步的改善。在GaN異質(zhì)外延薄膜獲得進(jìn)展的同期，Amano等人發(fā)現(xiàn)用低能電子輻照(LEBBI)Mg摻雜后形成的高阻GaN能得到P

28、-GaN，從而有了一種獲得P-GaN的方法。稍后，Nakamura又從理論上和實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)了不能獲得P-GaN的原因 Nakamura S,Isawa N,Seno M,et al.Hole compensatrion mechanism of p-type GaN films.Jpn.J.Appl.Phys,1992,31:1258-1261。他發(fā)現(xiàn)在高溫N2氣中對(duì)摻Mg的GaN進(jìn)行熱退火，也能像LEBBI一樣，破壞Mg-H絡(luò)合體，激活受主，實(shí)現(xiàn)高濃度p型摻雜。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)如果再對(duì)樣品在NH3中退火，則GaN又恢復(fù)到高阻態(tài)，而且這個(gè)過(guò)程是可逆的。因此，Nakamura認(rèn)為退火氣氛熱分解產(chǎn)生的氫將

29、受主原子鈍化是造成高阻GaN的原因。在此后的發(fā)光器件制備中，對(duì)摻Mg的GaN在N2中進(jìn)行熱退火成為一種獲得P-GaN的有效方法。在隨后的幾年中，GaN發(fā)光器件接連取得了重要進(jìn)展。特別是日本的日亞化學(xué)公司(Nichia)，它們?cè)?995年研制成功了InGaN雙異質(zhì)結(jié)和單量子阱結(jié)構(gòu)超高亮度藍(lán)色和綠色LED Nakamura S,Senoh M,Iwasa N,et al.High-brightness InGaN blue,green and yellow light-emittingdiodes.Jpn.Appl.Phys,1995,34:L797 Nakamura S,Senoh M,Iwas

30、a N,et al.Superbright green InGaN single-quantum-well-structurelight-emitting diodes.Jpn.Appl.Phys,1995,34:L1332-L1335，其中GaN藍(lán)色LED比以前的SiC LED亮200倍，并且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商品化。到1996年初室溫下脈沖工作的InGaN多量子阱激光二極管問(wèn)世 Nakamura S,Senoh M,Nagahama S,et al.InGaN-based multi-quantum-wall-structure laser diodes.Jpn.J.Appl.Phys,1996,

31、35:L74，該年年底日亞公司又宣布制成了能在室溫下以連續(xù)波工作的InGaN多量子阱激光二極管 Nakamura S,Senoh M,Nagahama S,et al.Room-temperature continuous wave operation of InGaNmulti-quantum-well-structure laser diodes.Appl.Phys.Lett,1996,69:4056，這標(biāo)志著GaN激光器開(kāi)始向?qū)嵱没哪繕?biāo)沖擊。由于大尺寸的GaN生長(zhǎng)極為困難，因此在異質(zhì)襯底上外延GaN薄膜就成為研究GaN材料與器件的主要手段。目前外延生長(zhǎng)GaN的方法有：鹵化物氣相外延（H

32、VPE）、分子束外延技術(shù)（MBE）和金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積(MOCVD)。其中MOCVD法是目前使用較多、外延質(zhì)量較高的一種外延方法。1.鹵化物汽相外延（HVPE）技術(shù)HVPE屬于化學(xué)氣相沉積，通常采用熱壁反應(yīng)室。這種技術(shù)的生長(zhǎng)過(guò)程是首先使HC1氣體流過(guò)高溫(750900)的金屬Ga，反應(yīng)生成GaCl，然后GaCl被輸送到襯底表面與NH3在9001100條件下反應(yīng)，得到GaN材料。它的反應(yīng)式是：2Ga+2HC12GaCl+H2 (1)GaCl+NH3GaN+HCl+H2(2)人們最早就是采用了這種生長(zhǎng)技術(shù)制備出了GaN單晶薄膜，即1969年Maruska采用HVPE方法第一次在藍(lán)寶石上制備出G

33、aN單晶薄膜。目前，盡管對(duì)GaN基材料和器件的研究都取得了很大的進(jìn)展，但由于采用大失配異質(zhì)外延技術(shù)，在外延薄膜中會(huì)產(chǎn)生高密度的缺陷及應(yīng)力，這些都會(huì)使器件的特性和人們對(duì)材料基本性質(zhì)的研究受到制約。與MBE和MOCVD相比，HVPE的生長(zhǎng)速度很快，生長(zhǎng)速度最快可以達(dá)到每小時(shí)幾百微米，位錯(cuò)密度可以降到107cm-2以下 郎佳紅,顧彪,徐茵,等.GaN基材料半導(dǎo)體激光器綜述J.激光技術(shù),2003,27(4):321-327。這是可以和目前的體單晶材料質(zhì)量媲美的。體單晶中的位錯(cuò)密度為106cm-2左右。采用這種技術(shù)可以快速生長(zhǎng)出低位錯(cuò)密度厚膜，可以用作為采用其方法進(jìn)行同質(zhì)外延生長(zhǎng)的襯底。所以受到人們很大

34、關(guān)注。近年來(lái)研究者在HVPE生長(zhǎng)中引入藍(lán)寶石襯底氮化 秦福文,顧彪,徐茵,等.藍(lán)寶石襯底的ECR等離子體清洗與氮化的RHEED研究J.半導(dǎo)體學(xué)報(bào),2003,24(6):668-672，高溫緩沖層 Zhang W,Roesel S,veit P,et al.Workshop on Nitride Semicond.In:IPAP Conf.Series 1,2000,27 Zhang X,Dapkus P D,Rich D H.Lateral epitaxy overgrowth of GaN with NH3 flow rate modulation.Appl. Phys.Lett,2000,

35、77:1496-1498和調(diào)制生長(zhǎng)等技術(shù) Zhang W,Meyer B K.Growth of GaN quasi-substrates by hydride vapor phase epitaxy.Phys.Stat.Sol.(c),2003:1571-1576，使GaN外延薄膜的位錯(cuò)密度大大降低，有效地提高了材料的晶體質(zhì)量和電學(xué)、光學(xué)性能。2.分子束外延技術(shù)（MBE）分子束外延可以被認(rèn)為是一種精確的超高真空蒸發(fā)系統(tǒng)，這種生長(zhǎng)技術(shù)有兩個(gè)分支：氣源分子束外延(GSMBE)和金屬有機(jī)分子束外延(MOMBE)。第一種方法直接以Ga或Al的分子束作為族源，以NH3作為N源，在襯底表面反應(yīng)生成氮化物

36、。采用該方法可以在較低的溫度下實(shí)現(xiàn)GaN生長(zhǎng)。但在低溫下NH3的裂解率低，與III族金屬的反應(yīng)速率較慢，導(dǎo)致生成物分子的可動(dòng)性差，晶體質(zhì)量不高。為了提高晶體質(zhì)量，人們嘗試了以RF Hironori K,Ryuji K,Kentaro O,et al.Nitrogen supply rate dependence of InGaN growth properties,byRF-MBE.Journal of Crystal Growth,2007,305:12-18或ECR Usher B F,Warminski T,Dieing T,et al.Characterisation of a nit

37、rogen ECR plasma source for the MBE growth of the dilute nitride semiconductor GaAsN.J.Surface Science,2007,601:5800-5802等離子體輔助增強(qiáng)技術(shù)激發(fā)N2作為N源，并取得了較為滿意的結(jié)果。第二種方法以Ga或Al的金屬有機(jī)物作為III族源，以等離子體或離子源中產(chǎn)生的束流作為N源，在襯底表面反應(yīng)生成氮化物。采用該方法可以實(shí)現(xiàn)在較低的溫度下實(shí)現(xiàn)GaN生長(zhǎng)，而且采用這種方法解決了NH3在低溫時(shí)裂解率低的問(wèn)題，有望得到好的晶體質(zhì)量。MBE這種方法的生長(zhǎng)速度較慢，可以精確地控制膜厚，特別適合

38、于量子阱、超晶格等超薄層結(jié)構(gòu)材料的生長(zhǎng)。但對(duì)于外延層較厚的器件(如LEDs,LDs)，生長(zhǎng)時(shí)間較長(zhǎng)，不能滿足大規(guī)模生產(chǎn)的要求。而且當(dāng)采用等離子體輔助方式時(shí)，要采取措施避免高能離子對(duì)于薄膜的損傷。3.金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積（MOCVD）技術(shù)MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)，也叫OMCVD(Organometallic Chemical Vapor Deposition),MOVPE(Metal Organic Vapor Phase Epitaxy)，早在1960年就被用于晶體生長(zhǎng)。中文譯文為：金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積。“金屬有機(jī)化合

39、物”是指所用的生長(zhǎng)源材料為金屬有機(jī)化合物（MO源），“化學(xué)”是指發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，“氣相”是指原材料以氣相的狀態(tài)進(jìn)入反應(yīng)室發(fā)生反應(yīng)，“淀積”是指反應(yīng)后生長(zhǎng)的半導(dǎo)體材料分子沉積在襯底表面的過(guò)程。該生長(zhǎng)技術(shù)一般以III族金屬有機(jī)物，如三甲基鎵，作為III族Ga源，以NH3作為N源，在500以上的高溫下進(jìn)行GaN的生長(zhǎng)。由于使用了難于裂解并易于與III族金屬有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)的NH3作為源，所以需要嚴(yán)格地控制生長(zhǎng)條件，例如Ga和N的通入組分比例和流速。MOCVD方法的優(yōu)點(diǎn)是生長(zhǎng)速率適中，可以比較精確地控制薄膜厚度，適合于LED和LD的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。目前MOCVD生長(zhǎng)技術(shù)已經(jīng)成為使用最廣泛，生長(zhǎng)材料和器件

40、質(zhì)量最高的方法。MOCVD的缺點(diǎn)是為了熱分解Ga源金屬有機(jī)物和NH3，需要對(duì)生長(zhǎng)的襯底進(jìn)行高溫加熱。由于不論使用何種襯底，都存在著熱失配，所以GaN薄膜冷卻過(guò)程中就會(huì)在外延層中形成相當(dāng)數(shù)量的應(yīng)變和缺陷。除了上述提到的三種主要方法之外，還有氣相傳輸法、高壓氮?dú)馊芤悍?HNPSG)、助溶劑法、氨熱法及提拉法。各種方法都有其特有的優(yōu)點(diǎn)，其中提拉法第一次成功生長(zhǎng)出了真正意義上的GaN單晶晶錠；HNPSG法生長(zhǎng)出的GaN單晶晶體質(zhì)量最好；而近期內(nèi)最有希望實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用則是HVPE法，已經(jīng)有多家公司可以提供HVPE的GaN單晶片。三、InGaN的生長(zhǎng)方法、條件及性能表征目前InGaN的生長(zhǎng)主要采用MOCVD

41、生長(zhǎng)技術(shù)，通常以藍(lán)寶石Al2O3 ( 0001)或GaAs為襯底，三甲基Ga(TMGa)或三乙基Ga(TEGa)、三甲基In(TMIn) 和氨(NH3)分別作為Ga、In、N 的源進(jìn)行生長(zhǎng)。生長(zhǎng)條件不同，其材料的性能也發(fā)生改變。李順?lè)?李順?lè)?楊輝,徐大鵬,等.高質(zhì)量立方相InGaN的生長(zhǎng)J.半導(dǎo)體學(xué)報(bào),2000,21(6):548-553利用LP-MOCVD技術(shù)在GaAs(001)襯底上生長(zhǎng)了立方相InGaN外延層。研究了生長(zhǎng)速率對(duì)InGaN質(zhì)量的影響，提出一個(gè)簡(jiǎn)單模型解釋了在改變TEGa流量條件下出現(xiàn)的In組分的變化規(guī)律，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模型的一次項(xiàng)擬合結(jié)果有一定吻合性,并給出其立方相InGaN

42、室溫下的發(fā)光峰，光致發(fā)光峰半高寬為128meV左右。具體如下：實(shí)驗(yàn)：采用低壓(104Pa)MOCVD方法在GaAs襯底上生長(zhǎng)GaN，在其上生長(zhǎng)InGaN，使用三乙基鎵(TEGa)為鎵源，三甲基銦(TMIn)為銦源，高純NH3為氮源，氫氣為載氣。首先，生長(zhǎng)10minGaAs，然后在550條件下生長(zhǎng)一個(gè)低溫緩沖層(Buffer)，接著在850條件下生長(zhǎng)0.8m立方相GaN外延膜，最后在730條件下生長(zhǎng)0.3m的InGaN，生長(zhǎng)InGaN的源流量為:NH3流量為180mmol/min，TMIn流量為4.4mol/min，TEGa流量分別為4.4mol/min、7.0mol/min、8.8mol/mi

43、n、11mol/min、13mol/min，生長(zhǎng)時(shí)間分別為60min、38min、30min、25min、20min，以獲得近似相同的InGaN厚度。用PL譜研究樣品的光學(xué)性質(zhì)，激發(fā)光源為25mW的He-Cd激光，中心波長(zhǎng)為325nm，用光學(xué)顯微鏡觀察樣品表面。結(jié)果： 圖11 典型的GaN和InGaN的室溫光致發(fā)光譜 圖12 不同TEGa流量生長(zhǎng)樣品的室溫光致發(fā)光譜圖13 不同TEGa流量樣品的峰位、半高寬與TEGa流量的關(guān)系表6 改變TEGa流量時(shí),InGaN樣品的光致發(fā)光峰位、半高寬對(duì)于峰位隨TEGa流量的變化圖14 In組分隨TEGa流量變化關(guān)系理論擬合結(jié)果與實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的比較陸曙 陸曙,童玉

44、珍,陳志忠,等. MOCVD生長(zhǎng)的InGaN薄膜中的相分離J.半導(dǎo)體報(bào),2004,25(3):279-283等人利用X射線衍射(XRD)測(cè)量用MOCVD生長(zhǎng)的InGaN樣品,觀察到InN相。通過(guò)X射線衍射理論，計(jì)算得到InN相在InGaN中的含量。通過(guò)退火和變化生長(zhǎng)條件發(fā)現(xiàn)InN相在InGaN薄膜中的含量與生長(zhǎng)時(shí)N2載氣流量、反應(yīng)室壓力和薄膜中存在的應(yīng)力有關(guān)。提出InGaN合金中出現(xiàn)InN相的主要原因是相分離。具體如下：InGaN樣品由MOCVD法制備,大致過(guò)程為:藍(lán)寶石襯底依次采用四氯化碳、丙酮和無(wú)水乙醇清洗，再用H2SO4H3PO3(31)的腐蝕液腐蝕拋光，用蒸餾水徹底清洗后低壓抽干表面；

45、Ga和N源分別為三甲基鎵(TMGa)和高純氨，載氣為高純氮?dú)?。首先把襯底加熱到1150，氫氣下高溫處理，然后襯底溫度降到550生長(zhǎng)GaN緩沖層(約25nm)，其后，將襯底溫度升到1060左右外延生長(zhǎng)GaN薄膜，厚度為0.5 1.0m；溫度降低到750 1060進(jìn)行InGaN薄膜外延生長(zhǎng)，其中In源為三甲基銦(TMIn)，Ga和N源不變，載氣可以選擇氫氣或氮?dú)?。TMGa的流量為1.9 14.5mol/min,TMIn的流量為7.4 24mol/min，/族流量比率在200010000之間。GaN的生長(zhǎng)速率約為1.2m/h，InGaN的生長(zhǎng)速率為0.250.30m/h。InGaN層中In組分的改變

46、通過(guò)控制載氣的流速、TMIn和TMGa的流量比和生長(zhǎng)溫度等實(shí)驗(yàn)條件來(lái)實(shí)現(xiàn)。使用高分辨的XRD(Philips,XPet MRD)儀器測(cè)量GaN和InGaN的外延層。對(duì)InN(0002)和In-GaN(0002)峰測(cè)量搖擺曲線時(shí),使用對(duì)接收器狹縫=2°雙晶單色儀。退火在常規(guī)的退火爐中進(jìn)行，電爐絲加熱，N2氣氛，溫度為750。結(jié)果：生長(zhǎng)溫度為800的InxGa1-xN的典型2掃描如圖15所示圖15 生長(zhǎng)溫度為800的InxGa1-xN的典型2掃描曲線 如圖15所示。除了有兩個(gè)分別對(duì)應(yīng)于GaN(0002)和InxGa1-xN(0002)的衍射峰外，在31.2°還能觀察到一個(gè)比In

47、xGa1-xN(0002)的強(qiáng)度要弱很多,但是較明顯的InN(0002)的衍射峰。由InGaN(0002)衍射峰相對(duì)于GaN(0002)峰的移動(dòng)，利用Vigard定理，可以計(jì)算得到In組分。結(jié)果表明測(cè)試樣品的In組分在0.100.32之間。 根據(jù)X射線衍射理論，計(jì)算得到InxGa1-xN(0002)X射線衍射峰強(qiáng)度系數(shù)和組分x的關(guān)系，再利用對(duì)回?cái)[曲線積分計(jì)算出InN相含量隨In組分的變換化。圖16 (0002)方向上InxGa1-xN對(duì)X射線衍射強(qiáng)度系數(shù)圖17 x=0.18時(shí)，InN(0002)峰和InxGa1-xN(0002)峰X射線搖擺曲線表7 InN相含量計(jì)算結(jié)果InN相和InGaN相的

48、比例隨N2流量的增大而增大, 如圖18所示：圖18N2流量和InN/InGaN相的比例的關(guān)系隨著反應(yīng)室氣壓的升高,InN相的含量先升高,然后又降低,結(jié)果如圖19所示：圖19反應(yīng)室壓力和InN/InGaN相的比例的關(guān)系分析InGaN合金中出現(xiàn)InN相的可能原因主要有:(1)In原子聚集在一起形成滴,在這些In滴的周圍容易聚集一些被打開(kāi)鍵的N原子,這樣就在局部形成了InN的成分；(2)存在組分的漲落。由于MOCVD生長(zhǎng)InGaN是一個(gè)動(dòng)態(tài)熱力學(xué)非平衡過(guò)程，易使合金的成分不均勻；(3)在生長(zhǎng)的時(shí)候,可能會(huì)形成In原子有序分布的狀態(tài),這樣一種相有序的狀態(tài),也會(huì)表現(xiàn)出來(lái)有InN的衍射峰，但該現(xiàn)象缺乏實(shí)驗(yàn)

49、基礎(chǔ)；(4)由于相分離而產(chǎn)生的。徐峰，吳真龍徐峰,吳真龍等. MOCVD生長(zhǎng)的全組分InGaN材料J.納米材料與結(jié)構(gòu),2009,46(5):274-300等人利用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積( MOCVD) 方法在C 面藍(lán)寶石襯底上制備了全組分InGaN薄膜，通過(guò)改變生長(zhǎng)溫度和In/ Ga 比例成功調(diào)控了InGaN合金組分和帶隙寬度。利用不同的物理表征手段系統(tǒng)研究了InGaN 薄膜的晶體結(jié)構(gòu)和光電學(xué)性質(zhì)，具體如下：實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)所用的不同In 組分的InGaN 合金薄膜是采用具有噴淋頭設(shè)計(jì)的垂直腔體式MOCVD 方法在藍(lán)寶石Al2O3(0001)面襯底上外延生長(zhǎng)。首先在570下生長(zhǎng)GaN的緩沖層，然后將

50、溫度升高到1050生長(zhǎng)1. 5 m 厚的GaN，最后生長(zhǎng)不同In組分的InGaN合金薄膜。生長(zhǎng)中分別采用三甲基Ga(TMG)、三甲基In(TMI)和氨(NH3)分別作為Ga、In、N的源, 反應(yīng)室壓強(qiáng)保持在40kPa。InGaN薄膜的生長(zhǎng)時(shí)間均為1h，通過(guò)高分辨X射線反射譜測(cè)定InGaN 厚度約為60nm。設(shè)計(jì)了富Ga和富In組分InGaN 的兩方面MOCVD 生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn), 即采用兩端向中間逼近的方法制備InGaN 合金：從III族氮化物GaN一端開(kāi)始生長(zhǎng)富Ga組分InGaN，盡量提高In 組分；另一方面從InN一端起生長(zhǎng)富In 組分InGaN ,盡量提高Ga 組分, 在理想的狀況下, 它們能夠

51、在中間會(huì)合，即得到全組分的InGaN合金。表1 為全組分InGaN 材料主要生長(zhǎng)參數(shù)。 表8 InGaN 材料主要生長(zhǎng)參數(shù) 分別采用X射線衍射(XRD)、原子力顯微鏡(AFM)、霍爾測(cè)試( Hall ) 方法、光學(xué)透射譜(TS)以及光致發(fā)光譜(PL)，分析全組分InGaN樣品結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。結(jié)果如下：圖20是采用PA Nalyt ical XPert Pro MRD 三軸晶衍射儀對(duì)各InGaN合金組分和晶體質(zhì)量的測(cè)量結(jié)果，從圖中可以觀察到在17. 25°的位置處各樣品GaN(0002)的衍射峰,其(0002)搖擺曲線的半峰寬均小于300 arcsec, 表明GaN 晶體質(zhì)量良好。圖20富

52、Ga和富In段InGaN 樣品X 射線衍射( XRD)測(cè)試富In段InGaN樣品生長(zhǎng)溫度均為600 ，在X 射線衍射譜中未出現(xiàn)其余的衍射峰，這表明In的InGaN薄膜材料合適的外延生長(zhǎng)溫度是600 圖21為各InGaN 樣品(0002)面X射線搖擺曲線的測(cè)量結(jié)果，富In 段InGaN ，擺曲線的半峰寬明顯高于富Ga 段InGaN 的半峰寬，說(shuō)明當(dāng)In組分增高時(shí), InGaN 薄膜中的位錯(cuò)密度上升，晶體的結(jié)構(gòu)質(zhì)量有所下降； 同時(shí)，富In段的半峰寬隨In組分增加有減小趨勢(shì)，作者認(rèn)為這可能是因?yàn)殡S著Ga 含量的減少，導(dǎo)致晶體結(jié)構(gòu)無(wú)序性的合金效應(yīng)減弱，樣品的質(zhì)量有所好轉(zhuǎn)。圖21為各InGaN 樣品(

53、0002) 面X 射線搖擺曲線的測(cè)量結(jié)果對(duì)各InGaN樣品表面形貌進(jìn)行了原子力顯微鏡( AFM)測(cè)量, 掃描范圍: 2m×2m。圖3為不同組分的InGaN 樣品的AFM 照片。圖22 不同In 組分InGaN 樣品的AFM 照片對(duì)各樣品進(jìn)行了室溫下Hall 的測(cè)量( 表9)，Hall測(cè)量亦顯示富Ga 組分的InGaN 合金電子濃度均較低，而且隨著InGaN 合金的Ga 組分減小，遷移率大幅上升，作者認(rèn)為這是因?yàn)镚a 含量減小導(dǎo)致了合金有效電子質(zhì)量的增加，合金散射效應(yīng)削弱，遷移率上升。表9 不同In 組分InGaN 樣品的H all 測(cè)試結(jié)果利用光致發(fā)光( PL) 譜研究了InGaN 樣品