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外延生长中的横向扩散现象（ELO1S）

2025-09-29 历史故事版权反馈

【摘要】：图2-20 使用ELO 1S的GaN生长1）首先，几微米的GaN在Al2O3上外延生长。2）随后，利用光刻法使SiO2或Si3N4介质层沉积，介质层构成介质和GaN窗口的选取线。3）第二次外延，成核作用在GaN缺口选择性地发生。这幅图像很好地说明了用ELO 1S技术获得的表面位错的异质分布，以及位错密度的有效降低。星号指示的暗区表示窗口上方生长的GaN。

在生长方向蔓延的分界面缺陷是异质外延生长的主要问题。ELO可以改善横向生长，因此能够降低这种界面效应[GIB 04]。

2.4.3节的3D生长模式与ELO存在某些相似之处，因为层是由孤立GaN岛的横向聚结形成的，然而，ELO技术的条理性更强。这种技术的原理如图2-20所示。

图2-20 使用ELO 1S的GaN生长

1）首先，几微米的GaN在Al₂O₃上外延生长。

2）随后，利用光刻法使SiO₂或Si₃N₄介质层沉积，介质层构成介质和GaN窗口的选取线（Alternative Line）。

3）第二次外延，成核作用在GaN缺口选择性地发生。

4）GaN生长，在介质上发生进一步横向聚结，形成条纹。这一技术有效减少了缺陷数量。GaN缺口上方的位错密度与GaN底层的相等。介质上方的位错密度得到减小，但在聚结边界观察到了某些缺陷[ROM 03]。

用阴极射线致发光（CL）技术分析ELO GaN。材料被扫描电子束激发，然后记录来自材料的发光信号图。(https://www.chuimin.cn)

在图像中，暗区对应着高浓度的不辐射缺陷。

图2-21所示为λ=358nm的光，是由GaN中的自由A激发子发出的[LER97]。

暗点表示位错的出现点。空间分辨率受激发电子束大小的限制。亮条纹是GaN在介质上方的聚结。暗条纹代表GaN层在原来GaN底层上方的成核。暗区的位错密度约为5×10⁸/cm²，亮区的密度降至5×10⁶/cm²。这幅图像很好地说明了用ELO 1S技术获得的表面位错的异质分布，以及位错密度的有效降低。

图2-21 用ELO 1S生长得到的GaN层的CL图像[BEA99]

注：箭头所指的线为介质上方聚结的GaN。星号指示的暗区

表示窗口上方生长的GaN。白色条状的宽度为4μm。