研究目的
研究6H-SiC衬底极性对不同V/III比下HVPE法生长AlN薄膜形貌与微观结构的影响。
研究成果
在V/III比为10的条件下，Si面6H-SiC上获得了最佳质量的AlN层。与C极性面相比，Si面6H-SiC上的样品具有更光滑的表面形貌。高密度的纳米管仅在C极性衬底上的样品中生成。
研究不足
该研究仅限于探讨衬底极性和V/III比对AlN薄膜形貌与微观结构的影响，未对通过优化生长条件进一步提升薄膜质量的潜力进行研究。
1：实验设计与方法选择：
采用自制高温常压水平石英反应器HVPE系统，在直径2英寸的c面6H-SiC衬底上生长AlN薄膜。以HCl和氨气作为反应气体，氮氢混合气作为载气。
2：样品选择与数据来源：
样品A和B为Si极性衬底，分别以V/III比5和10生长；样品C和D为C极性衬底，分别以V/III比10和20生长。
3：实验设备与材料清单：
数字仪器公司Nano Scope III轻敲模式原子力显微镜(AFM)、Labram HR 800拉曼光谱仪、布鲁克D8 Discover X射线衍射仪(XRD)、200kV Tecnai G2 F20 S-Twin透射电镜(TEM)。
4：实验流程与操作步骤：
衬底在1100℃下热处理10分钟，随后在氢氮混合气氛中快速升温至1400℃进行2小时生长。
5：数据分析方法：
采用AFM表征AlN薄膜表面形貌，拉曼光谱测量薄膜残余应力，XRD检测外延层结晶质量，通过截面和平面TEM分析位错等缺陷特征。
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Bruker D8 Discover
X-ray diffraction
Bruker
Examination of the crystalline quality of the layers
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Digital Instruments Nano Scope III
tapping-mode atomic force microscope
Digital Instruments
Characterization of the surface morphology of the AlN films
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Labram HR 800
Raman spectroscopy
Labram
Measurement of the residual stress of the films
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Tecnai G2 F20 S-Twin
TEM
Tecnai
Cross-section and plane-view TEM analyses for AlN
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Gatan 691 PIPs
Ar+ ion milling
Gatan
Preparation of TEM samples
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