通過界面空洞的自我分離一個厚的氮化鋁層從藍寶石襯底上通過藍寶石的分解

 
 

一種技術用於分離氫化物氣相外延(HVPE)在藍寶石襯底上生長的厚氮化鋁層的開發,通過在含有氫氣和氨氣的氣藍寶石襯底體流1450 ℃熱處理時許多空隙可以形成於在1065 ℃生長的薄(100nm)的氮化鋁層和藍寶石襯底之間的界面處由於藍寶石的優先分解。在一個厚( 85微米)的氮化鋁層,從與所述界面空隙的援助的藍寶石襯底分離的厚的氮化鋁層的隨後生長之後的冷卻過程。這樣獲得的獨立的氮化鋁基板具有光滑的表面,為1.1的位錯密度×109厘米2 ,而對於波長高於208.1納米的透光性。

氮化鋁的單晶層被生長在藍寶石襯底1000和1100 ℃下的氯化鋁與氨的氣相反應之間。的純度,顏色,結晶度,生長形態,並且外延層的電阻率進行了研究。紅外線鏡面反射的測量有可觀的應變在氮化鋁-藍寶石外延界面的存在。光吸收數據有力地表明在氮化鋁是一種直接帶隙材料具有約6.2eV的在室溫下的值。


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操作過程中通過藍寶石襯底的紅寶石

 
 

包封的綠色和紫外光操作發光二極管(LED )的溫度已經通過由剩餘Cr3 +的汙染物在藍寶石基板所發出的紅寶石Ř藍寶石襯底行光學測定。這兩個光致發光Ř線,這是由LED的發光本身激發時,顯示出良好的特點線位移作為溫度和壓力的函數。的溫度被發現與該LED的施加正向電流為≈1 K /毫安的速率線性增加。此基礎上監測2紅寶石Ř線的光學溫度測量可以有資格作為原位溫度傳感器,用於其他藍寶石襯底基半導體設備,例如激光二極管和場效應晶體管的敏感方法。

銦鎵氮化物(銦鎵- XN )單量子阱(SQW )發光二極管(LED ) 通過在藍寶石金屬有機物化學氣相沉積生長,被轉移到矽襯底。薄膜的InxGa1 - XN SQW LED用瞬態液相鈀在晶片鍵合過程隨後通過激光剝離法來移除藍寶石生長襯底結構進行了第一鍵合到的n + -矽襯底。個體250×250平方微米,發光二極管通過在n + -Si基片的背面接觸,然後制成。這些LED以5.4具有典型導通電壓為2.5 V和100mA的正向電流五,為的InxGa1 - XN SQW LED的室溫發射峰中心在455納米的半高19全寬納米。


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從正的氧化鋅紫外發光:GA/P-ZnO與p型氧化鋅藍寶石襯底氮同質結裝置通過退火氧化氮等離子周圍形成氮層

 
 

氧化鋅同質結發光器件(LED)用正的氧化鋅:鎵的苯乙烯/對 - 氧化鋅:無結構是由金屬有機物化學氣相沉積制造藍寶石襯底在藍寶石襯底上。可再現的p型氧化鋅:氮層與空穴濃度1.29 × 1017厘米-3形成了以氨為隨後的氧化氮等離子保護環境的熱退火摻氮源。該器件表現出理想的整流行為。不同的電致發光發射中心在3.2 eV和2.4 eV的從該設備在正向偏壓下在室溫下進行檢測。在強紫外線輻射媲美的電致發光光譜的可見光發射,這代表了氧化鋅同質結LED的性能顯著進展。

氧化鋅外延層已經被沉積的化學氣相傳輸上的單晶藍寶石基板。氧化鋅層已經沉積了厚度為100μ的。 X射線分析表明,氧化鋅的c軸,可向平面平行於面取向的藍寶石襯底。電阻率一般是從1到10Ω厘米,但可以顯著提高鋰或鈉的擴散。


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在氮化鎵載流子濃度和遷移率外延層上研究了紅外反射光譜藍寶石襯底

 
 

有機金屬化學氣相載流子濃度和遷移率的測量沉積的氮化鎵薄膜的藍寶石襯底上通過紅外反射法。通過與實驗數據藍寶石襯底擬合得到的晶格振動的振蕩器和的等離激元的所有參數。從等離子體頻率和阻尼常數,我們得到的載流子濃度和電子遷移率。與霍爾數據的濃度非常吻合,而遷移率的值是比該霍爾測量由約0.5的因子較小。我們認為這樣的流動性降低到散射與入射的光子耦合的電子的增加。

氮化鎵層是通過電子回旋共振分子束外延法( ECR- MBE法),使用ECR等離子體細胞與細胞頂端為氮源離子去除磁鐵生長在藍寶石襯底上。離子去除磁鐵在此ECR等離子體單元的效率是99%。高質量的氮化鎵層而異。特別是(2×2 )和(4 ×4 ) RHEED (反射高能電子衍射)圖案在氮化鎵生長和生長後的冷卻,分別表示氮化鎵的平坦和光滑的表面過程中觀察到。這些結果顯示了離子除去ECR等離子體單元的優越性。


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藍寶石脈沖激光沉積高品質的外延氮化鋁層

 
 

通過化學計量氮化鋁靶的脈沖激光燒蝕藍寶石襯底上生長高質量氮化鋁外延層。在氮化鋁薄膜沉積在800℃下和在藍寶石襯底2-3 J/cm2的範圍內的激光能量密度被認為是外延與c軸垂直於該表面的氧化鋁。外延的氮化鋁薄膜的X-射線搖擺曲線,得到一個完整的半值寬度為0.21 ° 。選區電子衍射圖和高分辨透射電子顯微鏡還透露,薄膜是外延以氮化鋁‖氧化鋁的取向關系,在平原對齊的氮化鋁‖氧化鋁。這等同於在氮化鋁膜相對於所述藍寶石基板的基底面轉動30° 。

通過紫外 - 可見光譜的外延氮化鋁膜測得的吸收邊緣是尖銳的和能隙被發現是6.1電子伏特。薄膜的電阻率是大約5-6 × 1013歐姆厘米5× 10 6 V / cm的擊穿電場。在較高的激光能量密度≥10 J/cm2的和較低的溫度≤ 650℃ ,沉積的薄膜是氮缺乏和含有遊離金屬鋁,二者降低微結構,電氣,以及在氮化鋁薄膜的光學性質。


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