研究目的
探索氮化镓外延溅射沉积的细节，特别关注离子损伤问题，并识别改善氮化镓发光质量的机制。
研究成果
已确定离子损伤是氮化镓脉冲溅射沉积过程中缺陷形成的主要来源。氮元素是产生高能粒子并导致缺陷的主要因素。降低氮物种影响的策略包括：提高沉积过程中的反应腔压力和/或增大衬底与靶材的距离。另一种策略是在衬底上使用液态金属薄膜作为表面活性剂，以屏蔽半导体免受高能粒子的轰击。
研究不足
等离子体中原子和分子的高动能会诱发材料缺陷，这是溅射工艺用于半导体级材料的主要缺陷。对缺陷的研究既复杂又具有挑战性。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用脉冲溅射沉积（PSD）技术生长GaN，重点研究离子损伤效应。通过蒙特卡罗方法模拟背散射和溅射原子的能量。
2：样品选择与数据来源：
在同质外延GaN样品中，5微米GaN缓冲层由MOVPE法在蓝宝石衬底上制备，随后进行溅射沉积。衬底在沉积温度下于真空环境中进行热清洁处理。
3：实验设备与材料清单：
使用常规溅射系统（含真空腔室）、钼坩埚盛装的液态镓（7N纯度）、6N纯度的氮气和氩气，以及中频脉冲直流发生器。
4：实验流程与操作规范：
镓靶溅射功率设定为80W，沉积温度为730°C，靶材与衬底间距固定为100毫米。
5：数据分析方法：
通过扫描电镜（SEM）观察薄膜形貌，阴极荧光（CL）测量光学特性，高分辨透射电镜（HRTEM）进行结构表征。
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