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1、氮化稼材料中的位错对材料物理性能的影响/倪贤锋等氮化稼材料中的位错对材料物理性能的影响‘倪贤锋叶志镇(浙江大学硅材料国家重点实验室.杭州3l()呢7)。摘GaN发光器目前对于氮化要氮化稼材料中的位错是制约件及电子器件的性能的一个关键因素稼材料中的位错的研究是一大热点扼要综述了位错对于材料及器件的物理性能的影响:非辐射复合作用、造成器件的漏电流、。_缩短器件的寿命并GaN简要介绍了减少外延层中的位错密度的几种方法o关键词GN薄膜位错非辐射复合中心漏电流.:TN323()7十:中图分类号0472文献标识码AInfluenceofThreadingDisloeation
2、sonPhysicalProPertiesofGaNEPilayersNlXianenzenfgYEZhih...·.(StateKeyl一aoratory()一eon:lteriasZhoJ一a一1红U一11、ers一yHaz:gzo310027PRCllill;)bfsliMlh一l一en、AbstractHghd、ltythreadingdisloe::tiol飞、(TD)a、NRre〔onl})inati()neentersh:、ve{)eon()neofrhokoy.J】aetorsrinrontorna〔一t一antt一eleleneyoro。一t一v
3、e。。vlc。、egs于一I。。t。loer(。r:l一le。。)ro矛一t。(eee-flimighilrnfffdi](IEI)){hfmfl1lrone,.··tidevi(。5Inthis:trtieletheinfluonee、ofTl)onthol〕11y、一〔鉴111〕roportlos‘〕frel石Lte(I〔]。v一e。、:、r。卜rleflyrovieweda、eas、oerosnoenluestoreueeteens一t。.wpigthqddy〕12:(;:IN。一)一l:一yor、llrnmihfT「).·、.eorsGaNrl一n、,th
4、readinsoeotl<。n、n〔)n一r:Lol蔚;rl、。ree()〕一n;,、()n。。nlor、。;,;、《et一rren,Kywdlfslmgdillm}i1kg「lx,;1’(Hezer。)e一)!t;1〔;r。)wzl,)(八l())(51()蓝宝石与碳化硅是O引言G:、N异质外延生长时最常用的衬底由于〔沁N与卜述衬底间:.:、一,,(A}:()+165,C卜39少:)近年来氮化嫁材料由于其优良的特性一直是半导体材料存在着比较大的品格失配叹热膨胀:.....。:领域的研究热点它的应用领域包括蓝、绿光发光二极管、激光系数失配(Al()一35叹黝C一3
5、三灯)在“:、N外延层中将,,、。,以释放由于土述失配而造成的外延薄膜内二极管高频高温电子器件在进人9。年代以来随着缓冲层会产生大量的位错。{’二。cn:技术与氮化稼P型掺杂技术的成熟,G:IN材料的研究较大的应力位错密度一般在1犷一l()的范围内位错的已取得了:,,一、3;弓1、阶G。N类型主要有种川纯刃型位错其伯格斯为]/2()位错段性的成果Ila高亮度蓝绿光发光二极管已实现产业.,一,化。氮化稼基发光二极管的著名生产商有日本的日亚公司线方向为巨。。。l习;公混合型位错其伯格斯矢量为川3(1123>;,。,。())11。月(Nlchia)和美国的Croe位错线
6、方向为巨]方向偏度纯螺型位错其伯格斯矢公司由于没有匹配的衬底材料外延.、生长的氮化稼薄膜中往往包含有大量的缺陷,其中大部分是线量为[())01习位错线方向为[(})。lj绝大部分位错为纯刃型位.。ThreadlngDl、loeation)错与混合型位错纯螺型位错的数量较少所占的比例仅为性位错(使用常规的二步生长法生长的.,门/卜,’‘c一2。1男一1图l所示的是一张典型的5,m厚的利用二步生长氮化稼薄膜中位错密度的范围一般在l扩一10m的范围内。G。N法生长的外延层的横截而电镜显微照片在外延薄膜与衬但一个奇怪的现象是氮化稼基发光二极管的内量子效率却比较,,caC底
7、的交界处为缓冲层缺陷密度较大此处的缺陷包括反结构缺高如日亚公司(Nihi盯p)生产的蓝光LED的内量子效率有,、、、’[H.2%“了。相比较而言,常规的卜V族器件,如:基于工Ga八、陷不全位错线性位错层错等随着薄膜的生长一般只有A。.lc.LEDl2线性位错才会从缓冲层向外延层扩展材料的其位错密度一般都低于om而其内量子效率.GaN也只是在12%左右于是有的学者认为位错对于基发光器件的发光性能是无害的,甚至是有利的。然而,越来越多的文,GaN:献表明位错对于基发光器件的性能是有害的匡它大大地降低了氮化嫁发光二极管的发光效率、减少了激光器的使用。,,寿命所GaN以为
8、了进一步提
