人工晶体学报 ›› 2026, Vol. 55 ›› Issue (3): 423-430.DOI: 10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0229
杨琛1,2(
), 黄戈萌1, 潘荣林1, 马明1, 夏颂1, 范世1, 李振荣1(
)
YANG Chen1,2(
), HUANG Gemeng1, PAN Ronglin1, MA Ming1, XIA Song1, FAN Shiji1, LI Zhenrong1(
)
摘要: 本文采用Na助熔剂液相外延法,系统研究了生长时间对GaN晶体的表面形貌、产率与质量的影响,并结合生长过程中坩埚内物料的变化和N离子浓度的计算,研究了助熔剂过量辅助液相外延GaN晶体的生长过程。结果表明,随着生长时间的延长,晶体表面形貌由初期的较小尺寸山脊状逐渐转变为棱台状,最终发育为大尺寸山脊状。晶体外延厚度随生长时间的延长而增加,生长时间为100 h时生长厚度内为1 500 μm;同时,晶体产率显著提升,与生长时间基本呈线性关系。生长时间为100 h时,GaN单晶产率、多晶产率和总产率分别约为65.5%、18.5%和84.0%。在生长初期,(0002)面X射线摇摆曲线(XRC)半峰全宽低于270″,并随生长时间延长逐渐变大。对生长过程中熔体内剩余物料的计算结果表明,剩余金属Ga的质量随生长时间线性减少,而剩余金属Na的质量在生长初期略有上升,后期趋于稳定。数值计算结果显示,随着生长时间的延长,熔体内N离子浓度呈增大的趋势。本研究可为调控GaN晶体形貌、提升产率及优化生长工艺提供了重要的实验与理论依据。
中图分类号: