氮化镓基半导体原位纳米横向生长动力学研究

采用金属有机物化学气相沉积法在蓝宝石衬底上原位制备具有一定空间分布和化学组分比的富硅氮化硅纳米图形掩膜，然后纳米横向外延生长高质量氮化镓基半导体材料，以克服传统横向生长工艺复杂、时间长和昂贵等缺点及缺乏廉价氮化镓自支撑衬底的问题。结合材料生长和表征以及动力学蒙特卡罗模拟和势能表面计算，重点解决该纳米横向外延体系生长初期的成核机理、成核位置与晶相控制、成岛与粗化机制、岛形貌演变和岛间合并动力学、扩散和晶面生长速率各向异性及表面活性剂在纳米横向生长中的作用等关键物理问题。控制初始成核、成岛及纳米横向外延过程，建立基于MOCVD的氮化镓基半导体原位纳米横向外延的优化工艺，并分析氮化镓外延层的位错、应力、发光和晶体质量。这些研究不仅将部分解决氮化镓基半导体原位纳米横向生长动力学及其相关物理问题，也将加深对薄膜外延的基本物理问题的理解，还将积极促进高质量、低价氮化镓基材料制备和光电产业化发展。