ray diffraction and secondary mass spectroscopy study of grown si111 substrate by vacuum reactive evaporation真空反应蒸发法在Si111衬底上生长射线衍射二次离子质谱研究.pdfVIP
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Semicond.Sci.Technol.15(2000)649–652.PrintedintheUKPII:S0268-1242(00)07174-1
X-raydiffraction,photoluminescence
andsecondaryionmass
spectroscopystudyofGaNfilms
grownonSi(111)substrateby
vacuumreactiveevaporation
HaoxiangZhang,ZhizhenYe,BinghuiZhaoandHongxueLiu
StateKeyLaboratoryofSiliconMaterials,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,
People’sRepublicof
E-mail:silab@cmsce.zju.edu.cn
Received19August1999,acceptedforpublication28March2000
.Inthispaper,GaNgrownonSi(111)isreportedusingaGaNbufferlayerbya
simplevacuumreactiveevaporationmethod.X-raydiffraction(XRD),photoluminescence
(PL)measurement,Hallmeasurementandsecondaryionmassspectroscopy(SIMS)results
indicatethatthesingle-crystallinewurtziteGaNwassuccessfullygrownonSi(111)substrate.
ApronouncedGaN(0002)peakappearsintheXRDpattern.Thefullwidthathalfum
(FWHM)ofthedouble-crystalx-rayrockingcurve(DCXRC)for(0002)diffractionfromthe
GaNepilayeris18arcmin.AnnealingcouldheightenthePLandtheGaNepilayergrownat
1050◦CexhibitedthestrongestPL.ItwasdemonstratedinSIMSthatbothgalliumand
nitrogendistributeduniformlywithintheepilayer,whilegalliumsegregatedonthesurfaceof
theepilayer.Theunintentionallydopedfilmswerentypewithacarrierconcentrationof
1.761018cm−3andanelectronmobilityof142cm2V−1s−1.Thehighcarrier
en
onthesiliconsubstrate.
1.IntroductionGaParethermallyunstableatthegrowthtemperaturesof
MOCVDhigherthan1000◦C.Accordingly,Siisregarded
Galliumnitride(GaN)ha
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