大三下半導(dǎo)體材料第七章

1、第7章 III-V族化合物的外延生長(zhǎng)7-1、氣相外延生長(zhǎng)(VPE)7-2、金屬有機(jī)物氣相外延生長(zhǎng)MOVPE7-3、液相外延生長(zhǎng)(LPE)7-4、束外延生長(zhǎng)(MBE)7-5、化學(xué)束外延生長(zhǎng)(CBE)吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料7-1 氣相外延生長(zhǎng)(VPE)氣相外延生長(zhǎng)(Vapor Phase EpitaxyVPE)主要有以下三種方法：Ø 鹵化物法(Ga/AsCl3/H2體系)Ø 氫化物法(Ga/HCl/AsH3/H2體系)Ø 金屬有機(jī)物氣相外延法吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料7-1-1 鹵化物法外延生長(zhǎng)GaAs1234H2GaAsAs4+HClGaGaCl+As4+H

2、2H2襯底主要反應(yīng)過(guò)程AsCl3氫還原Ga源區(qū)：Ga飽和Ga的輸運(yùn)低溫區(qū)(沉積區(qū))AsCl3850º750º吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料1. Ga/AsCl3/H2體系氣相外及操作Ga/AsCl3/H2體系氣相外:1.H2經(jīng)過(guò)AsCl3鼓泡器，把AsCl3蒸氣攜帶入反應(yīng)室中，它們?cè)?00500的低溫就發(fā)生還原反應(yīng)，4AsCl3 + 6H2 = As4 + 12 HCl生成的As4和HCI被H2帶入高溫區(qū)(850)的Ga源(也稱(chēng)源區(qū))處，As4便溶入Ga中形成GaAs的Ga溶液，直到Ga飽和以前，As4不流向后方。2.4Ga + xAs4 =4GaAsx( x<1 )&

3、#216;而HCI在高溫下同Ga或GaAs反應(yīng)生成鎵的氯化物，它的主反應(yīng)為2Ga + 2 HCl = 2 GaCl + H2GaAs + HCl = GaCl + 1/4 As4 + 1/2 H2吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料3.GaCl被H2運(yùn)載到低溫區(qū)，如此時(shí)Ga舟已被As飽和則As4也能進(jìn)入低溫區(qū)GaCl在750下發(fā)生歧化反應(yīng)，生成GaAs，生長(zhǎng)在放在此低溫區(qū)的襯底上(這個(gè)低溫區(qū)亦稱(chēng)沉積區(qū))6GaCl + As4 = 4 GaAs + 2 GaCl3Ø 有H2存在時(shí)還可發(fā)生以下反應(yīng)4.4GaCl + As4 + 2H2 = 4GaAs+ 4HCl5.反應(yīng)生成的GaCl3被輸運(yùn)到反

4、應(yīng)管尾部，以無(wú)色針狀物析出，未反應(yīng)的As4以黃褐色產(chǎn)物析出。吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料工藝過(guò)程襯底處理：拋光、化學(xué)腐蝕、烘干，裝入反應(yīng)室通AsCl3并加熱Ga源，Ga被As4飽和襯底區(qū)升溫至850，繼續(xù)通AsCl3，氣相腐蝕襯底1015min： 產(chǎn)生的HCl與GaAs襯底反應(yīng)襯底處降溫至750 ，進(jìn)行外延生長(zhǎng)吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料AsCl3還原生成的As4通過(guò)Ga源區(qū)，Ga中吸收的As4達(dá)到該溫度下的飽和濃度時(shí)，GaAs析出。Ga源的飽和過(guò)程Ø 未飽和飽和低溫處成核（硬殼）向高溫區(qū)擴(kuò)展全殼( 整個(gè)Ga 源被覆蓋上GaAs硬殼)Ø Ga 飽和時(shí)間: 開(kāi)始通入AsCl3

5、 到Ga 源表面布滿GaAs殼半導(dǎo)體材料GaAs殼液相舟距離溫度不均勻的Ga源表面狀態(tài)吉林大學(xué)電子科學(xué)與溫度2. 源組分穩(wěn)定性對(duì)外延層質(zhì)量的影響實(shí)踐表明：VPE生長(zhǎng)時(shí)，氣相組成Ga/As比較低的條件下，外延層質(zhì)量好（載流子濃度低，電子遷移率高）表面保持全殼或用固態(tài)GaAs源生長(zhǎng)穩(wěn)定， 但由于GaAs源在過(guò)程中經(jīng)歷了高溫過(guò)程純度較差。保持完整的全殼，要保持氣相As分壓大于等于三相平衡的As分壓以及溫度的穩(wěn)定。Ga的不穩(wěn)定不能靠長(zhǎng)時(shí)間充分吸收As來(lái)克服，因?yàn)镚a源在吸收As的同時(shí)也在進(jìn)行Ga輸運(yùn)。吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料鹵化物法外延生長(zhǎng)其他化合物用In+PCl3+H2體系可以生長(zhǎng)InP外延層用

6、Ga+PCl3+H2體系可以生長(zhǎng)GaP外延層用Ga+AsCl3+PCl3+H2體系可以生長(zhǎng)GaAsP固溶體外延層由于AlCl3易與石英反應(yīng)管發(fā)生反應(yīng)，故不宜用鹵化物法外延生長(zhǎng)GaAlAs固溶體外延材料吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料鹵化物法外延生長(zhǎng)優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，可以沉積出外延材料缺點(diǎn)：由于GaCl是在源區(qū)由化學(xué)反應(yīng)生成的，其分壓重現(xiàn)性較差氫化物法吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料7-1-2 氫化物法外延生長(zhǎng)GaAs主要反應(yīng)Ga (l) + HCl (g) = GaCl (g) + 1/2 H2(g)üüüAsH3 (g) = 1/4 As4(g)+ 3/2 H2(g)Ga

7、Cl (g) + 1/4As4(g) + 1/2 H2(g) = GaAs (s) + HCl (g)Ø 優(yōu)點(diǎn)：Ga（GaCl）和As4（AsH3）的輸入量可以分，并且As4的輸入可以在Ga源的下游，因此不別存在Ga源飽和的問(wèn)題，所以Ga源穩(wěn)定。Ø 鹵化物和氫化物法生長(zhǎng)GaAs除了水平外，還有垂直，垂直的基座大都是可以旋轉(zhuǎn)的，因此其均勻性比較好。吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料體系：Ga-HCl-AsH3-H27-1-3 VPE生長(zhǎng)GaAs的Si沾污Si的主要來(lái)源有兩個(gè)：Ø 一個(gè)是襯底的自摻雜；Ø 一個(gè)是石英系統(tǒng)，即存在一系列腐蝕反應(yīng)。沾污過(guò)程：Ø

8、 VPE系統(tǒng)中的HCl與SiO2反應(yīng)生成各種穩(wěn)定揮發(fā)性的Si的氯化物Ø Si的氯化物被H2還原生成Si進(jìn)入外延層中適當(dāng)增加HCl和H2O分壓，能抑制Si的沾污但有H2O存在時(shí)，造成設(shè)備的腐蝕èMOVPE（MOCVD）吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料第7章 III-V族化合物的外延生長(zhǎng)7-1、氣相外延生長(zhǎng)(VPE)7-2、金屬有機(jī)物氣相外延生長(zhǎng)MOVPE7-3、液相外延生長(zhǎng)(LPE)7-4、束外延生長(zhǎng)(MBE)7-5、化學(xué)束外延生長(zhǎng)(CBE)吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積(MOrganicChemicalVaporDeposition，M

9、OCVD)自20世紀(jì)60年代首次提出以來(lái)，經(jīng)過(guò)70年代至80年代的發(fā)展，90年代已經(jīng)成為GaAs、InP等光電子材料外延片的GaN發(fā)光二極管和激生長(zhǎng)技術(shù)，特別是光器外延片的主流方法。到目前為止，從生長(zhǎng)的GaN外延片和器件的性能以及生產(chǎn)成本等主要指標(biāo)來(lái)看還沒(méi)有其它方法能與之相比。吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料7-2-1 MOVPE技術(shù)的概述MOVPE（M基本原理organic Vapor Phase Epitaxy）族、族金屬有機(jī)物+族、VI族氫化物為源材料，熱分解方式在襯底上進(jìn)行外延生長(zhǎng)-，-族化合物半導(dǎo)體及它們的多元化合物的薄層單晶。主要化學(xué)反應(yīng)(CnH2n+1)3M + XH3其中，M代表族

10、元素的MX + 3CnH2(n+1），X代表V族元素的吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料MOVPE對(duì)源材料的要求室溫下為液體或氣體，且有合適的蒸氣壓在外延生長(zhǎng)溫度下可完全分解而貯存溫度下又是穩(wěn)定的反應(yīng)活性不強(qiáng)，不與其他輸運(yùn)氣體發(fā)生預(yù)沉積反應(yīng)毒性盡可能低，價(jià)格低金屬有機(jī)化合物一般使用它們的烷基化合物，如Ga、Al 、 In 、 Zn 、 Cd 等的甲基或乙基化合物：Ga(CH3)3 TMG 、Ga(C2H5)3 TEG等吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料MOVPE技術(shù)的主要特點(diǎn)適應(yīng)性強(qiáng)，幾乎可以生長(zhǎng)所有化合物及合金半導(dǎo)體1.2.可通過(guò)精確各種氣體流量外延層組分、厚度及電學(xué)、光學(xué)性質(zhì)可以迅速改變多元化合物組分

11、和雜質(zhì)濃度，可生長(zhǎng)級(jí)的超薄層及多層、異質(zhì)機(jī)構(gòu)材料；易于生長(zhǎng)超晶格、量子阱3.4.單溫區(qū)外延，需要薄膜，易于的參數(shù)少，易于生長(zhǎng)大面積5.源及產(chǎn)物中不含HCl，設(shè)備不被腐蝕，自摻雜低吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料7-2-2 MOVPE設(shè)備MOVPE設(shè)備分為臥式和立式兩種有常壓和低壓，高頻感應(yīng)加熱和輻射加熱， 反應(yīng)室有冷壁和熱壁的。因?yàn)镸OVPE生長(zhǎng)使用的源是易燃、易爆、毒性很大的物質(zhì)，并且常常用來(lái)生長(zhǎng)大面積、多組分超薄異質(zhì)外延層。因此，設(shè)備要求考慮系統(tǒng)氣密性好，流量、溫度精確，組分變換要迅速，整個(gè)系統(tǒng)要緊。吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料7-2-2 MOVPE設(shè)備MOVPE設(shè)備由以下幾部分組成：源供給系

12、統(tǒng)氣體輸運(yùn)和流量系統(tǒng)反應(yīng)室加熱及溫度系統(tǒng)尾氣處理安全防護(hù)系統(tǒng)自動(dòng)操作及電控系統(tǒng)。吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料1源供給系統(tǒng)源供給系統(tǒng)包括金屬有機(jī)物和氫化物及摻雜源的供給。金屬有機(jī)物是裝在特制的不銹鋼(有的內(nèi)襯聚四氟乙烯)的鼓泡器(源瓶)中，由通入的室。H2攜帶輸運(yùn)到反應(yīng)H2稀釋到濃度為5或10后(也氫化物一般是有100濃度的)裝入鋼瓶中，使用到所需濃度后，輸入反應(yīng)室。H2稀釋用摻雜源有兩類(lèi)，一類(lèi)是金屬有機(jī)化合物，另一類(lèi)是氫化物，其輸運(yùn)方法分別與金屬有機(jī)化合物源和氫化物源輸運(yùn)相同。吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料2. 氣體輸運(yùn)和流量系統(tǒng)Ø 氣體操作系統(tǒng)包括各種族金

13、屬有機(jī)源和族氫化物源及其輔助裝置，氣路管道，真空系統(tǒng)，以及氣路中的各部件（閥門(mén)、質(zhì)量流量器（PC）、泵等）。計(jì)（MFC）、Ø 其中MFC(MassFlowController)對(duì)氣體流量進(jìn)行控制，PC(PressureController)進(jìn)行，水浴恒溫槽（Thermal Bath）對(duì)金屬有機(jī)源進(jìn)行溫度。吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料3. 反應(yīng)室和加熱系統(tǒng)反應(yīng)室是MOVPE設(shè)備的組成部分，通?？煞譃樗绞胶痛怪笔絻煞N。要避免在反應(yīng)室中出現(xiàn)離壁射流和湍流，保證只存在層流，從而使反應(yīng)室內(nèi)氣流和溫度均勻分布，實(shí)現(xiàn)大面積均勻生長(zhǎng)。不要形成氣體湍流,而是層流狀態(tài);基座

14、本身不要有溫度梯度;盡可能減少殘留效應(yīng)。反應(yīng)室設(shè)計(jì)示意圖（a）水平式（b）垂直式吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料水平式多片MOVPE生長(zhǎng)設(shè)備示意圖（AIX2000的行星式反應(yīng)室）多片垂直反應(yīng)室MOVPE結(jié)構(gòu)圖半導(dǎo)體材料吉林大學(xué)電子科學(xué)與3. 反應(yīng)室和加熱系統(tǒng)Ø 加熱的方式：射頻加熱、紅外輻射加熱和電阻加熱三種。Ø 大型反應(yīng)室：射頻加熱方式。由射頻線圈通過(guò)誘導(dǎo)耦合方式對(duì)石墨基座進(jìn)行加熱，但是這種加熱方式過(guò)于復(fù)雜。Ø 稍小的反應(yīng)室：紅外輻射加熱的方式。由鹵鎢燈產(chǎn)生的熱能被轉(zhuǎn)換成紅外輻射，基座吸收紅外輻射之后再轉(zhuǎn)換成熱能。Ø 電阻加熱方

15、式比較簡(jiǎn)單，它是通過(guò)給電阻絲通電產(chǎn)生熱量來(lái)對(duì)基座進(jìn)行加熱吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料4. 尾氣處理系統(tǒng)Ø MOVPE系統(tǒng)中采用的反應(yīng)源多為易燃易爆甚至的物質(zhì)，尾氣不能直接排入大氣中。Ø 通常的處理方法是將尾氣先通過(guò)過(guò)濾器除去微粒（如P等），然后通解毒。體洗滌器（Scrubber）進(jìn)行Ø 另法是采用燃燒室將尾氣中的物質(zhì)進(jìn)行熱解和氧化， 燃燒室通常為高溫爐， 它可以在900 1000的高溫下，將尾氣中的物質(zhì)進(jìn)行熱解和氧化， 反應(yīng)生成的產(chǎn)物淀積在石英管的內(nèi)壁上，很容易清洗，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)害化。吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材

16、料5. 安全保護(hù)和系統(tǒng)Ø MOVPE設(shè)備有N2旁路系統(tǒng)，斷電及故障時(shí)， 純N2 自動(dòng)通入系統(tǒng)保護(hù)樣品。Ø 毒氣泄漏檢測(cè)儀及H2檢測(cè)器，聲光。吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料6.系統(tǒng)操作Ø 手動(dòng)和微機(jī)自動(dòng)Ø系統(tǒng)面板設(shè)有閥門(mén)開(kāi)關(guān)，各個(gè)管路氣體流量、溫度的設(shè)定及數(shù)字顯示吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料7-2-3 MOVPE生長(zhǎng)GaAs工藝過(guò)程 襯底處理，襯底裝到基座上 調(diào)整好源溫度，設(shè)定好流量 抽真空，充H2 升溫至300ºC，通AsH3形成As氣氛，防止GaAs襯底受熱分解 升溫至外延生長(zhǎng)溫度（>600ºC）,通TMG，外延生長(zhǎng) 生長(zhǎng)結(jié)束，

17、停TMG，降溫至300ºC，再停AsH3 待溫度降至室溫，開(kāi)爐取片。吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料生長(zhǎng)原理Ø 使用TMGa與AsH3反應(yīng)生長(zhǎng)GaAs原理Ga(CH3)3(g) + AsH3(g) = GaAs(s) +3CH4(g)Ø 如果要生長(zhǎng)三元化合物Ga1-xAlxAs時(shí)，可以在上述反應(yīng)系統(tǒng)中再通往TMAl，反應(yīng)式為：xAl (CH3)3(g) + (1-x) Ga(CH3)3(g)Ga1-xAlxAs(s) +3CH4(g)+ AsH3(g) =吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料MOVPE生長(zhǎng)摻雜的GaAsMOVPE生長(zhǎng)摻雜GaAs時(shí)，摻雜劑與TMG、AsH3同時(shí)

18、輸入反應(yīng)室。N型摻雜劑有H2Se、H2S、SiH4等；P型摻雜用DMZn、DEZn、DMCd等；用六羰基鉻Cr(CO)6摻雜可獲得半絕緣GaAs外延層。吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料影響GaAs外延層性質(zhì)的因素常壓MOVPE生長(zhǎng)GaAsAsH3/TMG比值對(duì)GaAs 導(dǎo)電類(lèi)型和載流子濃度的影響：比值小，P型比值大，N型比值>30，表面好ØØØ吉林大學(xué)電子科學(xué)與影響GaAs外延層性質(zhì)的因素 外延層厚度對(duì)遷移率影響Ø 隨厚度增大，遷移率先增大，到25-30mm達(dá)極大值，后下降，但變化不大。 生長(zhǎng)溫度對(duì)總雜質(zhì)濃度的影響Ø 富As條件下，溫度是影響

19、非摻雜GaAs外延層中雜質(zhì)濃度的最重要因素。Ø 750600ºC，T，N。T<600ºC，表面粗糙 源純度對(duì)遷移率影響Ø 源的純度不高，遷移率降低。LP-MOVPE生長(zhǎng)GaAs吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料7-2-4 MOVPE生長(zhǎng)GaAs的反應(yīng)機(jī)理A：表面催化反應(yīng)模型：源吸附在表面形成表面吸反應(yīng)生成中間產(chǎn)物分解附Ø 較低溫度下可觀察到中間產(chǎn)物Ø 高溫下中間產(chǎn)物迅速分解B：空位分配模型：源分解為Ga和As遷移到相應(yīng)空位。Ø 此模型可以解釋?zhuān)珹sH3/TMG比值不同，引起導(dǎo)電類(lèi)型和載流子濃度變化吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料

20、AsH3/TMG：比值小，P型比值大，N型ØØØAsH3/TMG比不同影響GaAs外延層空位濃度的變化，造成雜 質(zhì)（Si和C）的替代情況不同。IV族雜質(zhì)取代Ga起施主，取代As起受主。Ø吉林大學(xué)電子科學(xué)與MOVPE生長(zhǎng)機(jī)制參加反應(yīng)的氣體混合物向沉積區(qū)輸運(yùn)；反應(yīng)物穿過(guò)滯留層擴(kuò)散到襯底表面反應(yīng)物在熱的襯底表面上熱解產(chǎn)和副產(chǎn)物副產(chǎn)物從襯底表面脫附、擴(kuò)散并排在襯底表面找到合形成的適的晶格位置固定下來(lái)MOVPE生長(zhǎng)過(guò)程示意圖吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料MOVPE生長(zhǎng)速率隨溫度變化關(guān)系¾ 在較低生長(zhǎng)溫度下，生長(zhǎng)受襯底表面所發(fā)生的反應(yīng)物吸附和脫附，生成物吸附

21、、脫附等化學(xué)反應(yīng)過(guò)程以及表面擴(kuò)散過(guò)程所，¾ 在這一溫度范圍內(nèi)，上述這些過(guò)程的速率隨溫度的升高而升高，¾ 因而材料生長(zhǎng)速率也隨溫度的升高而升高，這一溫度區(qū)段稱(chēng)為動(dòng)力學(xué)區(qū)段。吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料MOVPE生長(zhǎng)速率隨溫度變化關(guān)系¾當(dāng)生長(zhǎng)溫度升高到一定值時(shí)，各種動(dòng)力學(xué)過(guò)程發(fā)生的速率較快，限制生長(zhǎng)的因素變?yōu)闅庀鄶U(kuò)散，¾而氣相擴(kuò)散的速率與溫度基本無(wú)關(guān)，¾因而在這一溫度范圍內(nèi)生長(zhǎng)速率基本保持恒定，稱(chēng)為質(zhì)量輸運(yùn)區(qū)段。吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料MOVPE生長(zhǎng)速率隨溫度變化關(guān)系Ø 生長(zhǎng)溫度再次升高時(shí)，所有的表面過(guò)程、表面物理、化學(xué)反應(yīng)過(guò)程、質(zhì)量

22、和熱輸運(yùn)過(guò)程以及襯底表面的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程都具有足夠高的速率，對(duì)生長(zhǎng)產(chǎn)生限制，Ø 此時(shí)生長(zhǎng)是受熱力學(xué)，由于MOVPE生長(zhǎng)是放熱反應(yīng)，故該溫度區(qū)段生長(zhǎng)速率隨溫度的升高而降低。吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料MOVPE方法的缺點(diǎn)除了以上優(yōu)點(diǎn)，由于自身生長(zhǎng)原理、設(shè)備結(jié)構(gòu)等，MOVPE方法仍存在以下不足：方面的Ø 原材料大多是易燃易爆的的氣密性要好，要求裝備安全氣體，因此要求設(shè)備和抽風(fēng)裝置。從環(huán)保和安全的角度來(lái)說(shuō)并不是理想的材料生長(zhǎng)設(shè)備。Ø 反應(yīng)源中所包含的C等其它元素容易造成所生長(zhǎng)材料中的非故意摻雜。Ø 與MBE方法相比，MOVPE的原位監(jiān)測(cè)非常目前也有廠商作此方面的

23、改進(jìn)。，吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料MOVPE方法的缺點(diǎn)Ø 生長(zhǎng)過(guò)程中需要對(duì)許多參數(shù)進(jìn)行精確以獲得所需的均勻性和重復(fù)性，外界溫度、濕度變化以及更新設(shè)備配件會(huì)影響生長(zhǎng)的重復(fù)性。Ø 運(yùn)營(yíng)成本昂貴，包括它使用的反應(yīng)源較為昂貴、長(zhǎng)期消耗氮?dú)鈿錃狻⑿枰涮壮瑑?、恒溫恒濕、可排風(fēng)等的，但由于MOVPE方法可進(jìn)行大規(guī)模、批量化材料生長(zhǎng)，相對(duì)其它外延生長(zhǎng)技術(shù)而言，單個(gè)外延片的成本較低。吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料7-2-5 MOVPE法生長(zhǎng)GaNGaN的性質(zhì)Ø 直接帶隙， 禁帶寬度3.4eV ， 藍(lán)光LED 材料InGaN/GaNØ 熔點(diǎn)2800ºC，離解壓4

24、.5×109Pa，N在Ga中溶解度低于1%吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料7-2-5 MOVPE法生長(zhǎng)GaNGaN的應(yīng)用目前沒(méi)有生長(zhǎng)GaN體單晶的技術(shù)只能異質(zhì)外延，或異質(zhì)厚外延層+襯底剝離技術(shù)獲得Ga N襯底（ 后者價(jià)格昂貴， 50mm:300mm Si ：$200 ）GaN的P型摻雜問(wèn)題：$10000 。Ø Mg-H絡(luò)合物的形成降低了摻雜效率，而且Mg的電離能較高，室溫下只少部分電離，P型GaN電導(dǎo)率低Ø 利用退火法激活Mg雜質(zhì)實(shí)現(xiàn)GaN的有效P型摻雜吉林大學(xué)電子科學(xué)與半導(dǎo)體材料MOVPE外延生長(zhǎng)GaNGaN異質(zhì)外延生長(zhǎng)的難點(diǎn)GaN生長(zhǎng)溫度下的離解造成偏離化學(xué)計(jì)量比襯底的匹配：襯底：SiC、Sapphir