氧化锌同质结发光器件（LED）用正的氧化锌：镓的苯乙烯/对 - 氧化锌：无结构是由金属有机物化学气相沉积制造在蓝宝石衬底上。可再现的p型氧化锌：氮层与空穴浓度1.29 × 1017厘米^-3形成了以氨为随后的氧化氮等离子保护环境的热退火掺氮源。该器件表现出理想的整流行为。不同的电致发光发射中心在3.2 eV和2.4 eV的从该设备在正向偏压下在室温下进行检测。在强紫外线辐射媲美的电致发光光谱的可见光发射，这代表了氧化锌同质结LED的性能显着进展。

氧化锌外延层已经被沉积的化学气相传输上的单晶蓝宝石基板。氧化锌层已经沉积了厚度为100μ的。 X射线分析表明，氧化锌的c轴，可向平面平行于面取向的蓝宝石衬底。电阻率一般是从1到10Ω厘米，但可以显著提高锂或钠的扩散。


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我们通过金属有机汽相外延（MOVPE）法研究了非极性a面氮化镓的直接生长于R-平面蓝宝石衬底上。我们发现，氮化镓的高密度成核生长在r面蓝宝石基板在高温生长的初始阶段没有缓冲层，这导致在a面氮化镓的平坦表面上。我们还研究了生长条件对表面形貌和a面氮化镓的生长特征的影响。结果表明，包围面逆三角形的凹坑形成在相对高的V / III比，和横向生长率沿c轴方向上以相对低的V/III比增强。

提出了以氮化镓的选择性外延延伸到横向过度生长，并采取增长各向异性的优势，产生应变自由的氮化镓晶体。通过选择性外延填充所述开口中的介电掩模后，横向过生长发生反射的各向异性生长。这允许具有非平面的几何形状的样品的制造。在选择性外延被直至岛聚结进行或者通过MOVPE或卤化物气相外延（HVPE ），金属有机物气相外延（ MOVPE ），而横向过生长来实现。氮化镓外延层是用常压金属有机物气相外延在蓝宝石上首先生长。电介质膜是氮化硅。开口均采用标准的光刻技术来实现。这些开口露出自由的氮化镓表面，并通过MOVPE用于外延再生长，然后通过HVPE 。


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对用于生长蓝宝石单晶，在生长过程中的特性，如温度和流场的内（壁到壁）和结晶内部（散装）辐射的影响下，结构的感应加热提拉炉传热和晶体融化的数值使用二维准稳态有限元法界面进行了研究。全局分析所获得的结果表明温度场，热传输结构和晶体熔融接口的这两种类型的生长炉内的辐射热传递的一个很强的依赖性。

该明确定义的和单晶蓝宝石的可重复的电性能，使其对于微带一个有吸引力的衬底材料，但是它的介电各向异性是一项重要的设计复杂化。对蓝宝石基板单微带线切断与一个指定的方向准静态特性考虑到各向异性，一个新的介电常数参数被引入，这是线性函数到基板高度的比W/H 。 W/H的变化是由有限差分方法得出。万向曲线微带上正确地定向蓝宝石呈现，表示1） epsilonreq ；2）低频极限的有效介电常数微带epsilone0 ，所有线Z 0 ；3）特性阻抗为W/H功能。


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从通过在氮化镓中的场效应晶体管（FET）一种MIS栅结构而产生的器件的性能的改进提出。氮化镓MISFET / MESFET器件被制造在蓝宝石衬底上具有和不具有对设备表面的薄氮化硅层的插入。在MIS场效应管器件显示改进的器件特性由于显著减少器件栅极漏相对于标准MESFET结构。测得的功率和线性性能表现出可喜的成果。根据于4GHz单音测试，设备产生的饱和输出功率6.2瓦/毫米， 55 ％的峰值功率附加效率。当使用双音信号设备进行测试保持了载体的30 dBc的高达1.8瓦/毫米， 40 ％的功率附加效率功率级三阶互调比。

氮化镓薄膜通过使用在低温下生长的氮化镓缓冲层的低压金属有机化学气相沉积生长在c面蓝宝石基板上。氮化镓薄膜的质量和表面形貌进行了强烈影响，在氮化镓缓冲层和氮化镓外延层的生长之前，在蓝宝石基板的表面进行预处理。生长在预氮化的蓝宝石基片表现出的膜对这些生长在即使表面形态变得粗糙衬底的膜的改进的电性能和光学性能。我们已经在2× 1016-5 ×的范围实现了载流子浓度1017厘米-3和电子迁移率在250-300厘米2 / V s于室温的范围内。氮化镓薄膜是由光致发光，霍尔测量，X-射线摇摆曲线和透射电子和扫描电镜进行评价。


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外延氧化锡薄膜上生长用反应射频磁控溅射在蓝宝石衬底。使用从浦项光源（PLS）组成的2电子伏特的电子加速器， 4圆X射线衍射仪，原子力显微镜（AFM） ，透射电子显微镜（TEM）的3C2束线薄膜的微观结构进行了研究与抛光氧化铝的氧化锡薄膜比较。可以确认，该薄膜外延生长用的变型晶体结构的蓝宝石基板上。没有晶粒边界被陈列在外延薄膜的表面上。在氧化锡薄膜的吸附位的大部分似乎与气体发生化学作用。

外延的氧化锡气体传感器，使用铂加热器和电极，表现出高灵敏度的可燃气体和95%的酒精在2000 ppm或350 ℃的特定灵敏度该传感器也表现出良好的稳定性，小的基线漂移和快速反应和大约5和30秒的恢复时间，分别为。

这个实验证实了外延生长的氧化锡气体传感器的良好气敏特性。


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主要是六方晶系氮化镓成核层通过低压有机金属气相外延生长在蓝宝石衬底上。氮化镓关于正常蓝宝石基板的单个晶粒的倾斜角度被确定为在从0°到5 °的范围内通过选择区域电子衍射。观察到氮化镓构成的立方相的一小部分被选择性地分布在晶界区和瞬时表面状态是建议在闪锌矿相的成核中发挥重要作用。由六方引起的从离子束辐射沉重的氮化镓立方相转变也注意到了。临界温度建议在形成主要是立方或六方氮化镓成核层存在。

研究了生长的氮化镓外延层的氮化镓缓冲层的生长速率的影响。人们发现这个增长速度在改善氮化镓薄膜的蓝宝石衬底上的质量和最佳的生长速率，存在产生最佳的晶体质量的关键作用。上生长的缓冲层与18.3纳米的最适生长速率的氮化镓薄膜/分钟具有539平方厘米/ VS的电子霍尔迁移率和大约2×108cm^-2的位错密度。氮化镓薄膜的品质，这些改进是通过促进横向生长模式的说明。


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半极性的氮化镓通过控制在无掩模r面图案化蓝宝石衬底的各向异性生长速率来实现。经优化的生长条件下，对蚀刻的c面状蓝宝石氮化镓层的生长速度比在其它平面，如原始r面蓝宝石高得多。奇导向的氮化镓证实当氮化镓生长仅在c面状蓝宝石侧壁。的各向异性生长速度的控制是使用无掩模图案的基板成长非极性和半极性层非常有用。

描述了通过有机金属化学气相沉积在r面蓝宝石衬底的非极性a面氮化镓薄膜生长的结构特征。平坦生长表面已实现并针对设备质量层的电位通过沉积低温成核层之前，高温外延生长实现。在氮化镓相对于该面蓝宝石基板的面内方向被证实是和由于氮化镓薄膜的极性，用会聚光束电子衍射确定这种关系是明确定义的。位错和堆垛层错，在平面图和剖面透射电子显微镜图像观察，主导了氮化镓微观结构与密度分别为亚微米坑和晶体露台上观察到光学镜面的氮化镓表面的原子力显微镜。


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主要是六方晶系氮化镓成核层通过低压有机金属气相外延生长在蓝宝石衬底上。氮化镓关于正常蓝宝石基板的单个晶粒的倾斜角度被确定为在从0°到5 °的范围内通过选择区域电子衍射。观察到氮化镓构成的立方相的一小部分被选择性地分布在晶界区和瞬时表面状态是建议在闪锌矿相的成核中发挥重要作用。由六方引起的从离子束辐射沉重的氮化镓立方相转变也注意到了。临界温度建议在形成主要是立方或六方氮化镓成核层存在。

在蓝宝石上外延横向杂草丛生的氮化镓被用来减少螺旋位错从氮化镓外延层与蓝宝石衬底的界面始发的数量。在氮化镓层周围的窗口，对应的横向过度生长的氧化硅掩模区以上，几乎是自由的穿透位错。中观察到的氮化镓的附近窗口中的区域生长的穿透位错的密度高。的InGaN多量子阱结构的激光二极管（LD ）生长在纯净的氮化镓衬底，这是由去除蓝宝石衬底制作，进行了论证。用5毫瓦的输出功率的LD展出超过290小时的寿命和10,000小时的寿命估计尽管有比较大的阈值电流密度。具有切割面镜子这些LD的远场图形显示单模发射无任何干扰效应。


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氮化物为基础的大功率倒装芯片（ FC ）发光二极管（LED）用双面图案化蓝宝石基板（ PSS）的提出和实现。下350 mA的电流注入，我们发现正向电压分别为3.24 ，3.26 ，和3.25 V的常规LED的FC ，FC LED上制备的PSS ，并分别为FC LED具有双面PSS 。人们发现，在350 mA的LED输出功率分别为79.3 ， 98.1和121.5毫瓦的常规LED的FC ，FC LED上制备的PSS ，并分别为FC LED具有双面PSS 。换言之，我们可以由53％提高的电致发光强度，而不制造LED的增大操作电压。

InGaN型氮化镓的发光二极管（LED）具有粗糙未掺杂的氮化镓表面和银镜的蓝宝石衬底上通过双转移方法制造的。我们发现，在20mA的注入电流，其发光亮度比传统LED大100％。其输出功率比传统LED大49 ％。


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在氮化镓薄膜的电性能的低温缓冲层厚度的影响进行了研究，并且表面形貌也审查通过原子力显微镜。最佳表面形貌不显示最佳的电气性能，这可以归因于对蓝宝石衬底的正常增长机制氮化镓薄膜。的生长温度为最后的氮化镓层的影响也被研究。当生长温度升高到1100 ℃时，流动性大大增强， 600平方厘米​​/ V s的3.3 × 1016/cm3在室温下具有背景载流子密度。近带隙态激子在低温下的发光能量示出了具有增加的生长温度，由于增强的热应力蓝移。基于热应力模型的计算非常吻合与光致发光测量。这一结果可以部分解释，在不久的带隙激子发射能量先前公布的数值是分散的原因。

生长在蓝宝石外延的氮化镓层包含一个非常大的密度缺陷（线位错，层错，反相畴界），这些缺陷已经完成了基础堆垛层错用高分辨透射电子显微镜的分析。两个断层， I1和I2，进行了鉴定。的I1故障的形成是基于（ 1/3） langle11 - 20rangle的完美的位错或爬升解离过程而I2故障是由于导致的局部结构的剪切位错环。


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