GaN MOCVD生长速率及表面形貌随生长工艺参数的变化

• 作 者: 符凯 张禹 陈敦军 韩平 谢自力 王荣华 张荣 郑有炓
• 机 构: 南京大学物理系，江苏省光电信息功能材料重点实验室，南京210093
• 出 处: 第十届固体薄膜会议
• 发表日期: 2006年10期
• 关键词: 蒙特卡洛 计算机模拟 金属有机物 化学气相淀积 生长速率 表面形貌 氮化镓薄膜

本工作根据现有GaN 金属有机物化学气相淀积(Metalorganic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)生长动力学理论，结合具体的MOCVD 反应腔体的构造，用计算流体力学和动力学蒙特卡罗方法对GaN MOCVD 生长过程中的生长速率和表面形貌演变进行了计算机模拟。结果表明，在950-1350 K的温度范围内反应气体充分热分解，是适合GaN 外延生长的温度区间；温度低于950 K，反应气体未能充分地分解，导致较低的生长速率；而温度高于1350 K 则Ga组分的脱附现象开始变得严重，从而抑制GaN的生长速率。另一方面，较高的V/III 也会抑制GaN的生长速率。生长过程中表面形貌随时间的演变结果显示，GaN 薄膜在高温下(1073～1473 K)为2D 层状生长，在1373 K的温度下生长的GaN 薄膜表面最为平整。