蓝宝石衬底上3D/2D交替生长模式制备高质量AlN

摘要

设计一种三维和二维交替(3D/2D)生长模式,并使用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法在蓝宝石衬底上通过3D/2D交替生长模式制备了AlN外延材料.高分辨X射线衍射仪测试表明,相较于纯3D和2D生长模式制备的AlN材料,3D/2D交替生长模式制备的AlN材料的(002)和(102)半高宽都有所减小,表明该3D/2D交替生长模式制备的AlN材料具有更高的晶体质量和更低的位错密度.原子力显微镜测试表明,每个周期中3D AlN与2D AlN的厚度不同,其粗糙度不同.当单个周期中,3D AlN层厚度为75nm和2D AlN层厚度为425nm时,AlN表面平整,原子台阶清晰,粗糙度为0.107nm.拉曼光谱测试表明所有AlN样品都是c轴择优取向,且2D AlN层厚度可以调控AlN材料内应力,本文研究了内力调控机制.