氢化物气相外延生长GaN膜性质研究

刘战辉¹，张李骊¹，李庆芳¹，修向前²，张荣²，谢自力²

1. 南京信息工程大学物理与光电工程学院2. 南京大学电子科学与工程学院江苏省光电信息功能材料重点实验室

摘 要：利用氢化物气相外延技术在c面蓝宝石上生长得到纤锌矿结构GaN膜。采用高分辨X射线衍射、拉曼光谱和光致发光谱对GaN外延膜进行了结构表征和光学性质研究,重点探讨了光致发光谱的温度变化特性。样品（002）面和（102）面摇摆曲线半高宽分别为322和375 arcsec,表明生长的GaN膜具有较好的晶体质量。高分辨X射线衍射、拉曼光谱和光致发光谱测试表明,外延膜中存在0.26 GPa的面内压应力。变温光致发光谱研究发现GaN外延膜中A自由激子发射峰和施主束缚激子发射峰随温度变化服从能带收缩理论。但由于A自由激子单声子伴峰可能是一种与自由激子动能变化相关的自由激子-声子相互作用的复合机制,导致其峰位呈现先蓝移后红移变化,以及其积分强度出现先增加后降低的现象。

关键词：氮化镓;氢化物气相外延;高分辨X射线衍射;拉曼光谱;变温光致发光谱;